Bài giảng Hóa học 12 - Bài 3: Hợp kim của sắt

15638742Bài 33HỢP KIM CỦA SẮTGV: Trần Thị Duyên I. KHÁI NIỆM 1. Gang Gang laø hôïp kim cuûa Fe vaø C trong ñoù 2-5% khoái löôïng C, ngoaøi ra coøn moät löôïng nhoû Si, Mn, S,SpMnSiFeC ( từ 2-5%) Theùp laø hôïp kim cuûa saét chöùa töø 0,01-2 % khoái löôïng cacbon cuøng vôùi moät soá nguyeân toá khaùc (Si, Mn, Cr, Ni, )2. ThépSo sánh Gang và ThépSpMnSiFeC ( từ 2-5%)GangThépGiống nhauĐều là hợp kim của Fe với C và một số nguyên tố khác.Khác nhau2 – 5% khối lượng Cacbon0,01 – 2% khối lượng CacbonSo sánh Gang và ThépGANGTHEÙPPHÂN LOẠIHỢP KIM II. PHÂN LOẠI Gang trắngGang xámThép thườngThép đặc biệtTHẢO LUẬN NHÓM Nhóm 1: Phân loại gang theo bảng sau:a. Gang traéng b. Gang xaùmThaønh phaànTính chaátÖÙng duïngÖÙng duïngTính chaát Thaønh phaàna. Theùp thöôøngb. Theùp ñaëc bieätNhóm 2: Phân loại thép theo bảng sau: II. PHÂN LOẠI 1. Phân loại tính chất và ứng dụng của gangChöùa nhieàu cacbon vaø silicRaát cöùng vaø doøn, khoâng reøn ñöôïc.Keùm cöùng, keùm doøn deã aên khuoân, khoâng reøn ñöôïc..Duøng luyeän theùpDuøng ñuùc caùc boä phaän cuûa maùya. Gang trắngb. Gang xámThành phầnTính chấtỨng dụngChứa cacbon rất ít silic, chứa nhiều xementit Fe3C2. Phaân loaïi, tính chaát vaø öùng duïng cuûa theùp.Chöùa ít C,Si raát ít S, PChöùa theâm caùc nguyeân toá khaùc nhö: Si, Mn, Cr, Ni, W.- C ≤ 0,1% theùp meàm- C > 0,9 % theùp cöùngCoù tính cô hoïc, vaät lí raát quyù.- Xaây döïng- Cheá taïo vaät duïng trong ñôøi soáng Laøm duïng cuï y teá; voøng bi; voû xe taêng; loø xo; ñöôøng ray .Ứng dụngTính chấtThành phầna. Thép thườngb. Thép đặc biệt III. SẢN XUẤT Sản xuất gang. b. Nguyên liệu : - Quaëng saét (30-95% oxit saét, raát ít S,P)- Than coác (cung caáp nhieät chaùy, taïo ra CO, taïo thaønh gang)- Chaát chaûy CaCO3 (phaân huûy thaønh CaO hoùa hôïp vôùi SiO2 taïo ra xæ deã taùch khoûi gang) c. Những phản ứng xảy ra trong quá trình luyện gang a. Nguyên tắcDùng chất khử CO để khử các oxit sắt thành sắt d. Söï taïo thaønh gang ÔÛ phaàn buïng loø (t0 khoaûng 15000C) saét noùng chaûy coù hoøa tan moät phaàn cacbon vaø moät löôïng nhoû caùc nguyeân toá: Si, Mn taïo thaønh gang. CQuặng sắt oxit FexOyThổi không khí đã làm giàu oxi vàsấy nóng tại ~900oCCOCOCOGang lỏng:Fe + >2%CXỉ CaSiO3Khí lò cao:CO2, CO, SO2 , 1800oC1500oC400oC200oC500-600oC700-800oC1000oC1300oCKhông khí nóng1.Miệng lò2.Thân lò3.Bụng lò4. Phểu lò5. Nồi lò6.Cửa tháo gang7.Cửa tháo xỉ8. Khí lò caoCác phản ứng hóa học xảy ra trong lò caoCQuặng sắt oxit FexOyThổi không khí đã làm giàu oxi vàsấy nóng tại ~900oC(1) C +O2  CO2 + Q: tỏa nhiệt(2) CO2 + C  2CO và 2C + O2  2COCOCOCO(3) 3Fe2O3 + CO  2Fe3O4 + CO2(4) Fe3O4 + CO  3FeO + CO2(5) FeO + CO  Fe + CO2Gang lỏng:Fe + >2%CXỉ CaSiO3Khí lò cao:CO2, CO, SO2 , (3a) CaCO3  CaO + CO2(5a) CaO + SiO2  CaSiO3 1800oC1500oC400oC200oC500-600oC700-800oC1000oC1300oCKhông khí nóng1.Miệng lò2.Thân lò3.Bụng lò4. Phểu lò5. Nồi lò6.Cửa tháo gang7.Cửa tháo xỉ8. Khí lò caoCaùc phaûn öùng hoùa hoïc xaûy ra trong loø cao III. SẢN XUẤT 1. Saûn xuaát gang. b. Nguyeân lieäu : c. Nhöõng phaûn öùng xaûy ra trong quaù trình luyeän gang a. Nguyeân taéc:Duøng chaát khöû CO ñeå khöû caùc oxít saét thaønh saét d. Söï taïo thaønh gang ÔÛ phaàn buïng loø (t0 