Sản xuất Gang-Thép

BÀI THUYẾT TRÌNH
NHÓM 4
Sản xuất Gang- Thép
A, Sản xuất gang
Khái niệm:
- Gang là hợp kim của Sắt và Cacbon trong đó có từ 2-5% khối lượng Cacbon, ngoài ra còn một lượng nhỏ Silic, Mangan, Lưu huỳnh,…
- Với đặc tính: Điểm nóng chảy thấp, độ chảy loãng tốt, tính đúc tốt, dễ gia công, có khả năng chịu mài mòn, nên giá thành gia công rất thấp, do đó gang được sử dụng trong rất nhiều chi tiết, lĩnh vực khác nhau.
PHÂN LOẠI, TÍNH CHẤT VÀ ỨNG DỤNG
Nguyên tắc:
Khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò cao (phương pháp nhiệt luyện)

Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe
Nguyên liệu:
Quặng oxit sắt (thường là quặng hematit đỏ) chứa ít nhất 30% Fe, không chứa hoặc chứa rất ít Lưu huỳnh, Photpho.
Than cốc (cung cấp nhiệt khi cháy, tạo ra chất khử là CO, tạo thành gang).
Chất chảy CaCO3 (phân hủy thành CaO ở nhiệt độ cao, sau đó hóa hợp với SiO2 tạo ra xỉ dễ tách khỏi gang) hoặc SiO2. Tùy thuộc nguyên liệu:
+ Quặng lẫn oxit axit (SiO2): dùng CaCO3
+ Quặng lẫn oxit bazơ (CaO, MnO): dùng SiO2
Quặng sắt oxit FexOy
Thổi không khí đã làm giàu oxi và

sấy nóng tại ~900oC
(1) C +O2  CO2 + Q: tỏa nhiệt
(2) CO2 + C  2CO và 2C + O2  2CO
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, SO2 , …
(3a) CaCO3  CaO + CO2
(5a) CaO + SiO2  CaSiO3
6.Cửa tháo gang
7.Cửa tháo xỉ
8. Khí lò cao
Các phản ứng hóa học xảy ra trong lò cao.
Sự tạo thành gang:

Ở phần bụng lò (nhiệt độ khoảng 15000 C) sắt nóng chảy có hòa tan một phần Cacbon và một lượng nhỏ Mangan, Silic,... Đó là gang.
Gang nóng chảy tích tụ ở nồi lò
Sao một thời gian nhất định, người ta tháo gang và xỉ ra khỏi lò cao.
Ảnh hưởng của quá trình luyện gang đến môi trường:
Xả khói bụi gây ô nhiễm môi trường
B, Sản xuất thép
1.Định nghĩa :
Thép là hợp kim của Fe với C, trong đó có từ 0,01-2 % khối lượng C, ngoài ra còn có 1 số nguyên tố khác (Si,Mn,Cr,Ni,…)
2.Phân loại, tính chất, ứng dụng của thép
a.Thép thường (thép cacbon) :
-Thành phần: chứa ít C,Si,Mn
và rất ít S,P
- Đặc điểm: +độ cứng phụ thuộc tỉ lệ C
+thép cứng >0,9%C,
+thép mềm <= 0,1 %C
-Ứng dụng : xây dựng nhà cửa,
chế tạo vật dụng,…
b.Thép đặc biệt :
-Thành phần: có chứa thêm 1 số nguyên tố khác Si, Mn,Cr,Ni, W,V,……
- Đặc điểm: có tính chất cơ lý rất quý
- Ví dụ: +)Thép không gỉ (74%Fe,18%Cr, 8%Ni) để chế tạo dụng cụ,…
+) Thép W-Mo-Cr rất cứng dùng để chế tạo dao cắt kim loại,…
c. Nguyên tắc sản xuất thép : Giảm hàm lượng các tạp chất C, Si, Mn,… có trong gang bằng cách oxi hóa các tạp chất đó thành oxit rồi biến thành xỉ và tách ra khỏi thép
*C,S bị oxi hóa thành chất khí
C + O2 CO2
S + O2 SO2
*Si,P bị oxi hóa thành oxit, sau đó hóa hợp với CaO tạo ra xỉ
Si + O2 SiO2
4P + 5O2 2P2O5
SiO2 + CaO CaSiO3
P2O5 + 3CaO Ca3(PO4)2
Nguyên liệu:
- Gang trắng hoặc gang xám
Sắt thép phế liệu
Chất chảy là CaO
Nhiên liệu: dầu mazut hoặc khí đốt, O2
* Phương pháp Bet-xơ-me
* Phương pháp Mac - tanh
* Phương pháp lò điện
Các phương pháp sản xuất thép:
Phương pháp Bét xơ me
-Phương pháp bét xơ me luyện trong lò thổi có hình quả lê ,vỏ ngoài bằng thép bên trong lát gạch chịu lửa đi nát. Luồng không khí mạnh thổi vào gang lỏng, đốt cháy các tạp chất trong gang tạo thành thép trong thời gian ngắn

-Nhược điểm của phương pháp bét xơ me là không luyện được thép từ gang chứa nhiều phốt pho và không luyện được thép có thành phần như ý muốn
*Phương pháp Mác-Tanh
Quá trình luyện thép kéo dài từ 6-8h nên người ta có thể phân tích được sản phẩm và cho thêm nhừng chất cần thiết để chế những loại thép có thành phần mong muốn
Phương pháp lò điện
Nhiệt lượng sinh ra trong lò hồ quang điện giữa các điện cực bằng than chì và của gang lỏng tạo ra nhiệt độ cao hơn và dễ điều chỉnh hơn so với các loại lò trên
Phương pháp lò điện có ưu điểm là luyện được những loại phép đặc biệt mà thành phần có những kim loại khó nóng chảy như Wonfam Crom, Molipden,……và không chứa những tạp chất có hại như lưu huỳnh phốt pho.
Nhược điểm của lò điện là dung tích nhỏ
* Phương pháp lò điện:

MỜI CÁC BẠN XEM ĐOẠN PHIM GIỚI THIỆU QUI TRÌNH SẢN XUẤT THÉP THỰC TẾ
Hình ảnh sản xuất thép
Lò điện siêu công suất 30 tấn/mẻ
Máy trộn Oxy
Sản xuất thép cuộn
Thép ra lò
Hình ảnh sản xuất thép
Ảnh hưởng của quá trình luyện gang thép đến môi trường
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.
Xin chân thành cảm ơn