Bài 20. Hợp kim sắt: Gang, thép

Hợp kim của sắt đó là gang và thép được ứng dụng rất rộng rãi trong đời sống chúng ta.Vậy nó được sử dụng từ khi nào?
Từ rất sớm con người đã biết sản xuất gang và thép phục vụ cho cuộc sống. Năm 1855 Henry Besssemer tìm ra phương pháp sản xuất thép và nó được sử dụng cho tới ngày nay. Vậy nó gang và thép được chế tạo như thế nào?
Tiết 27(bài 20):
HỢP KIM SẮT: GANG, THÉP
I. HỢP KIM CỦA SẮT:
? Hãy cho biết hợp kim là gì?
? 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.
1. Gang là gì?
 Haõy cho bieát gang laø gì?
 Gang laø hôïp kim cuûa saét vôùi caùc bon, trong ñoù haøm löôïng cacbon chieám töø 2-5%.
 Coù maáy loaïi gang? Gang ñöôïc öùng duïng laøm gì?

 Coù hai loaïi gang laø: gang traéng vaø gang xaùm. Gang traéng duøng ñeå luyeän theùp, gang xaùm duøng ñeå ñuùc beä maùy, oáng nöôùc…
Tiết 27(bài 20):
HỢP KIM SẮT: GANG, THÉP
I. HỢP KIM CỦA SẮT:
1. Gang là gì?
2. Thép là gì?
 Haõy cho bieát theùp laø gì?
? Thép là hợp kim của sắt và cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2%
 Theùp ñöôïc öùng duïng nhö theá naøo trong cuoäc soáng?
? Thép được chế tạo nhiều chi tiết máy, dụng cụ lao động, vật liệu xây dựng.
HỢP KIM CỦA SẮT
Gang
Thép
C : 2 – 5%
C : 0.01– 2%
CÁC ỨNG DỤNG CỦA GANG VÀ THÉP
Chảo được là từ gang
Chi tiết máy được làm từ thép
Các vật được làm từ thép
Gang cứng được làm chi tiết xe
Nồi áp suất được làm từ gang
Lưỡi dao được làm từ thép
Tiết 27(bài 20):
HỢP KIM SẮT: GANG, THÉP
I. HỢP KIM CỦA SẮT:
II. SẢN XUẤT GANG,
THÉP
Sản xuất gang
như thế nào?
Nguyên liệu
sản xuất gang
Hãy cho biết các nguyên liệu chính để sản xuất gang?
Quặng sắt: manhetit(Fe3O4) và hematit(Fe2O3), Pirit(FeS)
Than cốc, khí oxi, chất phụ gia CaCO3.
Pyrit sắt (FeS2)
Hematit(Fe2O3) Nâu
Hematit(Fe2O3) đỏ
Manhetit(Fe3O4)
CÁC LOẠI QUẶNG SẮT
Quặng sắt, than cốc, đá vôi
Tiết 27(bài 20):
HỢP KIM SẮT: GANG, THÉP
I. HỢP KIM CỦA SẮT:
II. SẢN XUẤT GANG,
THÉP
Sản xuất gang
như thế nào?
Nguyên liệu
sản xuất gang
b. Nguyên tắc
sản xuất gang
c. Quá trình sản
xuất gang trong
lò cao
Miệng lò
Khí lò cao
B?ng lò
Thân lò
Phiễu lò
Nồi lò
Khí nóng lò cao
Cửa tháo gang
Cửa tháo xỉ
Dụng cụ chứa gang
Dụng cụ chứa xỉ
Bệ lò
Hãy cho biết các nguyên tắc để sản xuất gang?
Dùng cabon oxit khử oxit sắt ở nhiệt độ cao.
Tiết 27(bài 20):
HỢP KIM SẮT: GANG, THÉP
I. HỢP KIM CỦA SẮT:
II. SẢN XUẤT GANG,
THÉP
Sản xuất gang
như thế nào?
Nguyên liệu
sản xuất gang
b. Nguyên tắc
sản xuất gang
c. Quá trình sản
xuất gang trong
lò cao
Quaù trình saûn xuaát gang trong loø cao traûi qua maáy coâng ñoaïn chính?
 Haõy vieát caùc phöông trình taïo thaønh khí CO? Quaù trình taïo thaønh khí CO nhaèm muïc ñích gì?
Haõy vieát phöông trình CO khöû oxit saét? Döïa vaøo Phöông trình treân, haõy vieát phöông trình khöû caùc oxit MnO2, SiO2.
 Haõy vieát phöông trình taïo thaønh xæ? Haõy vieát caùc phöông trình töông töï ñeå loaïi boû MnO2 dö?
Trải qua 3 công đoạn chính:
Tạo thành khí CO.
Khử các oxit trong quặng sắt.
Tạo thành xỉ
Tiết 27(bài 20):
HỢP KIM SẮT: GANG, THÉP
I. HỢP KIM CỦA SẮT:
II. SẢN XUẤT GANG,
THÉP
Sản xuất gang
như thế nào?
2. Sản xuất thép
như thế nào?
a. Nguyên liệu
sản xuất thép
 Haõy cho bieát nguyeân lieäu ñeå saûn xuaát gang?
? Gang trắng, sắt phế liệu, khí oxi
 Haõy cho bieát nguyeân taéc saûn xuaát theùp?
? Oxi hóa một số kim loại, phi kim ra khỏi gang phần lớn là cacbon, silic, mangan.
b. Nguyên tắc
sản xuất thép
c. Quá trình
sản xuất thép
Tiết 27(bài 20):
HỢP KIM SẮT: GANG, THÉP
I. HỢP KIM CỦA SẮT:
II. SẢN XUẤT GANG,
THÉP
Sản xuất gang
như thế nào?
2. Sản xuất thép
như thế nào?
a. Nguyên liệu
sản xuất thép
b. Nguyên tắc
sản xuất thép
c. Quá trình
sản xuất thép
Sơ đồ lò luyện thép.
O2
Xỉ nóng chảy
Thépnóng chảy
Gang Fe +
CO
FeO
+ C
+ Si
SiO2
Thép
O2
TÌNH HÌNH SẢN XUẤT GANG THÉP
Ở VIỆT NAM
Nhu cầu thực tế: khoảng 2,4 triệu tấn thép/ năm.
Năng lực thực tế:
Sản xuất khoảng 400.000 tấn phôi/năm.
 Ngành thép hiện vẫn phải nhập khẩu phôi thép để cán ra thép thương phẩm phục vụ nhu cầu thị trường.

