1.
Вводный блок:План маршрута (вводное занятие и предварительная постановка исследовательских задач. Нитка: г. Барнаул – г. Заринск - ОАО «Алтай-кокс»- г. Барнаул).
Программа маршрута:Целевая аудитория: обучающиеся 10 – 11 классов, в том числе с углубленным изучением предметной области «Естественные науки», «Химия», победители школьных конкурсов и олимпиад по предмету «Химия».
Цель: формирование межпредметных связей и умения самостоятельно пользоваться различными источниками с целью выполнения исследовательской работы, закрепление на практике знаний, полученных во время изучения предмета «Химия» и «География» 10-11 класс; профориентационная работа, подготовка к профильным олимпиадам.
Задачи: самостоятельное ознакомление с коксохимической промышленностью, историей и деятельностью ОАО «Алтай-кокс» в г. Заринске (согласно заданного педагогом плана),
сбор материала для выполнения исследовательской работы (формы: записи и зарисовки в блокноте, диктофон; фото и видео съемка на территории предприятия только по согласованию),
ознакомление с производственным процессом и со способами достижения экологической безопасности на предприятии,
подготовка группового или индивидуального исследовательского проекта и его защита (на уроке, конкурсе, олимпиаде и тд).
Реализация: разделение обучающихся на исследовательские группы или в форме индивидуального проекта, посещение производства, исследовательская работа, защита проекта. В зависимости от возможностей образовательного учреждения – изучение строения угля под микроскопом.
Ожидаемый результат: вовлечение в исследовательский процесс; формирование целостной картины коксохимии и географического положения, ресурсов; ознакомление с крупнейшим предприятием Алтайского края.
Документация по Технике безопасности (ТБ)Инструкция для сопровождающих (ответственного) по мерам безопасности при перевозке детей автобусами;
Техника безопасности во время нахождения на ОАО «Алтай-кокс», утвержденная предприятием. Есть ограничения по здоровью.
2. Учебно-дидактический блок:Методические рекомендации к учебным и исследовательским заданиям: при наличии необходимой материальной базы в образовательном учреждении, изучить строение угля под микроскопом, провести химические опыты, эксперименты; выявить с помощью географических атласов и карт взаимосвязь между тектоническим строением, расположением природных ресурсов и промышленности в Сибири и России.
Технические средства обучения и оборудования: микроскоп, географические карты и атласы, информационно-коммуникационные технологии, документальные и аналитические источники.
Наглядно-иллюстративные материалы: фото и видео съемка на территории предприятия только по предварительному согласованию.
Видеоролик «Алтай-Кокс», посвященный 35-летию предприятия, рассказывающий о производственной и социальной жизни предприятия
https://youtu.be/Q34Nbcr3wyk .
Алтай-Кокс приобрел новую пожарную технику
https://www.youtube.com/watch?v=rHPQrd6Or8c Алтай-Кокс начал испытания новой установки трамбования угля
https://www.youtube.com/watch?v=HjeQeEB4LMMДонецксталь. Производство кокса
https://www.youtube.com/watch?v=lC8T737bi1o Коксахим. Выдача и тушение кокса
https://www.youtube.com/watch?v=erpPQ7jsnOo Переработка каменного угля. Видеоурок 10. Химия 10 класс
https://www.youtube.com/watch?v=hk3-bOXg-m8 Производство металлургического кокса
https://www.youtube.com/watch?v=kjsy6-SP3tw Схема комплекса трамбования угольной шихты на заводе «Алтай-Кокс»
https://www.youtube.com/watch?v=p4S0v52k45k Технология коксования
https://www.youtube.com/watch?v=AZq97R3MYhk Улавливание химических продуктов коксования, фильм 1979 г.
https://www.youtube.com/watch?v=XDMlkgyr5w0 Уроки химии 10 класс
https://www.youtube.com/playlist?list=PLrpAqXzEvTywC3dVv_4tmTQhOYLxRNiTp Уроки химии 11 класс
https://www.youtube.com/playlist?list=PLrpAqXzEvTyxkdK2Y_FFweCYgoQODF0HC 3D модели и анимация коксовой батареи для мобильного приложения Северсталь от ARPOINT
https://www.youtube.com/watch?v=GSih_pfDrEU3. Методический блок:Контрольный или индивидуальный текст образовательной экскурсии:Одним из самых уникальных заводов Алтайского края считается коксохимический завод. Город, где располагается предприятие – Заринск – построили вместе с заводом.
В 1971 году на съезде КПСС утвердили проект строительства Алтайского коксохимического завода. Страна нуждалась в нем: СССР ощущал сильную нехватку кокса. Стройку объявили Всесоюзной-комсомольской молодежной, так как вместе с заводом строили новый город – Заринск.
