KWALIFIKACJA MTL3 - CZERWIEC 2016

PYTANIE NR 33.
W tabeli podano wynik analizy składu chemicznego próbki, pobranej w trakcie wytopu 500 kg stali.
Ile molibdenu należy wprowadzić do pieca, aby zwiększyć zawartość tego pierwiastka do 3%?
Ilustracja przedstawia tabelę z wynikami analizy składu chemicznego próbki stali, pobranej w trakcie wytopu 500 kg stali.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Masę molibdenu wyznacza się z bilansu procentów masowych.
Najpierw z tabeli odczytuje się aktualną zawartość Mo w próbce, a następnie oblicza, ile Mo brakuje do 3% w wytopie 500 kg (z uwzględnieniem, że dodatek zwiększa masę kąpieli). Z rachunku wynika 6,0 kg.

Pełne wyjaśnienie:

Zadanie dotyczy korekty składu chemicznego stali w trakcie wytopu. Mamy wytop o masie 500 kg oraz wynik analizy próbki (w tabeli), z którego wynika bieżąca zawartość molibdenu. Celem jest uzyskanie 3% masowych Mo w kąpieli.

Rozwiązanie opiera się na bilansie masy składnika:

  • z tabeli odczytujesz aktualny udział masowy molibdenu w (w ułamku, np. 0,0x),
  • obliczasz obecną masę Mo w kąpieli: mMo,0 = w · 500 kg,
  • dodajesz czysty molibden o masie x (zakładając, że to Mo o 100% zawartości), więc masa kąpieli rośnie do 500 + x,
  • warunek celu: (mMo,0 + x) / (500 + x) = 0,03.

Po przekształceniu równania otrzymujesz wartość dodatku x. W tym zadaniu, przy danych z tabeli, rachunek prowadzi do wyniku 6,0 kg.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? Zwykle wynikają z typowych uproszczeń:

  • 5,0 kg odpowiada zbyt małemu przyrostowi zawartości Mo (często efekt pominięcia części danych z tabeli albo zaokrągleń "w dół").
  • 1,2 kg jest nieadekwatnie małe jak na zmianę do poziomu 3% przy masie wytopu 500 kg; taki wynik często pojawia się, gdy ktoś myli procent z ułamkiem (np. liczy 0,3% zamiast 3%).
  • 9,6 kg jest zbyt duże; bywa skutkiem błędnego założenia, że całe 3% trzeba "dodać od zera" albo nieuwzględnienia aktualnej zawartości Mo z analizy.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdzaj, czy w zadaniu dodatek zmienia masę całkowitą. Gdy wymagana jest duża dokładność, stosuj równanie z (500 + x) w mianowniku, a nie tylko prostą różnicę procentów liczonych od 500 kg.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Procent masowy oznacza, jaka część masy całkowitej stopu przypada na dany pierwiastek. Np. 3% Mo znaczy, że w 100 kg stali jest 3 kg molibdenu. W obliczeniach zamieniaj % na ułamek (3% = 0,03).
Najpierw zamień procent na ułamek, a potem pomnóż przez masę wytopu. Przykład: jeśli Mo = w%, to m(Mo) = (w/100) · 500 kg. To daje masę molibdenu już obecną w kąpieli przed korektą.
Bo dodatek stopowy zwiększa masę całkowitą kąpieli: po dodaniu x kg Mo masa wynosi 500 + x. Jeśli pominiesz ten fakt, możesz lekko zaniżyć lub zawyżyć wynik, zwłaszcza gdy dodatek nie jest bardzo mały względem masy wytopu.
Stosuje się bilans udziału masowego: (mMo,0 + x) / (500 + x) = 0,03, gdzie mMo,0 to masa Mo wynikająca z analizy próbki, a x to masa dodawanego czystego molibdenu. Następnie rozwiązujesz równanie względem x.
Tak. Jeśli dodatek ma np. 60% Mo, to tylko 0,60·x wnosi molibden, a reszta zwiększa masę stopu innymi składnikami. Wtedy w bilansie w liczniku pojawia się 0,60·x, a w mianowniku nadal 500 + x.
To wynik pomiaru (np. z analizatora) zawartości pierwiastków w pobranej próbce ciekłego metalu. Na tej podstawie technolog decyduje o korektach składu: dodaje odtleniacze, dodatki stopowe lub modyfikuje prowadzenie procesu.
Najczęstsze to: brak zamiany % na ułamek (3 zamiast 0,03), nieuwzględnienie masy po dodaniu (500 + x), pomylenie pierwiastka z dodatkiem stopowym (np. Mo vs stop Fe-Mo) oraz pominięcie danych wejściowych z tabeli analizy.
Najczęściej po uzyskaniu wyników analizy próbki: w wybranych momentach procesu (np. przed końcem wytopu lub przed spustem) koryguje się skład, aby spełnić wymagania gatunku stali. Korekty wykonuje się dodatkami stopowymi i odpowiednim prowadzeniem procesu.
Porównaj rząd wielkości: 3% z 500 kg to około 15 kg Mo w całym wytopie. Jeśli po analizie brakuje niewielkiej części tej wartości, wynik dodatku powinien być kilka kilogramów, a nie ułamki kilograma lub kilkadziesiąt kilogramów.
To bywa przybliżeniem, gdy x jest bardzo małe w porównaniu do 500 kg. Na egzaminie bezpieczniej stosować pełny bilans z (500 + x), bo pokazuje poprawne rozumowanie i ogranicza błąd. Przy większych dodatkach różnica może być zauważalna.
info

Około 46% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Źródła:

  • Wikipedia: "Ułamek masowy" (zasada obliczeń udziału masowego) https://pl.wikipedia.org/wiki/U%C5%82amek_masowy - dostęp: 2026-03-02
  • Wikipedia: "Stal stopowa" (pojęcie stopowania i skład chemiczny) https://pl.wikipedia.org/wiki/Stal_stopowa - dostęp: 2026-03-02
  • Wikipedia: "Molibden" (zastosowania, m.in. w stopach) https://pl.wikipedia.org/wiki/Molibden - dostęp: 2026-03-02

Materiały:

  • Podręczniki/metodyki z zakresu metalurgii stali (stopowanie i korekty składu)
  • Materiały dydaktyczne o obliczeniach procentu masowego i bilansie masy w mieszaninach
  • Instrukcje technologiczne zakładowe dotyczące dodatków stopowych (jeśli dostępne)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego