Bài 33. Hợp kim của sắt

Khái niệm:Gang là hợp kim của Sắt và Cacbon trong đó có từ 2-5% khối lượng Cacbon, ngoài ra còn một lượng nhỏ Silic, Mangan, Lưu huỳnh,… Với đặc tính: điểm nóng chảy thấp, độ chảy loãng

Khái niệm:

Gang là hợp kim của Sắt và Cacbon trong đó có từ 2-5% khối lượng Cacbon, ngoài ra còn một lượng nhỏ Silic, Mangan, Lưu huỳnh,…

Với đặc tính: điểm nóng chảy thấp, độ chảy loãng tốt, tính đúc tốt, dễ gia công, có khả năng chịu mài mòn, nên giá thành gia công rất thấp, do đó gang được sử dụng trong rất nhiều chi tiết, lĩnh vực khác nhau.

PHÂN LOẠI, TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG

Tính chất - Chứa ít Cacbon (chủ yếu

ở dạng xementit Fe3C)

và rất ít Silic.

- Rất cứng và giòn

- Chứa nhiều Silic và Cacbon (chủ yếu ở dạng than chì)

- Kém cứng và kém giòn

Ứng dụng - Luyện thép - Đúc các bộ phận của náy,

ống dẫn nước, cánh cửa, (do khi nóng chảy linh động

và khi hóa rắn thì tăng thể tích)

SẢN XUẤT GANG

Nguyên tắc:

Khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò cao (phương pháp nhiệt luyện)

Fe 2 O 3 → Fe 3 O 4 → FeO → Fe Nguyên liệu:

-Quặng oxit sắt (thường là quặng hematit đỏ) chứa ít nhất 30% Fe,

không chứa hoặc chứa rất ít Lưu huỳnh, Photpho.

-Than cốc (cung cấp nhiệt khi cháy, tạo ra chất khử là CO, tạo thành

gang).

-Chất chảy CaCO 3 (phân hủy thành CaO ở nhiệt độ cao, sau đó hóa hợp với SiO 2 tạo ra xỉ dễ tách khỏi gang) hoặc SiO 2 Tùy thuộc nguyên liệu: + Quặng lẫn oxit axit (SiO 2 ): dùng CaCO 3

+ Quặng lẫn oxit bazơ (CaO, MnO): dùng SiO 2

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  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 Phễu lò

5 Nồi lò

8 Khí lò cao

Các phản ứng hóa học xảy ra trong lò cao.

Sự tạo thành gang:

một phần Cacbon và một lượng nhỏ Mangan, Silic, Đó là gang

Gang nóng chảy tích tụ ở nồi lò

Sao một thời gian nhất định, người ta tháo gang và xỉ ra khỏi lò cao

Ảnh hưởng của quá trình luyện gang đến môi trường:

Xả khói bụi gây ô nhiễm môi trường

Cảm ơn cô và các bạn

đã chú ý lắng nghe