Hợp kim của sắt - GVG Bắc Ninh

Chông cửa Nồi gang... Khí lò cao Các phản ứng hóa học xảy ra trong lò cao.

Trang 3

TIẾT 54 : HỢP KIM CỦA SẮT

Hãy kể tên và công thức 5 loại quặng sắt có trong tự

nhiên Trong các loại quặng đó hãy cho biết quặng nào có hàm lượng sắt cao nhất ?

TRẢ LỜI

- Quặng manhetit : Fe3O4 ( %mFe/oxit = 72,41% )

- Quặng hematit đỏ : Fe2O3 ( %mFe/oxit = 70% )

- Quặng hematit nâu : Fe2O3.nH2O ( %mFe/oxit < 70% )

- Quặng xiđerit : FeCO3 ( %mFe/muối = 48,28% )

- Quặng pirit : FeS2 ( %mFe/muối = 46,67% )

KIỂM TRA BÀI CŨ

Trang 4

S P Mn Si

Fe

C ( t 2-5%) ừ

1 Khái niệm :

Gang là hợp kim của sắt với cacbon trong đó có từ 2 – 5% khối lượng cacbon, ngoài ra còn có một lượng nhỏ các nguyên tố Si, S, Mn …

I.GANG

Trang 5

Gang trắng Gang xám

Thành phần

Tính chất

Ứng dụng

Chứa ít C, ít Si, C chủ

yếu ở dạng Xementit

Fe3C Cứng và giòn Dùng để luyện thép

Chứa nhiều C, nhiều

Si hơn, C ở dạng than chì

Kém cứng, kém giòn, dễ ăn khuôn

Dùng để đúc bệ máy, cánh cửa, ống dẫn nước …

1 Khái niệm

2 Phân loại

I GANG

Trang 6

Chông cửa

Nồi gang

Trang 7

3 Sản xuất gang

a Nguyên tắc

Dùng chất khử CO để khử các oxit sắt thành sắt trong lò cao

b Nguyên liệu

- Quặng sắt

- Than cốc : Cung cấp nhiệt, tạo chất khử CO, cung cấp C tạo gang

- Chất chảy : Kết hợp với tạp chất trong gang tạo xỉ

+ Tạp chất là SiO2 : Chất chảy là CaCO3

+ Tạp chất là CaCO3 : Chất chảy là SiO2

c Các phản ứng xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang

I GANG

(quặng manhetit – Fe3O4 hoặc hematit đỏ, nâu – Fe2O3 )

Trang 8

Quặng sắt oxit Fe x O y

Thổi không khí đã làm giàu oxi và

sấy nóng tại ~900 o C

(1) C +O 2 → CO 2 : tỏa nhiệt (2) CO 2 + C → 2CO : Thu nhiệt

CO CO CO

(3) 3Fe 2 O 3 + CO → 2Fe 3 O 4 + CO 2 (4) Fe 3 O 4 + CO → 3FeO + CO 2 (5) FeO + CO → Fe + CO 2

Gang lỏng:

Fe + >2%C

Xỉ CaSiO 3

Khí lò cao:

CO 2 , CO, SO 2 , …

(6) CaCO 3 → CaO + CO 2 (7) CaO + SiO 2 → CaSiO 3

1800 o C

1500 o C

400 o C

200 o C

500-600 o C 700-800 o C

1000 o C

1300 o C

Không khí nóng

1.Miệng lò

2.Thân lò

3.Bụng lò

4 Nồi lò

5.Cửa tháo gang 6.Cửa tháo xỉ

7 Khí lò cao

Các phản ứng hóa học xảy ra trong lò cao.

p/ư tạo xỉ

p/ư tạo chất khử CO

p/ư khử oxit sắt

Trang 9

3 Sản xuất gang

d Sự tạo thành gang

Ở phần bụng lò có nhiệt độ khoảng 1500 0 C , sắt nóng chảy có hòa tan một phần cacbon và một lượng nhỏ các nguyên tố S, Si, Mn, P … tạo thành gang

I GANG

Trang 10

II THÉP

1 Khái niệm

Thép là hợp kim của sắt chứa từ 0,01-2% khối lượng Cacbon cùng với một số nguyên tố khác ( Si, Mn, Cr,

Ni … )

Trang 11

II THÉP

2 Phân loại

Thép thường ( thép cacbon )

Thép đặc biệt

Thành phần

Tính chất

Ứng dụng

Thép mềm Thép cứng Chứa <

0,1%C, ít S,

P, Si

Chứa >

0,9%C, ít S, P, Si

Chứa thêm các nguyên tố khác như

Si, Mn, Cr, W…

Mềm, dẻo, dễ

gia công

Cứng, chịu lực cơ học

Có nhiều tính chất quý : Bền cơ học, cứng, không gỉ

Chế tạo các vật dụng trong đời sống và trong xây dựng

Chế tạo vòng

bi, vỏ xe bọc thép …

Làm dụng cụ Y tế, máy nghiền đá, máy phay, máy cắt …

Trang 12

Thép Cr-Ni không gỉ

(74% Fe, 18%Cr,8%Ni)

Thép đặc thường

Thép silic có tính đàn hồi

Trang 13

II THÉP

3 Sản xuất thép

a Nguyên tắc

Giảm hàm lượng các tạp chất C, S, Si … có trong gang bằng cách oxi hóa các tạp chất đó thành oxit rồi biến thành xỉ và tách ra khỏi thép

Trang 14

II THÉP

b Các phương pháp luyện thép :

- Phương pháp betxơme :

* Ưu điểm : Thời gian tạo thép ngắn

* Nhược điểm : Không luyện được thép có thành phần như ý muốn

- Phương pháp Mac-tanh :

* Ưu điểm : Chế tạo được loại thép có thành phần như mong muốn

* Nhược điểm : Thời gian luyện thép kéo dài

- Phương pháp lò điện :

* Ưu điểm : Luyện được những loại thép đặc biệt có chứa những kim loại khó nóng chảy như W, Cr… và không chứa tạp chất có hại như S, P …

* Nhược điểm : Dung tích lò nhỏ, khối lượng thép một lần

luyện không lớn

Trang 15

Câu 1: Em hãy ghép cột trái - phải sao cho phù hợp

5.Là quặng hematit nâu 6.Là hợp chất Fe và C

BÀI TẬP

Trang 16

BÀI TẬP

Bài 2 :

Từ 1 tấn quặng manhetit chứa 69,6% Fe3O4 có thể sản xuất được bao nhiêu tấn gang có hàm lượng sắt là 95% Biết rằng trong quá trình sản xuất, lượng sắt bị hao hụt là 1%.

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	1,71 MB