Bài 42 Hợp kim của sắt

§ 42: HỢP KIM CỦA SẮT
Trường: Đại học Tây Nguyên
Lớp: Sư phạm Hóa K06
Sinh viên : CHU THỊ HOÀNG VÂN
I.Gang :

1. Khái niệm:
Gang là hợp kim của Fe và C trong đó 2-5% khối lượng C, ngoài ra còn một lượng nhỏ Si,Mn,S,…








Tính chất

2.Phân loại tính chất ứng dụng:
Gang trắng
Gang xám
Ứng dụng


- Chứa ít cacbon(chủ yếu ở dạng xementit Fe3C) và rất ít Si
- Rất cứng và giòn
-Luyện thép
-Đúc bệ máy, ống nước,…
- Chứa nhiều Si và cacbon (chủ yếu ở dạng than chì)
-Kém cứng và kém giòn
3. Sản xuất gang :
b.Nguyên liệu :
-Quặng sắt oxit (thường là quặng hematit đỏ )
-Than cốc (cung cấp nhiệt cháy, tạo ra CO, tạo thành gang)
-Chất chảy CaCO3( phân hủy thành CaO hóa hợp với SiO2 tạo ra xỉ dễ tách khỏi gang)
a.Nguyên tắc: Khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò cao
Quặng manhetit Fe3O4
Quặng hematit đỏ Fe2O3
Một số quặng sắt trong tự nhiên
Quặng hematit nâu
Fe2O3.nH2O
Quặng xiđerit FeCO3
c. Các phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang :
Nguyên liệu
Thổi không khí đã làm giàu oxi và

sấy nóng tại ~900oC
(1) C +O2  CO2 H<0
(2) CO2 + C  2CO H>0

CO
CO
CO
(3) 3Fe2O3 + CO  2Fe3O4 + CO2
(4) Fe3O4 + CO  3FeO + CO2
(5) FeO + CO  Fe + CO2
Gang lỏng:
Fe + >2%C
Xỉ CaSiO3
Khí lò cao:
CO2, CO, H2, …
(3a) CaCO3  CaO + CO2
(5a) CaO + SiO2  CaSiO3
Lò cao
d, Sự tạo thành gang :
Sắt nóng chảy có hoà tan một phần cacbon và một lượng nhỏ các nguyên tố : Si,Mn… tạo thành gang
Công suất: >200.000 tấn gang lỏng/năm (570 tấn/ ngày, đêm)
Sản phẩm: Gang đúc và gang luyện thép
Thiết bị chính:  3 lò cao: 120m3 và 100 m3, 500 m3       
Công ty Gang thép Thái Nguyên
II.Thép :
1. Khái niệm:
Thép là hợp kim của Fe chứa từ 0,01-2 % khối lượng C, cùng với một số nguyên tố khác (Si,Mn,Cr,Ni,…)
Thép thường
Thép đặc biệt
Thép có những loại nào , nêu ứng dụng của mỗi loại ?
2.Phân loại :
3.Sản xuất thép :
b.Nguyên liệu :
-Gang trắng hoặc gang xám, Sắt thép phế liệu
-Chất chảy là CaO
-Nhiên liệu :dầu mazut hoặc khí đốt, O2
a.Nguyên tắc : Giảm hàm lượng các tạp chất C, S, Si, Mn…
c, Các phương pháp luyện thép
Phương pháp Betxome(lò thổi oxi)
Phương pháp Mactanh(lò bằng)
Phương pháp lò điện
Ưu điểm
Thời gian luyện thép ngắn
- Luyện được những loại thép đặc biệt
Nhược điểm
- Không luyện được thép có thành phần theo ý muốn.
Dung tích nhỏ
Thời gian dài
Luyện được thép có thành phần theo ý muốn
- Chất lượng thép cao
*Phương pháp Betxome :
*Phương pháp Mactanh(lò bằng):
* Phương pháp lò điện :
Hình ảnh sản xuất thép
Lò điện siêu công suất 30 tấn/mẻ
Sản xuất thép cuộn
Thép ra lò
Hình ảnh sản xuất thép
Sản xuất gang - thép tại làng nghề Đa Hội
Năm 2002 sản lượng thép các loại đạt khoảng 85.000 tấn, đến năm 2008 sản lượng thép đã đạt tới 220.000 tấn
Đa Hội chiếm đến hơn 900 cơ sở đúc phôi thép, cán thép, mạ, làm đinh, đan lưới thép... sản lượng các loại sắt thép đạt gần 1.000 tấn/ngày
- Khí thải trong quá trình luyện gang, thép:CO, SO2,H2S .., bụi làm ụ nhi?m mụi tru?ng
- 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.
?nh hưởng của quá trình luyện gang thép đến môi trường
Củng Cố
Hợp kim của sắt
Bài tập 1
Em hãy ghép cột trái - phải sao cho phù hợp
Bài 2:
Một loại quặng chứa sắt trong tự nhiên đã được loại bỏ tạp chất. Hoà tan quặng này trong HNO3 thấy có khí màu nâu bay ra, dd thu được cho tác dụng với BaCl2 thấy có kết tủa trắng (không tan trong axít mạnh) loại quặng đó là:
D. Pirit sắt (FeS2 )
C. Manhetit (Fe3O 4)
B. Hematit đỏ (Fe2O 3 )
A. xiđerit (FeCO3 )
Bài 3:
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
Bài 5,6 SGK trang 151
Bài tập
A là quặng hematit chứa 60% Fe2O3. B là quặng manhetit chứa 69,6% Fe3O4. Trộn m1 tấn A với m2 tấn B được quặng C mà từ C điều chế được 0,5 tấn gang chứa 4% Cacbon.
tỉ lệ m1:m2 là :
A.5:2
B.4:3
C.3:4
D.2:5