khoaûng 15000C) saét noùng chaûy coù hoøa tan moät phaàn cacbon vaø moät löôïng nhoû caùc nguyeân toá: Si, Mn taïo thaønh gang. 3. Saûn xuaát theùp:a) Nguyeân taéc:Laøm giaûm haøm löôïng caùc taïp chaát C, Si, S, P, Mn, coù trong gang baèng caùch oxi hoùa caùc taïp chaát ñoù thaønh oxit roài bieán thaønh xæ vaø taùch ra khoûi theùp.b) Caùc phöông phaùp luyeän theùp:LUYỆNTHÉPPhương pháp Bet-xơ-mePhương pháp Mac-tanhPhương pháp lò điệnPhöông phaùp Bet – xô – me Phöông phaùpMac – tanh Phöông phaùploø ñieänÖuÑieåmNhöôïc ñieåmb) Caùc phöông phaùp luyeän theùpSÔ ÑOÀ LOØ BET – XÔ – ME SÔ ÑOÀ LOØ ÑIEÄNPhöông phaùp Bet – xô – me Phöông phaùpMac – tanh Phöông phaùploø ñieänThôøi gian luyeän theùp ngaén.Luyeän ñöôïc caùc loaïi theùp coù thaønh phaàn mong muoán- Luyeän ñöôïc nhöõng loaïi theùp ñaëc bieät - Chaát löôïng theùp caoKhoâng luyeän theùp töø gang chöùa nhieàu P vaø khoâng luyeän ñöôïc theùp coù thaønh phaàn nhö mong muoán- Thôøi gian luyeän theùp daøi.- Chöa ñieàu cheá ñöôïc nhöõng theùp hôïp kim chöùa kim loaïi khoù noùng chaûy (Mo. W)Dung tích nhoûÖu ñieåmNhöôïc ñieåmb) Caùc phöông phaùp luyeän theùp PhanhChông cửaNồi gang GANG Theùp Cr-Ni khoâng gæ (74% Fe, 18%Cr,8%Ni)Theùp ñaëc thöôøngTheùp silit coù tính ñaøn hoàiBÀI 33HỢP KIM CỦA SẮTTheùp xaây döïngQuặng sắtThan cốcĐá vôi Quaëng hematit Fe2O3 khanQuaëng hematit Fe2O3 nâuQuaëng manhetit Fe3O4HỢP KIM CỦA SẮTBÀI 33AÛnh höôûng cuûa quaù trình luyeän gang ñeán moâi tröôøng.AÛnh höôûng cuûa quaù trình luyeän gang ñeán moâi tröôøng. Khí thải trong quá trình luyện gang, thép: CO, SO2,H2S ., bụi làm ô nhiễm môi trường. Chất thải rắn làm suy thoái môi trường đất, nước. Chất thải lỏng làm tăng nồng độ kim loại nặng ảnh hưởng đến sinh thái.Gây ô nhiễm môi trường, độc hại cho con người và động, thực vật .Biện pháp :- Xây dựng hệ thống xử lý khí thải trước khi đưa khí thải ra môi trường ngoài. Tận dụng các chất thải trong việc tái sản xuất.- Trồng cây xanh xung quanh các nhà máy .HỢP KIM CỦA SẮTBÀI 33Moâi tröôøng trong laønhHaõy giöõ laáy traùi ñaát yeân laønhHỢP KIM CỦA SẮTBÀI 42 (1). Quaëng saét; (2). Quaëng cromit; (3) Quaëng boxit; (4) Than coác; (5) Than ñaù; (6) CaCO3; ( 7) . SiO2. Nhöõng nguyeân lieäu duøng ñeå luyeän gang laø: A. (1), (3), (4), (5). B. (1), (4), (7). C. (1), (3), (5), (7). D. (1), (4), (6).(7). D. Gang laø hôïp kim cuûa Fe-C. vaø moät soá nguyeân toá khaùc. Trong ñoù C chieám. A. 0 – 2% B. 2% - 5%. C. 8% - 12% D. Treân 15%.B. Trong saûn xuaát gang, ngöôøi ta duøng moät loaïi than vöøa coù vai troø laø nhieâu lieäu cung caáp nhieät cho loø cao, vöøa taïo ra chaát khöû CO, vöøa taïo thaønh phaàn töø 2-5% C trong gang. Loaïi than ñoù laø: A. than non. B.Than ñaù. C. Than goã. D. Than coác. D. B. D.Gang vaø theùp laø hôïp kim cuûa Fe . tím phaùt bieåu ñuùng.A. Gang laø hôïp kim Fe – C (5 ñeán 10%). B. Theùp laø hôïp kim Fe –C (2  5%).C. Nguyeân taéc saûn suaát gang laø khöû Fe trong oxit baèng CO, H2 hay Al ôû nhieät ñoä cao.D. Nguyeân taéc saûn xuaát theùp laø oxi hoaù caùc taïp chaát trong gang. (C, Si, Mn, S, P) thaønh oxit nhaèm giaûm haøm löôïng cuûa chuùng. Để khử hoàn toàn 17,6g hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 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