Сплави заліза: чавун і сталь. Застосування сплавів і сполук Феруму

Педагогіка » Залізо та його сполуки на уроках хімії » Сплави заліза: чавун і сталь. Застосування сплавів і сполук Феруму

Сторінка 4

Металургія повного циклу (виробництво чавуну, сталі прокату).

Переробна металургія (виробництво сталі, прокату з чавуну, металобрухту).

Електрометалургія (виробництво феросплавів, електросталей).

Для чорної металургії характерні комбінування та концентрація виробництва на великих підприємствах. Коли на підприємстві організовано виробництво повного циклу, тобто від чавуну до прокату, такі підприємства називаються комбінатами.

Практична робота.

Учитель хімії. Складайте схему комбінату чорної металургії.

Учитель хімії. Що є сировиною у виробництві чавуну та сталі?

Сировиною у виробництві чавуну є залізна руда, що містить також порожню породу, до складу якої входять сполуки Силіцію (SiО2), Мангану (МnО2), Алюмінію (А12О3), Фосфору (Са3 (РО4) 3), Сульфуру (FeS2, СаSО4) та ін. Перед плавкою руду збагачують - виділяють з неї певну частину порожньої породи, великі шматки руди подрібнюють, а пилоподібну руду спікають із вугіллям - піддають агломерації.

(Умовний знак 1. Залізна руда. Аглофабрика).

Сировиною у виробництві сталі є чавун переробний, кисень, флюси, руда (частково), металобрухт (частково).

Яка різниця між чавуном і сталлю? Чавун і сталь - сплави на основі заліза. Основна різниця між ними - вміст вуглецю. Якщо вміст вуглецю перевищує 4%, то сплав називають чавуном. Якщо ж уміст вуглецю пе-ребуває в межах 0,5-2%, то сплав називають сталлю. Чавун є твердим і крихким, сталь - більш м'який і і пластичний сплав. Додавання до сталі мангану підвищує стійкість до опрацювання, що дозволяє, використовувати її для виготовлення залізничних рейок. Додавання хрому збільшує стійкість до корозії, таку сталь називають неіржавіючою і (13%Сr).

(Умовний знак 2. Коксівне вугілля, коксовий завод)

Для одержання заліза потрібен відновник. Які речовини можуть відновлювати залізо з його оксидів? (Водень, алюміній, чадний газ, вуглець)

Більш доцільним є використання |вуглецю. Таким чином, для виплавки чавуну потрібно кам'яне вугілля. Отже, воно містить лише 66% вуглецю, тому використовують відновний кокс - твердий залишок, що одержують під час коксування, тобто нагрівання вугілля до температури 1 000 °С без доступу повітря протягом 14 годин. Кокс містить 90-98% Карбону.

(Умовний знак 3. Доменний цех)

Процес відновлення заліза відбувається у доменній печі, де протікає велика кількість реакцій, які можна поділити на групи.

1-а група. Горіння коксу й утворення відновника - карбон (ІІ) оксиду з коксу та вуглекислого газу.

С + О2=СО2+Q; СО2+С = 2СО

2-а група. Відновлення ферум (Ш) оксиду карбон (ІІ) оксидом. Процес протікає упродовж трьох послідовних стадій за схемою:

Fе2О3 - --> Fе3О4 - --> FеО - --> F; w (Fе) 70% 72% 76%

3-я група. Відновлення домішок. Завдяки цим реакціям багато елементів порожньої породи переходять у чавун.

4-а група. Утворення чавуну.

Залізо утворюється у твердому стані. Губчасті грудочки його легко вбирають Карбон та інші елементи й перетворюються на чавун.

ЗFе + С = Fе3С; ЗFе + 2СО = Fе3С + СО2

5-а група. Утворення шлаку.

У доменну піч разом з рудою потрапляє також порожня порола, що містить SіО2 та інші речовини, що є дуже тугоплавкими й можуть закупорити піч. їх переводять у легкоплавкі сполуки і шлак за допомогою флюсів.

СаСО3=СаO+СO2

СаО + SіО2=СаSіО3

Робота з підручником і таблицею "Будова доменної печі"

Проблемні питання

Чому домна має вигляд башти?

Чому шихта доменної печі має форму зрізаного конуса з великою основою внизу?

3. Чим пояснити збільшення товщини стін домни в її нижній частині? 4. Чому заплечики домни мають форму зрізаного конусу з меншою основою внизу?

5. Габарити сучасної доменної печі її продуктів.

(Умовний знак 4. Цех сталеваріння)

Більшість реакцій, як і доменному процесі, є окисно-відновними.

1-а група реакцій - окиснення заліза.

2Fe+O2=2FeO+Q

Окисник - повітря, водяна пара.

Із залізної руди, металобрухту утворюються:

Fе + Fе3О4--->4FеО

2-а група реакцій - окиснення домішок (Sі, Мn, Р) ферум (ІІ) оксидом протікає за типом заміщення.

3-я група реакцій - усунення сполук Сульфуру та Фосфору негашеним і вапном СаО (утворення шлаків):

ЗСаО + Р2О5=Са3 (РО4) 2

СаО + SіО2--->СаSiO3

Шлак спливає на поверхню, а ферум (ІІ) оксид залишається в розплаві сталі.

Усунення оксиду FеО називають розкисненням сталі. (Відновник - А1, Мn)

Позадоменне виробництво сталі:

• киснево-конвертерний спосіб;

• електрометалургійний спосіб;

• порошкова металургія.

Киснево-конвертерний спосіб виплавки сталі використовується з 1956 року. Він значно економніший, дозволяє переплавляти металобрухт, дає можливість контролювати кількість та якість сталі. Не потребує додаткового палива у вигляді природного газу. Процес виплавки триває до 50 хвилин (мартенівська плавка триває 6-12 годин)

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7

Цікаве про педагогіку і навчання:

Зошити з друкованою основою як складова засобів навчання
Засоби навчання – це предмети, що використовуються в навчальному процесі та виконують певні дидактичні функції, є носіями інформації і служать для сприймання, усвідомлення та оперування нею, сприяють ...

Послідовність засвоєння форми лексичної одиниці
Лексична одиниця має форму і значення. Поняття форми включає: а) слуховий образ — той, який чуємо; б) артикуляційний, який утворюється під час вимовляння слова; в) зоровий образ, з яким зустрічаємось ...

Сімейне виховання

Сімейне виховання

Загальновідомо, що становлення повноцінної особистості дитини залежить насамперед від системи стосунків у сім’ї.
Музичне виховання

Музичне виховання

Найскладнішою проблемою сучасної загальноосвітньої школи є забезпечення художньо-творчого розвитку учнів.

Головні теми

Copyright © 2019 - All Rights Reserved - www.educationua.net