Место для строительства завода долго не могли подобрать. Маленькую станцию Заринская выбрали не случайно. Решающим аргументом в ее пользу стала близость Кузбасса, главного будущего поставщика угля.
Главный продукт завода – кокс – это прочный пористый комок серого цвета, который получается благодаря особо переработанному углю. Кокс незаменим в металлургическом производстве: не будет кокса – не будет металла.
Создание Алтай-Кокса – самая масштабная стройка в истории Алтайского края. Одновременно там работали до 5 тысяч человек. Всего в строительстве приняли участие 15 тысяч добровольцев со всего СССР. Многие из первых строителей Алтай-кокса остались работать на заводе. Заринск, который строился вместе с заводом, на тот момент был городом молодых.
Глобальное достижение Алтай-кокса – всего за одну пятилетку, с 1981 по 1985 года, здесь запустили четыре коксовые батареи миллионной производительностью. До этого никто в мире подобного не достигал. К концу 1980-х годов завод накопил огромный потенциал и запас прочности. Благодаря этому он пережил перестройку и кризис 90-х без особых потерь.
Кокс – не единственный продукт завода. На заводе находится цех улавливания — отдельное направление производства, которое дает более десятка видов высококачественной химической продукции, например: сульфат аммония, масло легкое камменоугольное.
В 2018 году на Алтай-Коксе ввели в промышленную эксплуатацию информационную систему «Экологический контроль», которая позволяет повысить оперативность принятия управленческих решений в экологической сфере. Новая система автоматической обработки данных упрощает обмен информацией между подразделениями о состоянии объектов экоконтроля: установок очистки воздуха, накопителей отходов, канализационных колодцев и др. К системе внутренних экологических улучшений подключены все цеха и отделы завода. Сотрудники подразделений могут вносить туда данные о качестве работы природоохранного оборудования.
Информационная система «Экологический контроль» позволяет более оперативно проводить мероприятия по защите окружающей среды, формировать отчеты о состоянии природоохранных объектов завода за любой период времени и по различным показателям эффективности.
Развитие экологически безопасного производства – одна из приоритетных целей Алтай-Кокса. Специалисты управления экологии контролируют состояние атмосферного воздуха города и санитарно-защитной зоны предприятия. С 2012 года к системе экомониторинга подключена передвижная станция контроля атмосферного воздуха. В числе природоохранных объектов завода – коллекторные системы сбора выбросов, установка беспылевой выдачи кокса, системы очистки воздуха в основных производственных подразделениях, биохимическая установка очистки сточных вод и многое другое.
Алтай-кокс имеет множество наград. В том числе – благодарности и дипломы победителя в конкурсе «Лучшее промышленное предприятие Алтайского края».
Производство.Основным сырьем для коксохимической промышленности являются угли. Структура и строение углей могут быть изучены при помощи микроскопа. Грубая структура угля, обнаруживаемая невооруженным глазом, называется макроструктурой. Обычный микроскоп позволяет видеть тонкую структуру угля, называемую микроструктурой.
Кокс – это один из главных сырьевых материалов, используемых в доменном процессе. Кокс используется как источник тепла и как восстановитель в доменной плавке. При производстве кокса также образуются попутная продукция, в том числе сульфата аммония, смола каменноугольная, сырой бензол.
В углях можно различить более или менее однородную блестящую массу (витрен), сероватую массу (дюрен), содержащую различные включения, волокнистую часть (фюзен), похожую на древесный уголь, и минеральные включения.
Подготовка углей к коксованию. Качество полученного кокса зависит в значительной мере от подготовки углей и правильности составления угольной шихты. На коксохимические заводы уголь поступает обычно со многих шахт и углеобогатительных фабрик, и специалист должен не только знать свойства и состав углей, но и умело составлять из них смесь, которая дает наилучший кокс.
Составление угольных шихт для коксования (шихтование) производится эмпирически. Одно из основных требований к качеству кокса – высокая прочность при достаточной крупности. Поэтому спекаемость угольной шихты, как фактор, обеспечивающий высокую прочность коксового вещества, должна быть всегда достаточной.
Устройство коксовых печей. Коксохимические заводы сооружаются, как правило, вблизи металлургических заводов и входят в их состав, либо как отдельные предприятия. Коксохимическая промышленность отличается высокой концентрацией производства, то есть заводы являются весьма мощными и имеют высокую производительность.
Современные печи для коксования углей представляют собой горизонтальные прямоугольные камеры, выложенные из огнеупорного материала. Камеры печей обогреваются через боковые стены. Печи располагаются в ряд и объединяются в батареи для уменьшения потери тепла и достижения компактности. В типовую батарею входят обычно 65 печей, а в батарею большой емкости с камерами шириною 450 мм входят 77 печей. Обычные камеры имеют полезный объем 20-21,6 м3 , а печи большой емкости – 30 м3. Ширина печей более450 мм нецелесообразна из-за ухудшения качества кокса (повышений истираемости).
