Методическая разработка урока по дисциплине «Теплотехника»

Краевое государственное автономное образовательное учреждение

среднего профессионального образования

«Нытвенский промышленно-экономический техникум»

Методическая разработка урока по дисциплине

«Теплотехника»

Тема: Мартеновская печь, устройство и принцип действия.

Преподаватель специальных дисциплин

О.А. Мартемьянова

Нытва

2014

Технологическая карта занятия

1. Цели занятия:  

       - образовательные:

            Изучить конструкцию мартеновской печи, ее узлы и процесс получения стали 

            мартеновской печи

      - развивающие:

        1) Способствовать формированию элемента общей компетенции:       

       3) Способствовать формированию элемента профессиональной  компетенции                   

- воспитательные:

1) Способствовать развитию патриотизма. Способствовать развитию интереса к истории мартеновского производства.

2.Тип учебного занятия:

Комплексный ( урок – изучение нового материала, урок – лекция, урок коллективного обучения с использованием работы в малых группах).

3. Педагогические методы и технологии

  Применяются специальные формы (элемент рабочей тетради) и методы для активизации и интенсификации деятельности учащихся, а также социально-воспитательные методы и технологии.

4. Материальное оснащение:

А. Наглядные пособия  презентации в программе  Power Point,

      плакаты для оформления аудитории.

Б. Мультимедиапроектор.

В. Раздаточный материал: рабочая тетрадь урока (Приложение А).

Г. Технические средства обучения: компьютер.

5. Междисциплинарные и внутри дисциплинарные связи:

Изучаемая тема напрямую связана с дисциплиной «Основы металлургического производства», « Химия», «Физика», «Материаловедение», «Технологические процессы ОМД», «История»,  «Русский язык и культура речи».

6. Формируемые компетенции:

           Общие компетенции:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, определять методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для постановки и решения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, обеспечивать ее сплочение, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7. Ставить цели, мотивировать деятельность подчиненных, организовывать и контролировать их работу с принятием на себя ответственности за результат выполнения заданий.

ОК 9. Быть готовым к смене технологий в профессиональной деятельности.

ОК 10. Исполнять воинскую обязанность, в том числе с применением полученных профессиональных знаний (для юношей)

Профессиональные компетенции

ПК 4.1. Выбирать методы контроля, аппаратуру и приборы для контроля качества продукции.

ПК 5.1. Организовывать и проводить мероприятия по защите работников от негативного воздействия производственной среды.

Список использованной литературы:

Теплотехника металлургического производства, том 2. Конструкция и работа печей под научной ред. В.А. Кривандина, М.: МИСИС, 2002.

Материаловедение и технология металлов под ред. Г.П. Фетисова, М.: «Высшая школа», 2009 г.

Максаров Н.А. Лысьва – город исторический, повесть-хроника, Лысьва: ООО «Издательский дом», 1999 г.

Никифоров В.М. Технология металлов и других конструкционных материалов, учебник  СПб.: Политехника, 2010 г.

Сеферов Г.Г., Батиенков В.Т. и др. Материаловедение учебник, М.: «ИНФРА-М», 2009 г.

5) Интернет ресурсы.

