Bài giảng Hóa công nghệ - Chương 7: Công nghệ gang thép

Oxit hoá bớt các nguyên tố tạp chất trong hợp kim mà sự có mặt của nó giảm, chất lượng hợp kim thu được đồng thời cho thêm vào các nguyên tố kết hợp để tăng chất lượng của hợp kin nhận[r]

TRƯỜNG Đ I H C H NG Đ CẠ Ọ Ồ Ứ

KHOA KHOA H C T  NHIÊNỌ Ự

HĨA CƠNG NGHỆ

TH.S NGƠ XN LƯƠNG

CHƯƠNG VII. 

A KHÁI NIỆM CHUNG VỀ GANG THÉP 1 Vai trò gang thép công nghiệp

- Gang thép hai loại hợp kim pt Fe với C, Si, Mn, P, S khác tỷ lệ nguyên tố (thép 98-99% Fe gang 93-94% Fe)

thành phần Fe  gang thép gọi kim loại đen

- Phân biệt gang thép qua thành phần % m C Do hàm lượng khác  thuộc tính khác

VD: thép : bền, dai, đàn hồi, biến dạng, dẻo, dễ gia công rẻ tiền Gang: không dai, không dẻo, song cứng, bền, rẻ tiền

 Có nhiều tính chất ứng dụng thực tế  kim loại đen chiếm 95% tổng số kim

2 Các loại gang

Gang hợp kim Fe với C trog số nguyên tố khác C : 2-6%

Gang xám : gang xám có màu xám chứa nhiều C, Si, C = 3,5-6%, Si = 1,5-4,25%, S <= 0,04% C gang dạng Grafit  bẻ gẫy gang có vẩy đen lóng lánh

nền

Nhiệt độ n/c: 1200-13000C dễ đúc, co, dễ gia cơng khí

Gang trắng: chứa C, Si C= 3-4% Trong gang chứa nhiều tinh thể Fe3C có màu trắng, cứng, giịn, bền  khó đúc, khó gia cơng khí  dùng luyện thép

Gang hợp kim như:

Gang chứa 30%Cr chịu nhiệt độ cao 110-1150 500h

Gang chứa 14% Ni, 6% Cu, 2%Cr 1% Ni chịu nhiệt, axit, bazơ chế tạp chi tiết máy làm việc nhiệt độ cao môi trường axit, bazơ

3 Các loại thép

Là hợp kim Fe – C số nguyên tố khác C chiếm 0,01-2% Thép C (thép thường) C, S, Mn, A, P so với gang

Độ cứng phụ thuộc vào hàm lượng , thép cứng 0,9%C, thép mềm < 0,1%C

Thép Ni – Cr cứng, giòn  chế vòng bi, vỏ xe

Thép W – Mo – Cr cứng nhiệt độ cao -> dùng cụ gọt cắt kim loại Thép Si: dẻo, đàn hồi tốt lò so

Thép Mn bền, chịu va đập mạnh  ray máy nghiền đá

4 Nhiệm vụ trình luyện gang thép (luyện kim)

Luyện hợp kim có thành phần xđ t/c theo yêu cầu sử dụng Phương pháp thực

Hồn ngun kim loại từ oxit (luyện gang )

B LUYỆN GANG I NGUYÊN LIỆU

Than đá  than cốc, khí than (H2 60%), 25% CH4, NH3… nhựa than đá H - C

thơm (fenol)

Nhiệm vụ: Cung cấp CO làm chất khử oxit kim loại

Fe2O3  Fe3O4  FeO  Fe

Cung cấp nhiệt cho trình luyện gang

3 Chất trợ dụng (chất chảy)

Giảm nhiệt độ n/ chảy bẩn quặng (loại bẩn quặng Al2O3: 20500C, CaO : 23700C, SiO2: 16250C)

Tác dụng với quặng  xỉ

VD : Nếu nguyên liệu chứa SiO2 chất trợ dung CaCO3 Nếu nguyên liệu chứa CaO, CaCO3 chất trợ dung SiO2

II CÁC QUÁ TRÌNH HỐ HỌC XẢY RA TRONG LỊ CAO 1 Sự phân huỷ muối bonat

2 Qúa trình hoàn nguyên sắt

ở nhiệt độ cao chất trợ dung t/d với oxit bẩn quặng tạo trình luyện gang  h/c silicat chảy lỏng có d < d sắt lên tách khỏi gang