Презентація " Хімічні основи виробництва чавуну і сталі ".

Тема: Хімічні основи виробництва чавуну і сталі

Мета уроку: ознайомити учнів з поширенням металів у природі, основними способами одержання металів, реакціями, покладеними в основу одержання металів; ознайомити з основними принципами доменного виробництва; показати взаємозв’язок між властивостями металів, їх поширенням у природі та способами їх одержання.

Чавун ,і сталь –сплави на основі заліза , які містять домішки

Чавун –високовуглецевий (2,14-6,3%, звичайно 3-4,5 %С) нековкий сплав заліза з вуглецем, містить домішки марганцю (Mn, до 3 %), кремнію (Si, до 4,5%), сірки (S, не більше 0,12 %), фосфору (P, до 2,5 %).

Чавун, отриманий з доменних печей, поділяють:на переробний чавун (використовується для переробки в сталь);ливарний чавун (один з компонентів шихти в чавуноливарному виробництві).

При виробництві виливків у чавуноливарних цехах чавун поділяють:у залежності від ступеня графітизації, що обумовлює вид зламу: сірий, білий, половинчастий (або вибілений);Сірий чавун–найбільш поширений у використанні вид чавуну (машино-будування, сантехніка, будівельні конструкції) –має включення графіту пластів­частої форми.

Білий чавунявляє собою сплав, у якому надлишковий вуглець знаходиться в зв’язаному стані у вигляді карбідів заліза Fe3 C (цементит) або спеціальних кар­бідів (у легованому чавуні) і який внаслідок низьких механічних якостей та кри­хкості має обмежене використання для деталей простої конфігурації,що працю­ють в умовах підвищеного абразивного зносу

Ливарний. Переробний10 % від загальної маси90 % від загальної маси. Для виготовлення залізних конструкцій, машин, плит, ґрат. Для виробництва сталіЧавун  

Леговані чавуни класифікують відповідно до вміс­ту основних легуючих елементів –хромисті, нікелеві, алюмінієві та ін.; за ступе­нем легування: низьколеговані (сумарна кількість легуючих елементів менш ніж 2,5%), середньолеговані (2,5-10%)

Металургійний цикл. Первинна підготовкамає вели­ке значення: чим ретельніше підготувати руду до доменної плавки, тим вища буде продуктивність печі, нижчі витрати палива та вища якість чавуну, що виплавляєть­ся. Схема її складна і має такі принципові процеси: подрібнення, магнітна сепара­ція, флотація, усереднення, окускування залізної сировини, отримання окатишів.

Основним паливом для доменних печей є кам’яновугільний кокс

Одержання чавуну можна описати загальною схемою: підготовка руди –завантаження печі –доменний процес –чавун.

Кінцевими продуктами. Доменної плавки є чавун , шлак, що випускається з печі у вогненно-рідкому стані, та доменний газ. Чавун –основний продукт виро­бництва,а шлак і доменний газ–побічні

Видалення домішок. Домішки видаляються з допомогою флюсів:

хімічні процеси, що відбуваються під час виплавки сталі. Окиснення домішок киснем. Домішки: С, Si, S, Mn, P. Реакції: Одночасно окислюється й залізо:2 Fe + О2 = 2 Fe. О

Відновлення оксидів феруму карбон ii оксидом і коксом

Киснево-конвертерний. Електротермічниймартенівський1. Необхідна температура — 1 700 °С — досягається за рахунок окиснення домішок.2. Економічний1. Температура 2 000 °С досягається дуговим методом.2. Як сировину використовують металобрухт.3. Використовують для одержання сталей, легованих тугоплавкими металами1. Окиснення домішок поверхневе.2. Температура 1 700 °С досягається за рахунок спалювання палива.3. Одержують сталь різних марок. Способи виробництва сталі  

Бездоменний процес виробництва сталі полягає в одержанні з руди чистого заліза, а потім шляхом добавок до нього різних компонентів виплавляють різні вуглецеві та леговані сталі. Залізо з руд добувають шляхом відновлення його з оксидів за допомогою більш активних елементів (Н2, С2).