Tiết 54: Hợp kim sắt (thi GVDG)

HỢP KIM CỦA SẮT
Tiết 54
Lớp: 12A3
Giáo viên : NGUYỄN THỊ LUÂN
TRƯỜNG THPT NGUYỄN ĐĂNG ĐẠO

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
Fe
3
C) 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 CaCO
3
( phân hủy thành CaO hóa hợp với SiO
2
tạo
ra xỉ dễ tách khỏi gang)
a.Nguyên tắc: Khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong
lò cao

Quặng manhetit Fe
3
O
4
Quặng hematit đỏ Fe
2
O
3

Một số quặng sắt trong tự nhiên

Quặng hematit nâu
Fe
2
O
3
.nH

2
O
Quặng xiđerit FeCO
3

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 ~900
o
C
(1) C +O
2
→ CO
2
H<0
(2) CO
2
+ C → 2CO H>0
CO
CO
CO
(3) 3Fe
2
O
3
+ CO → 2Fe

3
O
4
+ CO
2
(4) Fe
3
O
4
+ CO → 3FeO + CO
2
(5) FeO + CO → Fe + CO
2
Gang lỏng:
Fe + >2%C
Xỉ CaSiO
3
Khí lò cao:
CO
2
, CO, H
2
, …
(3a) CaCO
3
→ CaO + CO
2
(5a) CaO + SiO
2
→ CaSiO

3

Lò cao
1800
o
C
1300
o
C
400
o
C
200
o
C
500
o
C
700
o
C
1000
o
C

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: 120m
3
và 100 m
3
, 500 m
3

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