Структура занятия

Этапы занятия	Деятельность преподавателя	Деятельность обучающегося
1.      Ориентировочно-мотивационный этап
1.1 Оргмомент	-приветствие, - представление элемента рабочей тетради и дидактического материала.	- приветствие - ознакомление с рабочей тетрадью (РТ)
1.2 Сообщение темы, целей, задач.	- демонстрация слайд-шоу с комментирующим текстом; - постановка наводящих вопросов для формулировки темы, целей и задач.	- самостоятельная устная формулировка темы; - самостоятельная устная формулировка цели; - самостоятельная устная формулировка задач.
1.3 Мотивация учебной деятельности	- объяснение исторической значимости изучения материала; - объяснение межпредметных связей - объяснение формируемых компетенций	- планирование способов достижения учебных целей.
2.      Операционно-деятельный этап
2.1 Изучение и усвоение нового материала	- изложение лекционного материала с демонстрацией слайдов, рабочей тетради; - контроль работы в рабочей тетради	-работа с дидактическим материалом - работа в рабочей тетради (конспектируют, составляют схему, запоминают, анализируют)
2.2 Осмысление обучающимися новых знаний	- формулировка проблемы (задания) для практикума; - выборочный контроль выполнения задания практикума в РТ	- работа в рабочей тетради; - выполнение задания практикума
2.3.Закрепление вновь полученных знаний	- выборочный контроль полученных знаний в игровой форме. - представление правильных ответов.	- работа в рабочей тетради - самоконтроль и контроль в группах.
3.      Рефлексивно-оценочный этап
3.1 Обобщение и систематизация знаний	- проведение блиц опроса по теме	- ответы на вопросы блиц – опроса.
3.2 Рефлексия (самооценка)	- побуждение обучающихся к высказыванию своего мнения	- рефлексия, решение ситуационной задачи,   вывод по теме.
3.3 Домашнее задание	- формулировка домашнего задания в РТ.	- работа в рабочей тетради с нахождением необходимой информации

ХОД УРОКА

1.     Организационный момент

1)            Приветствую студентов,  проговариваю студентам их работу на уроке, вывожу студентов на тему урока.

«Добрый день, уважаемые студенты!

Сегодня мы с вами отправляемся в удивительный мир сложного технологического оборудования, которое используется в металлургическом производстве. Поэтому не будем бояться сложностей и настроимся на получение новых интересных знаний».

2.     Подготовка к изучению нового материала

 Читаю  стихи  Мусы Джалиля:

Не предмет снаряженья – оружие к бою,

Ты со мною сражалась повсюду,

Друг безгласный, ты жизнь сохранила мою.

Я тебя никогда не забуду!

(Слайд 1):

Задаю вопрос: «Скажите, о чем идет речь?»

Студенты: формулируют объект стихотворения - каска.

 Вывожу  на экран каску и демонстрирую сувенирный образец каски студентам.

Задаю вопрос: «В каком уральском городе выпускали каски для фронта в годы Великой Отечественной Войны?»

Студенты: называют город Лысьву.

Сообщаю: «Во время войны каски, которые спасли жизнь миллионам наших солдат, выпускались только на одном металлургическом заводе, в городе Лысьва. В годы войны маленький городок знал каждый солдат (Слайд 2).

И даже Юрий Никулин известный артист приезжал в город Лысьва с гастролями, только потому, что лысьвенская каска на фронте трижды спасла ему жизнь (Слайд 3).

Задаю вопрос: «Какими свойствами должна обладать сталь для касок?»

Студенты: называют предполагаемые свойства каски (пластичная, твердая, пуленепробиваемая и др.).

Информирую: «Но не только в стали заключался секрет лысьвенской каски. Конструкторы спроектировали ее геометрическую поверхность так, что каждая летящая пуля соприкасалась с поверхностью по касательной. Значительно смягчало силу удара подтулейное устройство, с помощью которого каска держится на голове солдата».

Задаю вопрос: «Кто знает, в какой металлургической печи получали сталь для каски?»

Студенты: называют мартеновскую печь.

3.     Сообщение темы, цели и плана занятия

Задаю вопрос: «Может кто – то сформулирует тему урока?»

Студенты: называют возможную тему урока, связанную с мартеновской печью.

Комментирую:  «Молодцы!

 И называет тему урока» (Слайд 5).

«Пожалуйста, запишите тему урока в рабочую тетрадь».

Студенты: записывают в рабочую тетрадь тему урока

« Мартеновской печь, устройство и принцип действия».

Озвучиваю: «Давайте сформулируем цели нашего занятия».

Студенты: высказывают мнения по целям, ориентируясь на желание узнать новую информацию о мартеновской печи.

 Записываю цели студентов на доске, систематизирует их и предлагаю студентам записать цели урока в рабочую тетрадь (Слайд 7).

Студенты: записывают в рабочую тетрадь цели урока.