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 loại ảnh hưởng đến môi trường sinh thái.

TRÒ CHƠI GIẢI Ô CHỮ
T
H
E
P
C
C
M
K
I
M
M
A
N
H
E
T
I
T
T
H
A
N
C
O
C
M
A
N
G
A
N
C
C
C
C
L
O
Ạ
I
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
? Đây là hợp kim của sắt hàm lượng cacbon chiếm < 2%
 Gang vaø theùp laø……. Cuûa saét
 Ñaây laø teân cuûa quaëng saét
 Chaát naøy duøng ñeå laøm chaát ñoát ñeå luyeän gang
 Ñaây laø kim loaïi coù trong caû gang vaø theùp coù kí hieäu goàm hai chöõ caùi khoâng phaûi laø saét
H
Ợ
P
K
I
M
TỪ KHÓA
Hãy lập các phương trình sau và cho biết phản ứng nào dùng để luyện gang và dùng để luyện thép:

Fe + MnO
2Fe + 3CO2
3
2Fe + SiO2
Fe + CO
2
Gang
Thép
Gang
Gang
Gang
Thép
Thép
Thép
Gang
Thép
Gang
Thép
Gang
Thép
Gang
Thép
Đúng
Sai
Fe Fe2O3 FeCl3 Fe(OH)3 Fe2O3 Fe
PHẦN BÀI TẬP