Bài giảng: Hợp kim của sắt
Sắt tinh khiết ít được sử dụng trong thực tế . Hai loại hợp kim quan trọng của sắt là gang và thép
Từ rất sớm con người
đã biết sản xuất gang
và thép phục vụ cho
cuộc sống .Năm1855
Henry Besssemer tìm
ra phương pháp sản
xuất thép và nó được
sử dụng cho tới năm 1950
Viết các PTHH thực hiện chuỗi chuyển hóa sau :
(1) (2) (4)
(3) (5)
Fe → FeCl2 → FeCl3 → F(OH)3 → Fe2O3 → Fe2(SO4)3
ĐÁP ÁN
1) Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
2) 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3
3) FeCl3 + 3NaOH → Fe(OH)3 + 3NaCl
t0C
4) 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O
5) Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O
Sắt tinh khiết ít được sử dụng trong thực tế . Hai
loại hợp kim quan trọng của sắt là gang và thép
Gang, thép đã được sản xuất từ bao giờ ?
th
• Từ rất sớm con người
• đã biết sản xuất gang
• và thép phục vụ cho
• cuộc sống .Năm1855
• Henry Besssemer tìm
• ra phương pháp sản
• xuất thép và nó được
• sử dụng cho tới năm
1950
I/ Gang
Gang là gì ?
1. Khái niệm
Gang là hợp kim của sắt với cacbon trong đó có
từ 2 – 5 % khối lượng cacbon, ngoài ra còn một
lượng nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S …
I/ Gang
1. Khái niệm
Có mấy loại gang ?
2. Phân loại
Phân biệt thành phần,
tính chất và ứng dụng
Gang trắng Gang xám
của các loại gang?
Thành phần Ít C, nhiều hợp chất Nhiều C ở dạng than
xementit (Fe3C) chì
Tính chất Rất cứng và giòn Kém cứng, kém giòn,
dễ ăn khuông
Ứng dụng Luyện thép Đúc các bộ phận máy
móc, ống dẫn nước...
I/ Gang
1. Khái niệm
2. Phân loại
3. Sản xuất gang
a. Nguyên tắc : Khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò cao
b. Nguyên liệu
- Quặng sắt : thường là quặng hemantit đỏ Fe2O3
- Than cốc : cung cấp nhiệt, tạo chất khử CO và tạo
gang
- Chất chảy : CaCO3, hoặc SiO2 tạo thành xỉ CaSiO3
I/ Gang
3. Sản xuất gang
a. Nguyên tắc
b. Nguyên liệu
c. Những phản ứng hóa học
xảy ra trong quá trình luyện
quặng thành gang
*. Sự tạo gang : ở phần bụng
lò, sắt nóng chảy có hòa tan
một phần cacbon và một
lượng nhỏ mangan, silic …
tạo thành gang
II/ Thép
Thép là gì ? Giữa thép và gang
1/ Khái niệm khác nhau như thế nào ?
Thép là hợp kim của sắt chứa từ 0,01 – 2 %
khối lượng cacbon, cùng với một số nguyên tố
khác ( Si, Mn, Cr, Ni … )
II/ Thép
Thép có những loại
1. Khái niệm nào, nêu ứng dụng
2. Phân loại của mỗi loại ?
Thép thường Thép đặc biệt
( thép cacbon)
Thành phần Ít C, Si, Mn, rất ít S Chứa thêm các nguyên tố
Si, Mn, Cr, Ni, W ..
Tính chất C ≤ 0,1% thép mềm Có tính cơ học, lí học rất
C > 0,9 % thép cứng quí
Ứng dụng Xây dựng, chế tạo vật Chế tạo vật dụng kĩ thuật
dụng trong đời sống cao .
Một số loại thép
- Thép Cr – Ni : chế tạo vòng bi , vỏ xe bọc thép
- Thép inox ( 74% Fe , 18%Cr, 8%Ni ) : chế tạo dụng cụ
y tế, dụng cụ nhà bếp
- Thép W –Mo- Cr : Rất cứng dù ở nhiệt độ cao, chế
tạo máy tiện, máy phay
- Thép silic : đàn hồi tốt, chế tạo lò xo, nhíp ô tô
- Thép mangan : Rất bền, chịu được va đập mạnh, chế
tạo đường ray, máy nghiền đá .
3. Sản xuất thép
a. Nguyên tắc
Giảm hàm lượng C, S, Mn, Si …có trong
gang bằng cách oxi hóa các tạp chất thành
oxit rồi biến thành xỉ và tách ra khỏi thép
Những phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình
luyện gang thành thép
- Cacbon, lưu huỳnh bị oxi hóa thành những hợp
chất khí tách ra khỏi gang :
C + O2 → CO2
S + O2 → SO2
- Silic, photpho bị oxi hóa thành những oxit khó
bay hơi là SiO2 và P2O5 :
Si + O2 → SiO2
4P + 5O2 → 2P2O5
- Những oxit này hóa hợp với CaO tạo thành xỉ :
3CaO + P2O5 → Ca3(PO4)2
CaO + SiO2 → CaSiO3
IV – CÁC PHƯƠNG PHÁP LUYỆN
GANG THÀNH THÉP.
1. Phương pháp Betxơme
1. Ph
2. Phương pháp Mac - tanh
Ph Mac
3. Phương pháp lò điện
Bảng so sánh ưu, nhược điểm của các pp luyện thép
PP Ưu điểm
Phương pháp Không cần nhiện liệu, thời gian luyện một mẻ thép
Bet-xơ-me ngắn ( khoảng 45 phút ) khối lượng một mẻ thép lớn.
Phương pháp Tận dụng được nguồn sắt thép phế liệu, kiểm soát
Mac - tanh được tỉ lệ các nguyên tố trong thép và bổ sung các
nguyên tố cần thiết khác như Mn, Ni, Cr, Mo, V
...Khối lượng một mẻ thép lớn
Phương pháp Luyện được những loại thép có thành phần là những
lò điện hợp kim khó nóng chảy như W, Mo, Cr và loại được
hết các nguyên tố có hại như S, P…
Bảng so sánh ưu, nhược điểm của các pp luyện thép
PP Nhược điểm
Không luyện được thép có thành phần như
Phương pháp
ý muốn
Bet-xơ-me
Tốn nhiên liệu, thời gian luyện một mẻ thép
Phương pháp
dài ( 5 – 8 giờ ) . Không luyện được một số
Mac - tanh
loại thép đặc biệt
Lò có dung tích nhỏ
Phương pháp
lò điện
Một số hình ảnh của nhà máy gang thép Thái Nguyên
ThÐp ra lß
Lß trén gang láng
Một số hình ảnh của nhà máy gang thép Thái Nguyên
Lò điện siêu công suất Máy trộn oxi
30tấn/ mẻ