Информирую: «Мартеновская печь выручила нашу страну в годы Великой Отечественной Войны. И строки из известной песни «День Победы» (музыка Давида Тухманова, слова Владимира Харитонова)

«Дни и ночи у мартеновских печей,

Не смыкала наша Родина очей» (Слайд 8)

будут эпиграфом к нашему уроку».

4.     Изучение нового материала

Сообщаю: «Из моего рассказа Вам необходимо заполнить свободные графы в рабочей тетради».

4.1 Основатели мартеновского производства.

Информирую: «Немного истории.

Мартеновская печь названа в честь французского инженера – металлурга Пьера – Эмиль Мартена, который в  1864 году получил сталь на поду в регенеративной пламенной печи» (Слайд 9).

«В России первая мартеновская печь была построена в 1870 году Александром Александровичем Износковым на Сормовском заводе (ныне завод «Красное Сормово» в Нижнем Новгороде)» (Слайд 10).

«В Лысьве в 1900 году были построены сразу 2 мартеновские печи».

«Запишите необходимую информацию в рабочую тетрадь».

Студенты: записывают в рабочую тетрадь основателей мартеновского производства и основные даты.

4.2 Общие сведения о мартеновской печи

Информирую: «Мартеновская печь – это пламенная регенеративная печь» (Слайд 11).

«Температура в печи достигает 2000˚С, он достигается не только сжиганием в плавильном пространстве газообразного топлива, но и регенерацией тепла печных газов».

Студенты: самостоятельно записывают в рабочую тетрадь определение печи и её температуру.

Информирую: «Мартеновская печь предназначена для выплавки углеродистых сталей обыкновенного качества, качественных, а также легированных сталей (броневая, рессорно- пружинная и др.)» (Слайд 12).

Студенты:самостоятельно записывают в рабочую тетрадь предназначение мартеновской печи.

Обращаюсь к группам: «Первая группа назовите, пожалуйста, марку стали углеродистой обыкновенного качества. Вторая группа назовите, пожалуйста,  марку углеродистых сталей качественных и высококачественных. Третья группа назовите, пожалуйста, легированные марки стали.

Студенты: называют известные марки стали или не называют.

Помогаю: в отсутствие ответов сама на доске 12 прописывает известные марки сталей.

Информирую: «Исходными материалами для производства стали являются чугун (жидкий или в виде чушек), металлический лом, известняк, и  для получения легированных сталей добавляют легирующие элементы (хром, ванадий, молибден и др). В качестве топлива используют природный газ или мазут» (Слайд 13).

Студенты: самостоятельно записывают  в схему исходные материалы для производства стали.

4.3 Изучение конструкции мартеновской печи

Информирую и задаю: «Все внимание в рабочую тетрадь. Перед вами на станице 2 конструкция мартеновской печи, которая представлена и на слайде (Слайд 14). Все конструктивные части мартеновской печи подписаны. Далее вы видите таблицу. Ваша задача, читая текст на станице устройство мартеновской печи, выписать назначение конструктивных частей в соответствующий столбец таблицы. Не забудьте найти эти части на рисунке, подписав соответствующими цифрами».

 Показываю работу студентов по выполнению задания.

«Вы работаете в группах, поэтому советуйтесь и помогайте друг другу.

Время выполнения 10 мин».

«После выполнения задания один человек из каждой группы будет приглашен к доске для проверки знаний».

Студенты: работают в группах с рабочей тетрадью, советуясь друг с другом.

 Обхожу  все группы, контролируя и помогая студентам в поставленном задании. При этом замечаю лидеров в каждой группе и предупреждает их о выходе к доске.

5.     Проверка усвоения полученных знаний

Сообщаю: «Уважаемые студенты, время закончилось. Внимание на доску. Давайте проверим, правильно ли Вы разобрались с назначением конструктивных частей мартеновской печи?»

Приглашаю по очереди студентов из каждой группы к доске, разрешая взять с собой рабочую тетрадь, для проверки самостоятельно изученного материала.

Студенты: выходят по очереди к доске  и пользуясь своими материалами, соотносят на доске конструктивные части мартеновской печи с их назначением (Слайд 15).

