Bài 33. Hợp kim của sắt

Phân loại, tính chất và ứng dụng của gang.Chứa nhiều cacbon dạng than chì và silic Rất cứng và giòn Kém cứng, kém giòn dễ ăn khuôn.. Dùng luyện thép Dùng đúc các chi tiết của máy Thành



Giáo án Powerpoint của : Từ Xuân Nhị

I- Gang :

1- Khái niệm: Gang là hợp kim của Fe trong đó 2-5% khối lượng C, ngoài ra còn một lượng nhỏ Si, Mn, S,

………

2 Phân loại, tính chất và ứng dụng của gang.

Chứa nhiều cacbon (dạng than chì) và silic

Rất cứng và giòn Kém cứng, kém

giòn dễ ăn khuôn.

Dùng luyện thép Dùng đúc các chi

tiết của máy

Thành Phần

Tính Chất

Ứng Dụng

Chứa ít cacbon rất

ít silic, chứa nhiều xementit Fe 3 C

Gang Có mấy loại, phân biệt thành phần và tính chất và ứng dụng ?

3 Sản xuất gang.

b.Nguyên liệu :

-Quặng sắt (30-95% oxit sắt, rất ít S,P)

-Than cốc (cung cấp nhiệt cháy, tạo ra CO, tạo thành gang)

-Chất chảy CaCO 3 ( đối với quặng chứa SiO 2 tạo ra xỉ CaSiO 3 dễ nóng chảy tách khỏi gang) và ngược lại

c.Những phản ứng xảy ra trong quá trình luyện gang

a Nguyên tắc:

Dùng chất khử C(Than cốc); H 2 để khử các oxít sắt trong lò cao

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 + Q: tỏa nhiệt (2) CO 2 + C  2CO và 2C + O 2  2CO

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, SO2 , …

(3a) CaCO 3  CaO + CO 2 (5a) CaO + SiO 2  CaSiO3

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

6.Cửa tháo gang 7.Cửa tháo xỉ

8 Khí lò cao

2.Thân lò

3.Bụng lò

4 Phểu lò

5 Nồi lò

1- Khái niệm: Thép là hợp kim của Fe chứa từ 0,01-2

% khối lượng C, cùng với một số nguyên tố khác

(Si,Mn,Cr,Ni,…)

2- Phân loại, tính chất và ứng dụng của thép.

II- Thép:

Thép có thành phần Tính chấtgì khác với gang ?

Thép có thành phần Tính chấtgì khác với gang ?

Thành phần

Tính chất

Ứng dụng

Thép thường (Thép cacbon)

Thép đặc biết

Chứa ít C,Si rất ít S, P nguyên tố khác như: Chứa thêm các

Si, Mn, Cr, Ni, W….

- C 0,1% thép mềm ≤ 0,1% thép mềm

- C > 0,9 % thép cứng Có tính cơ học, vật lí rất quý

- Xây dựng

-Chế tạo vật dụng

trong đời sống

Làm dụng cụ y tế;

vòng bi ; vỏ xe tăng ; lò xo ; đường ray ….

2- Phân loại, tính chất và ứng dụng của thép.

3- Sản xuất thép:

Nguyên tắc:

Oxi hoá các tạp chất trong gang nhằm làm giảm hàm lượng của chúng tạo thành thép

Si,Mn bị oxihoá : Si + O 2  SiO 2

2 Mn + O 2  2 MnO

C bị oxihoá : 2 C + O 2  2 CO

S bị oxihoá : S + O 2  SO 2

P bị oxihoá : 4 P + 5 O 2  2 P 2 O 5

Tạo xỉ : 3 CaO + P 2 O 5  Ca 3 (PO 4 ) 2 CaO + SiO  CaSiO (xỉ) Các phản ứng xảy ra:

Thép thường

Thép silic có tính đàn hồi Thép Cr-Ni không gỉ

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

Chất thải của CN sản xuất gang, thép ảnh hưởng như thế nào với môi

trường?

hãy nêu một số ví dụ và đề xuất phương án xử lí các ảnh hưởng trên

Ảnh hưởng của sản xuất gang,thép đến môi trường Khí thải trong quá trình luyện gang, thép: CO, SO 2 ,

H 2 S , bụi làm ôÂnhiễm MT

Chất thải rắn làm suy thoái môi trýờng đất, nước.

•Chất thải lỏng làm tăng nồng độ kim loại nặng ảnh

hýởng đến sinh thái.

Gây ô nhiễm môi trường, độc hại cho con

người ,động thực vật và hệ sinh thái

VD Hiện tượng mưa axít

Làm nồng độ axit trong nước mưa cao hơn mức bình thường

SO 2 + H 2 O  H 2 SO 3 CO 2 + H 2 O  H 2 CO 3

Câu 1: Một loại quặng chứa sắt trong tự nhiên đã được loại bỏ tạp chất Hồ tan quặng này trong HNO 3 thấy cĩ khí màu nâu bay ra, dd thu được cho tác dụng với BaCl 2 thấy cĩ kết tủa trắng (khơng tan trong axít mạnh) loại quặng đĩ là:

A xiđerit (FeCO 3 ) B Hematit đỏ (Fe 2 O 3 )

C Manhetit (Fe 3 O 4 ) D Pirit sắt (FeS 2 )

D Pirit sắt (FeS 2 )

Câu 2: Gang là hợp kim của sắt chứa :

D Lượng Cácbon lớn hơn 5%

C Lượng Cácbon nhỏ hơn 0,2%

A Lượng Cácbon lớn hơn 2%

B Lượng Cácbon từ 2 – 5 %

Câu 4: Để khử hồn tồn 17,6g hỗn hợp gồm Fe, FeO,

Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 đến Fe cần vừa đủ 2,24 lít khí CO (đktc) Khối lượng của sắt thu được là :

A 15g B 16g C 17g D 18g B 16g

Câu 3:Vai trò của C trong quá trình sản xuất gang là:

1 Là chất đốt cung cấp năng lương cho các phản ứng

2 Là chất cung cấp chất khử cho phản ứng khử oxit sắt

3 Là chất nằm trong thành phần của gang

D 1,2 và 3

Câu 5: Cho 4,48 lit CO tác dụng với FeO ở nhiệt độ cao sau phản ứng xong thu được chất rắn có khối lượng

giảm 1,6g so với lượng FeO ban đầu Khối lượng Fe

thu được và % thể tích CO và CO2 thu được là:

A 11,2g Fe ,40% CO và 60% CO 2

B 5,6g Fe ,50% CO và 50% CO 2

C 5,6g Fe ,60% CO và 40% CO 2