Bài giảng bài hợp kim của sắt hóa học 12 (3)

HÓA HỌC 12

* GANG
* THÉP


Kiểm tra
Câu hỏi:
Hãy dẫn ra những phản ứng chứng minh tính
khử của hợp chất sắt (II) ?(oxit , Hydroxyt , và
muối)


Đáp án
a – Oxít sắt (II) :
+2

+5

+3

3FeO + 10HNO3

+2

3Fe(NO3)3 + 5H2O + NO

b – Hydroxit sắt (II) :
+3

0

+3

4Fe(OH)2 + O2 +2H2O

4Fe(OH)3

c- Muối sắt (II) :
+2

2FeCl2

0

+

Cl2

-2

+3

-1

2FeCl3


A- Gang :
I-Định nghĩa :
Gang là hợp kim sắt – cacbon ( 2% -5% ) và một số

nguyên tốù khác (Si ,Mn , P , S )

II- Phân loại :
Gang trắng

Gang xám

Thành
phần
Tính chất

Ít cacbon và silíc nhiều
xementic Fe3C

Nhiều cacbon và silíc

Công
dụng

Dùng luyện thép

Rất cứng và giòn

Ít cứng và giòn , nóng
chảy linh động, hóa rắn
tăng thể tích
Dùng đúc các bộ phận
máy , ống nước ..

III - Sản xuất gang :
1- Nguyên liệu :
-Quặng sắt : có từ 30% -95% oxít sắt
-Than cốc : cung cấp nhiệt , tạo chất khử và tạo gang
-Chất chảy CaCO3 : tạo Cao từ đó hóa hợp với SiO3chất khó
nóng chảy trong quặng

2- Nguyên tắc :
Dùng CO để khử các oxít sắt thành sắt

Fe2O3

CO

Fe3O4

CO

FeO

CO

Fe


3- Những phản ứng hóa học xảy ra trong quá
trình luyện gang :
a-Phản ứng tạo CO :
* Phần trên nồi :
C

+ O2

CO2 -ΔH _
(nhiệt độ lên tới 18000c)

* Phần phiểu lò :
Co2 bay lên oxy hóa than cốc thành CO :

CO2 + C

2CO + ΔH
( nhiệt độ 13000c)


b- Phản ứng khử oxít sắt :
-Phần trên thân lò (4000c ) :
3Fe2O3 +

CO

2Fe3O4

+

CO2

+

CO2

-Phần giữa thân lò (500 - 6000c ):
Fe3O4

+

CO

3FeO

-Phần dưới thân lò (700 – 8000c ) :
FeO

+

CO

Fe

+

CO2


C - Tạo gang :
• Phần bụng lò (15000c) :
• Sắt nóng chảy hòa tan một phần cacbon và
một lượng nhỏ Mn , Si thành gang

d- Phản ứng tạo xỉ :

Phaàn buïng loø nôi (10000c ) :
CaCO3
CaO

CaO
+

SiO3

+

CO2

CaSiO3


B- THÉP :
Thép là hợp kim sắt – cacbon (0,01 – 2%) và các nguyên
tố Si , Mn …

I- Phân loại :
Thép thường
Thành
phần

Ít C , Si, S ,P

Tính
chất

Thép cứng có > 0,9 %C
Thép mềm có< 0,1 % C

Ứng
dụng

Sử dụng trong xây dựng
và chế tạo các vật dụng

Thép đặc biệt
Thêm các nguyên tố : Si ,
Mn , Cr , Ni ,W,V..
Có nhiều tính chất cơ
học và vật lý quí
Làm dụng cụ y tế; vòng
bi ; vỏ xe tăng ; lò xo ;
đường ray ….


II- Sản xuất thép :
• 1- nguyên tắc :
Oxi hóa để giảm tỉ lệ C , Si .S , P có trong gang

2- Nguyên liệu :
-Gang trắng hoặc gang xám , sắt thép phế liệu
-Chất chảy : CaO
-Nhiên liệu : dầu ma -zut hoặc khí đốt
-Khí oxi

3- Các phản ứng xảy ra :
Oxi hóa tạp chất

Tạo xỉ

C

+ O2

CO2

S

+ O2

SO2

Si

+ O2

4P + 5O2

SiO2
2P2O5

3CaO + P2O5

Ca3(PO4)2

CaO + SiO2

CaSiO3


4- Các phương pháp luyện thép :
Lò thổi
oxi
Đặc
điểm

Ưu
diểm

Lò bằng

Lò hồ quang
điện

Oxi được nén
dưới áp suất 10
atm vào lòng
gang nóng chảy

Nhiên liệu với
không khí và
øoxi được
phun vào lò

Nhiệt sinh ra

cao , dễ diều
chỉnh

Tỏa nhiều nhiệt
,thời gian ngắn ,
Khối lượng cao,
luyện đươc thép
thường

Kiểm soát được
các nguyên tố .
Luyên thép chất
lượng cao

Lyện được các
loại thép đặc
biệt có các
nguyên tố khó
nóng chảy


Củng cố
øHãy trình bày nguyên tắc của quá trình
luyện gang và luyện thép

Đáp án
a- Nguyên tắc luyện gang : Dùng Khí CO để
khử quặng sắt thành sắt
b- Nguyên tắc luyện thép : Oxi hóa để giảm
lượng C, Si , P có trong gang

ảnh hưởng của quá trình luyện gang
thép đến môi trường
 Khí thải trong quá trình
luyện thép thường có khí
CO, SO2 ,H2S .., bụi làm
ô nhiễm môi trường
 Chất thải rắn không
được quy hoạch hợp lí 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 nặng ảnh hưởng đến
sinh thái.


THANK YOU