Одобряю и даю задание: «Молодцы! А сейчас меняем схему печи (Слайд 16). Ваша задача сейчас соотнести название элемента с его месторасположением на схеме».

Приглашаю по очереди других студентов из каждой группы к доске, разрешая взять с собой рабочую тетрадь.

Студенты: выходят по очереди к доске и, пользуясь своими материалами, соотносят элементы печи с их месторасположением на схеме слайда 16.

Студенты: могут задать вопрос, связанный с месторасположением шлаковика на схеме.

Спрашиваю при отсутствии такого вопроса сам спрашивает у студентов: «Ребята, а где же на схеме Вы отметили шлаковик?»

Студенты: могут догадаться, что шлаковик находится за регенератором и на этой схеме его не видно.

   при отсутствии ответа переходит на слайд 11, а затем на слайд 26, объясняя месторасположение шлаковика.

Одобряю: «Молодцы! А сейчас для закрепления знаний предлагаю вам сыграть в «Свою игру» (Слайд 1, презентации игры). Внимание перед Вами игровое поле (Слайд 2, презентации игры), предложены категории вопросов и их стоимость. Вы разделены на 3 команды. Каждая команда выбирает категорию вопроса, стоимость вопроса, которую необходимо запомнить, и отвечает на поставленный вопрос. Если ответ правильный, то кто – то из команды идёт  и берёт на столе жетон со стоимостью вопроса. Если команда дает неверный ответ, право ответа передается другой команде. Команды выбирают вопросы по порядку. Будьте внимательны! Ну что готовы?

Содержательная часть игры: на слайдах 3-20 презентации игры представлены вопросы и ответы:

Категория «История»:

1. В каком году была построена первая мартеновская печь? (1864).

2. Назовите основателя мартеновского производства? (Пьер Мартен).

3. В каком году была построена первая мартеновская печь в России? (1870).

Категория «Конструкция печи»:

1. Устройство мартеновской печи, предназначенное для нагрева газа или воздуха, вдуваемого в печь. (Регенератор).

2. Устройство мартеновской печи, предназначенное для смены режима работы печи? (Перекидные клапана).

3. Устройство мартеновской печи, предназначенное для загрузки в печь исходных материалов. (Завалочные окна).

Категория  «Общие сведения»:

1. Какие стали можно получить в мартеновской печи? (углеродистые обыкновенного качества, углеродистые качественные и высококачественные, легированные качественные и высококачественные стали).

2. Мартеновская печь – это … (пламенная регенеративная печь)

3. Назовите исходные материалы для производства стали (чугун, стальной лом, известняк, легирующие элементы)

Студенты  по очереди называют стоимость вопроса, отвечают на вопросы и зарабатывают баллы.

 Я  исполняю роль ведущего игры, регулируя переход хода и правильность ответов студентов.

По окончании игры предлагает студентам сосчитать набранные баллы и выставляет оценки.

Одобряю «Данная игра показала, что вы освоили материал на хорошем уровне. Молодцы!»

«Мы изучили конструкцию мартеновской печи и назначение элементов мартеновской печи, закрепили полученные знания. А сейчас они нам понадобятся для изучения процесса производства стали».

ДОМАШНЯЯ РАБОТА

6.     Изучение нового материала

6.1 Принцип действия мартеновской печи, с получением стали.

Направляю: «Внимание на страницу 4 рабочей тетради. Перед Вами приведена в виде таблицы последовательность процесса получения стали. Ваша задача записать название этапов плавки. Давайте вместе обсудим, с чего начинается процесс получения стали?» (Слайд 17 с переходом на слайд 20)

Студенты: по картинке предполагают название первого этапа (загрузка), отвечая с места.

Констатирую: «Конечно, Вы правы! Во-первых, происходит загрузка в печь исходных материалов. Такой этап называется загрузка шихты. Запишите его название в таблицу (Возврат на слайд 17). Далее шихта прогревается в течении 1-1,5ч. Как может называться этот этап?»

Студенты  предполагают название второго этапа (прогрев шихты), отвечая с места.

Одобряю: «Молодцы! Запишем в таблицу второй этап прогрев шихты».

