Bài 20. Hợp kim sắt: Gang, thép

Tiết 26

- Cho biết tính chất vật lí của Fe?
- Các đồ vật bằng sắt (dao, kéo,.) có phải là sắt nguyên chất không? Vì sao?
Vậy các đồ vật bằng sắt được làm từ nguyên liệu nào?
Fe là kim loại màu trắng xám, có ánh kim, dẫn nhiệt và dẫn điện tốt. Sắt dẻo nên dễ rèn. Sắt có tính nhiễm từ.
Các đồ vật bằng sắt không phải là sắt nguyên chất vì chúng tương đối cứng.
Hợp kim là chất rắn thu được sau khi làm nguội hỗn hợp nóng chảy của nhiều kim loại khác nhau hoặc của kim loại và phi kim
Hợp kim của sắt gồm: Gang, thép.

I. Hợp kim của sắt
Gang:
Thép :
Là hợp kim của sắt với cacbon (C) và một số nguyên tố khác
Là hợp kim của sắt với cacbon (C) và một số nguyên tố khác
trong đó hàm lượng C chiếm từ 2-5%
trong đó hàm lượng C chiếm dưới 2%
Tiết 26: Hợp kim sắt: gang, thép
Nghiên cứu thông tin SGK và cho biết hợp kim là gì?
Nghiên cứu thông tin SGK: So sánh thành phần của gang và thép?
Đàn hồi, cứng, ít bị ăn mòn
Cứng và giòn
Gang trắng dùng để luyện thép
Gang xám dùng đúc bệ máy, ống dẫn nước.
Làm chi tiết máy, vật liệu xây dựng, chế tạo phương tiện giao thông.
Tính chất
ứng dụng
Hợp kim là một hợp chất hay hỗn hợp ?
Nghiên cứu SGK trong 2 phút và trả lời câu hỏi:
Sử dụng những nguyên liệu nào để sản xuất gang?
Sản xuất gang dựa trên nguyên tắc nào?

II. Sản xuất gang, thép
I. Hợp kim của sắt
Tiết 26: Hợp kim sắt: gang, thép
1. Sản xuất gang như thế nào?
Nguyên liệu: Quặng sắt, than cốc, không khí giàu oxi và một số chất phụ gia (CaCO3,.)
1. Sản xuất gang như thế nào?
Tiết 26: Hợp kim sắt: gang, thép
II. Sản xuất gang, thép
I. Hợp kim của sắt
QUẶNG MANHETIT Fe3O4
QUẶNG HEMATIT ĐỎ Fe2O3.
QUẶNG XIDERIT FeCO3
QUẶNG PIRIT FeS2
Hình ảnh một mỏ quặng đang khai thác
Nguyên liệu: Quặng sắt, than cốc, không khí giàu oxi và một số chất phụ gia (CaCO3,.)
Nguyên tắc sản xuất: Dùng CO khử các oxit sắt ở nhiệt độ cao trong lò luyện kim (lò cao).

1. Sản xuất gang như thế nào?
Tiết 26: Hợp kim sắt: gang, thép
II. Sản xuất gang, thép
I. Hợp kim của sắt
Sản xuất gang dựa trên nguyên tắc nào?

Để biết quá trình sản xuất gang diễn ra như thế nào? Hãy quan sát sơ đồ và viết các phương trình phản ứng xảy ra?
c/ Quá trình sản xuất gang trong lò cao
Quặng, than cốc, đá vôi
Thổi không khí đã làm giàu oxi và

sấy nóng tại ~900oC
(1) C +O2  CO2 + Q: tỏa nhiệt
(2) CO2 + C  2CO
CO
CO
CO
(3) 3Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2
(4) Fe3O4 + 4CO  3Fe + 4CO2
Gang lỏng:
Fe + >2%C
Xỉ CaSiO3
Khí lò cao:
CO2, CO, H2, …
(3a) CaCO3  CaO + CO2
(5a) CaO + SiO2  CaSiO3
Lò cao
* Phương trình phản ứng
1/ C + O2 ? CO2
2/ C + CO2 ? 2CO
3/ 3CO + Fe2O3 ? 3CO2 + 2Fe
4/ 4CO + Fe3O4 ? 4CO2 + 3Fe
5/ CaO + SiO2 ? CaSiO3