Для облегчения выталкивания кокса из камеры со стороны выдачи кокса из камеры коксования ширину камеры со стороны выдачи кокса делают на 40-50 мм шире, чем с машинной стороны. Таким образом, камера имеет вид конуса. Основные конструктивные элементы коксовой батареи: фундамент, регенераторы, корнюрную зону, зону обогревательных простенков, перекрытия простенков и перекрытие камер.
Использование коксохимии. Большое народнохозяйственное значение имеют химические продукты, получающиеся при коксовании угля. Несмотря на быстрые темпы развития нефтехимической промышленности, коксохимия остается одним из основных поставщиков сырья для производства пластических масс, химических волокон, красителей и других синтетических материалов.
Коксохимическая промышленность поставляет сельскому хозяйству ценное удобрение – сульфат аммония. Кроме того, на базе водорода коксового газа и азота кислородных станций металлургических комбинатов производятся самые дешевые азотистые удобрения. Водород является составной частью коксового газа, получаемого в значительном количестве при коксовании углей. Азот и кислород, составные части воздуха. Кислород нужен для интенсификации металлургических процессов. Азот кислородных станций может рационально использоваться в упомянутом комплексе, сочетающем черную металлургию и химическую промышленность. Химические продукты коксования используются также для производства химических средств защиты растений и животных. Более 20 наименований продуктов и препаратов для нужд сельского хозяйства поставляет коксохимия. Ассортимент химических продуктов, выделяемых их каменноугольной смолы, сырого бензола и коксового газа насчитывает 134 наименования и более 240 сортов. Коксовый газ используется для обогрева коксовых печей и обеспечения других потребителей комбината. Средний расход сухой угольной шихты на 1 тонну сухого валового кокса составляет 1329 кг.)
Исследовательские задания (пример):1. Основные этапы технологического процесса. Из каких цехов состоит предприятие, как сырье перерабатывается в готовую продукцию, какова степень механизации и автоматизации производства.
2. Производственные связи предприятия (откуда поступает топливо, энергия, куда отправляется продукция).
3. Современные подходы к обеспечению экологической безопасности в условиях коксохимического производства.
4. Современные профессиональные компетенции сотрудников коксохимического производства.
5. Последствия ЧС техногенного характера на предприятии коксохимического производства для окружающей среды.
6. Проблемы и перспективы развития предприятия «Алтай – кокс».
7. Сравнительный анализ деятельности коксохимических предприятий в России и за рубежом.
Учебные задания (самостоятельная подготовка обучающихся до поездки, работа с различными источниками):
1. Географическое расположение предприятия. Когда и почему «Алтай – кокс» построено в данном месте.
2. Промышленное развитие предприятия «Алтай – кокс», инновации, технологии.
3. Какое сырье поступает на предприятие и откуда.
4. Какую продукцию производит предприятие, в каких отраслях хозяйства находит применение его продукция поставляет ли товары на экспорт?
5. Коллектив предприятия (сколько человек работает на предприятии, профессии работников, условия труда, где готовят специалистов для предприятия).
Литература: Официальный сайт «Алтай – кокс»
https://altai.nlmk.com/ru/about/key-factors/https://xlom.ru/spravochnik/koks-v-metallurgii-i-dlya-chego-nuzhen-litejnyj-koks Лейбович Р.Е. Технология коксохимического производства / Р.Е. Лейбович, Е.И. Яковлева, А.Б. Филатов. – М.: «Металлургия», 1982 – 360 с.
Пыриков А.Н. Защита окружающей среды на коксохимических предприятиях / А.Н. Пыриков, С.В. Васнин, Б.М. Боранбаев, В.Д. Козлов. – Интермет Инжиниринг, 2000. - 182 с.
Сысков К.И. Теоретические основы оценки и улучшения качества доменного кокса / К.И. Сысков. – М.: «Металлургия», 1984 – 184 с.
Ухмылова Г.С. Современное состояние коксохимического производства / Г.С. Ухмылова // Новости чёрной металлургии за рубежом. Приложение №3. – 2000.
4. Блок оценочно-диагностических средств:Контрольно-измерительные материалыОсновными контрольно-измерительными показателями являются:- самостоятельное выполнение домашнего задания с привлечением различных источников;
- возможность обучающегося самостоятельно ответить на данные вопросы после выполнения домашнего задания;
- целостное понимание взаимосвязи географического расположения, ресурсов и производства;
- владение основными терминами, понимание технологического процесса (поверхностное, углубленное и тд);
- сбор материала во время посещения предприятия, формулировка вопросов к специалистам;
- выполнение и защита исследовательского проекта.