«Затем в печь заливают жидкий чугун (Слайд 18 с переходом на слайд 21). Как назовем такой этап?

Студенты: по картинке предполагают название третьего этапа (заливка жидкого чугуна), отвечая с места.

Одобряю: «Отлично! Запишем в таблицу третий этап заливка жидкого чугуна» (Возвращается на слайд 18). Ребята, этот этап на производстве может отсутствовать, если на заводе нет доменного производства.

«Сразу же после заливки жидкого чугуна начинается этап (переход на слайд 22)…». Выдерживает паузу, давая студентом закончить предложение.

Студенты: по картинке догадываются и говорят название четвёртого этапа (плавление).

Одобряю: «Молодцы! Запишите в таблицу название этапа плавление шихты.

«В этот период в печь подается максимальное количество топлива. Полностью расплавляются все материалы, и образуется шлак, который сливают из печи через завалочные окна» (Слайд 23).

«Затем начинается процесс доводка стали до заданного химического состава и если необходимо добавляют легирующие элементы (Слайд 19). Запишите название пятого этапа доводка стали. Для предупреждения появления возможных отклонений химического состава стали берутся периодические пробы (переход на слайд 24 с возвратом на слайд 19) в течении всего процесса плавления и если все по химическому составу совпадает, сталь сливают в ковш (переход 19 слайда на слайд 25). Поэтому мы запишем название шестого этапа слив стали и шлака. Весь период плавки длиться 8-12 часов (возврат на слайд 19)».

«Давайте повторим последовательность Загрузка – Прогрев – Заливка жидкого чугуна– Плавление - Доводка – Слив стали и шлака».

Обращаюсь: «Уважаемые студенты, наглядно увидев этапы получения стали, выделите меры защиты работников мартеновского цеха от негативного воздействия производственной среды».

Студенты: по памяти называют средства защиты от  негативного воздействия производственной среды (специальная одежда, каска с защитными очками, защитная маска, рукавицы, специальный инструмент для взятия проб).

Одобряю: «Молодцы!»

7 Обобщение и систематизация полученных знаний

Информирую: «Ребята, сейчас мартеновские печи уже не современный способ производства. Сейчас их не строят, они отживают свой век. Предлагаю, Вам посмотреть фильм о закрытии мартена в городе Донецке (Украина). После просмотра ответьте, пожалуйста, на вопрос: какой из способов получения стали является современным в XXI веке? »

Студенты: смотрят сюжет фильма (2 мин).

Информирую: «Так какой же к из способов получения стали является современным в XXI веке?

Студенты: электросталеплавильное производство.

Одобряю и завершаю: Молодцы! Конечно, Вы правы!

8         Домашнее задание

Информирую: «На станице 4 рабочей тетради Вам необходимо самостоятельно дома найти информацию и записать достоинства и недостатки мартеновского производства и ответить на вопрос: «На каких металлургических заводах в России существуют мартеновские печи в настоящее время?», используя литературу, предложенные в рабочей тетради урока.

9. Подведение итогов урока

Завершаю : «Сегодня мы многое узнали про мартеновскую печь. Давайте посмотрим на цели урока страница 1 рабочей тетради и проанализируем их выполнение.

Студенты: анализируют цели и высказывают мнения по поводу их выполнения.

10. Рефлексия

Одобряю : «Мне очень понравилось с вами работать. Подведём итог.

Мне бы хотелось узнать Ваше мнение:

Первая группа ответит на вопрос: Что было интересно на уроке?

Вторая группа: Что нового узнали?

Третья группа ответит на вопрос: Что вызвало удивление?

Студенты: высказывают мнения о интересном, о новом, об удивлениях.

11. Завершение урока

Звучит отрывок из песни «День Победы» с кадрами получения стали в мартеновской печи и военных сражений. У каждого солдата на голове каска, сделанная из лысьвенской стали.

Закрываю: «Наш урок завершен, я благодарю всех за активную работу на уроке, за доброжелательное отношение. Желаю вам успехов в учебе, а самое главное хочу пожелать вам интереса к изучаемым специальным дисциплинам. Спасибо за урок! До свидания!».