a/ Nguyên liệu: Quặng sắt, than cốc, không khí giàu oxi và một số chất phụ gia (CaCO3,.)
b/ Nguyên tắc sản xuất: Dùng CO khử các oxit sắt ở nhiệt độ cao trong lò luyện gamg (lò cao).

1. Sản xuất gang như thế nào?
Tiết 26: Hợp kim sắt: gang, thép
II. Sản xuất gang, thép
I. Hợp kim của sắt
c/ Quá trình sản xuất gang trong lò cao
to
to
to
to
to
Nghiên cứu SGK và trả lời câu hỏi:
Sử dụng những nguyên liệu nào để sản xuất thép?
Sản xuất thép dựa trên nguyên tắc nào?

Tiết 26: Hợp kim sắt: gang, thép
II. Sản xuất gang, thép
I. Hợp kim của sắt
1. Sản xuất gang như thế nào?
2. Sản xuất thép như thế nào?
a/ Nguyên liệu: Gang, sắt phế liệu và khí oxi.
b/ Nguyên tắc sản xuất: Oxi hoá một số kim loại, phi kim để loại ra khỏi gang phần lớn các nguyên tố C, Si, Mn,.

Tiết 26: Hợp kim sắt: gang, thép
II. Sản xuất gang, thép
I. Hợp kim của sắt
2. Sản xuất thép như thế nào?
1. Sản xuất gang như thế nào?
Để biết quá trình sản xuất thép diễn ra như thế nào? Hãy xem sơ đồ và ghi lại các phương trình đã sảy ra?


So sánh nguyên tắc sản suất gang và thép?
Thép
nóng
chảy
Xỉ
nóng
chảy
Lò bet-xơ-me
2FeO + Si  2Fe + SiO2
FeO + Mn  Fe + MnO
a/ Nguyên liệu: Gang, sắt phế liệu và khí oxi.
b/ Nguyên tắc sản xuất: Oxi hoá một số kim loại, phi kim để loại ra khỏi gang phần lớn các nguyên tố C, Si, Mn,.
c/ Quá trình sản xuất thép

Tiết 26: Hợp kim sắt: gang, thép
II. Sản xuất gang, thép
I. Hợp kim của sắt
2. Sản xuất thép như thế nào?
1. Sản xuất gang như thế nào?
* Phương trình phản ứng
FeO + C ? Fe + CO
t0
t0
t0
2FeO + Si  2Fe + SiO2

FeO + Mn  Fe + MnO
Bo qua so do
Bài 4. (SGK 63)
Những khí thải (CO2, SO2…)trong quá trình sản xuất gang thép có ảnh hưởng như thế nào đến môi trường xung quanh? Dẫn ra một số phản ứng để giải thích thử nêu biện pháp để chống ô nhiễm môi trường ở khu dân cư gần cơ sở sản xuất gang thép.
Ảnh hưởng của quá trình luyện gang thép đến môi trường
Khí thải trong quá trình luyện gang thép thường có khí CO, CO2, SO2 H2S …bụi làm ô nhiễm môi trường.
Chất thải rắn không được qui hoạch hợp lý sẽ làm suy thoái môi trường đất, nước.
Chất thải lỏng khi thải trực tiếp vào nguồn nước sẽ làm tăng nồng độ kim loạ ảnh hưởng đến môi trường sinh thái.

Hướng dẫn học ở nhà
Học bài cũ
Làm bài tập 5, 6 SGK/63
Đọc trước bài: Sự ăn mòn kim loại và bảo vệ kim loại không bị an mòn