ПРИЛОЖЕНИЕ (А) - РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ УРОКА

«Дни и ночи у мартеновских печей

Не смыкала наша Родина очей»

(Владимир Харитонов)

ТЕМА УРОКА ___________________________________________________________

Цели занятия: ____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

1. Основатели мартеновского производства

Первая мартеновская печь построена  ________________________________________

В России первая мартеновская печь была построена _______________________

____________________________________________________________________

2. Определение и назначение мартеновской печи

Мартеновская печь - это_______________________________________________

Температура в печи ________________

Мартеновская печь предназначена для выплавки __________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________

 

3. Конструкция мартеновской печи

Задание: при чтении текста устройство мартеновской печи найдите  и выпишите  в таблицу назначение конструктивных частей печи.

Название конструктивной части мартеновской печи	Назначение конструктивной части мартеновской печи
1. Рабочее пространство печи
2. Завалочные окна
3. Головки
4. Регенераторы
5. Перекидные устройства (клапана)
6. Шлаковики
7. Дымовая труба

Задание: на схеме проставьте номера конструктивных частей мартеновской печи.

УСТРОЙСТВО МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ.

Важнейшей частью мартеновской печи является рабочее пространство 1, предназначенное для осуществления плавки. Здесь происходят важнейшие процессы: горение топлива, окисление примесей, расплавление шихты, образование металла и шлака.

Рабочее пространство состоит из: пода (подина) - это дно печи на котором образуется сталь и шлак. «Крышей» рабочего пространства является  свод. На передней стенке рабочего пространства имеются  завалочные окна 2 (их бывает от трех до семи, т.е нечетное количество это связано с необходимостью иметь окно по центру печи), через которые в  печь загружаются шихтовые материалы. Завалочные окна закрыты специальными футерованными крышками с отверстиями – гляделками, через которые можно наблюдать за ходом плавки и брать  пробы стали. В задней стенке рабочего пространства по центру печи находиться сталевыпускное отверстие, предназначенное для выпуска стали из печи.  Отверстие  забито огнеупорной пробкой, которую при выпуске пробивают.

По бокам рабочего пространства симметрично располагаются головки 3. Головки  (правая и левая) предназначены для подачи топлива в рабочее пространство печи, а также для отвода из него продуктов сгорания.

Головки через вертикальные каналы соединены со шлаковиками 6, которые  предназначены для осаждения пыли  в продуктах сгорания. Осаждение пыли в шлаковиках происходит в результате снижения скорости и резкого изменения направления продуктов сгорания при переходе из узкого сечения вертикального канала в широкое сечение камеры шлаковика. Далее очищенные продукты сгорания направляются в регенераторы.

В нижней части мартеновской печи располагаются регенераторы 4 (воздушные и газовые)  предназначены для нагрева поступающих в печь воздуха и газа. Регенераторы расположены симметрично от печи.  Это связано с принципом работы печи: пока один регенератор нагревает газ и воздух, другой в это время нагревается сам от отходящих из печи газов.

Затем охлажденные продукты горения выводятся через дымовую трубу 7. Дымовая труба предназначена для отвода охлажденных продуктов сгорания в атмосферу.  Направление подачи топлива и выхода печных газов из печи изменяется при помощи  перекидных клапанов, работающих в автоматическом режиме.

Мартеновские печи оборудованы контрольно – измерительной аппаратурой, позволяющей не только контролировать их работу, но и автоматически поддерживать заданный тепловой режим в различные периоды плавки.

4. Этапы работы мартеновской печи, с получением стали.

Задание: записать название этапов работы мартеновской печи.

Схема	Название этапа
	1
	2
	3
	4
	5
	6

Домашнее задание:

1) Написать достоинства и недостатки мартеновского производства.

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

2) На каких металлургических заводах в России существуют мартеновские печи в настоящее время?

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

Литература:

 1) Теплотехника металлургического производства, том 2.. В.А. Кривандин, М, 2002 г.

2) Интернет ресурсы.