Nguyên tắc luyện thép từ gang

Chúng tôi xin giới thiệu bài Nguyên tắc luyện thép từ gang được VnDoc sưu tầm và tổng hợp lí thuyết trong chương trình giảng dạy môn Hóa học lớp 9. Hi vọng rằng đây sẽ là những tài liệu hữu ích trong công tác giảng dạy và học tập của quý thầy cô và các bạn học sinh.

Lưu ý: Nếu bạn muốn Tải bài viết này về máy tính hoặc điện thoại, vui lòng kéo xuống cuối bài viết.

Câu hỏi: Nguyên tắc luyện thép từ gang là

1. Dùng chất khử CO khử oxit sắt thành sắt ở nhiệt độ cao.
2. Dùng O2 oxi hóa các tạp chất Si, P, S, Mn… trong gang để thu được thép.
3. Dùng CaO hoặc CaCO3 để khử tạp chất Si, P, S, Mn,…trong gang để thu được thép.
4. Tăng thêm hàm lượng cacbon trong gang để thu được thép.

Lời giải :

Đáp án đúng: B. Dùng O2 oxi hóa các tạp chất Si, P, S, Mn… trong gang để thu được thép.

Giải thích:

Nguyên tắc luyện thép từ gang là: dùng oxi hóa các tạp chất trong gang (Si, Mn, S, P, C) thành oxit nhằm làm giảm lượng các tạp chất này

Chú ý: Tránh nhầm lẫn với nguyên tắc sản xuất gang => chọn đáp án A ngay sẽ dẫn đến sai lầm

I. Hợp kim của sắt

Hợp kim là chất rắn thu được sau khi làm nguội hỗn hợp nóng chảy của nhiều kim loại khác nhau hoặc của kim loại và phi kim.

Gang là hợp kim của sắt với cacbon, trong đó hàm lượng cacbon chiếm từ 2-5%, ngoài ra còn có một lượng nhỏ các nguyên tố khác như Si, Mn, S,... Gang cứng và giòn hơn sắt.

- Phân loại:

+ Gang trắng: chứa C ở dạng than chì, dùng để đúc bệ máy, ống dẫn nước, cánh cửa

+ Gang xám: chứa ít C hơn và C chủ yếu ở dạng xementit (Fe₃C), được dùng để luyện thép

- Nguyên tắc luyện gang: Dùng cacbon oxit khử oxit sắt ở nhiệt độ cao trong lò luyện kim.

- Nguyên liệu: quặng sắt oxit (thường là quặng hemantit đỏ), than cốc và chất chảy (CaCO₃ và SiO₂)

- Quá trình: sản xuất gang trong lò luyện kim (lò cao).

+ Phản ứng tạo thành khí CO: C + O₂ → CO₂

C + CO₂ → 2CO

+ Phản ứng khử oxit sắt thành sắt.

3CO + Fe₂O₃ → 2Fe + 3CO₂

Sắt nóng chảy hòa tan một ít cacbon tạo thành gang.

+ Đá vôi bị phân hủy thành CaO, kết hợp với SiO₂ có trong quặng tạo thành xỉ.

CaO + SiO₃ → CaSiO₃

Xỉ nhẹ nổi lên trên và được đưa ra ở cửa tháo xỉ.

Thép là hợp kim của sắt với cacbon và một số nguyên tố khác, trong đó hàm lượng cacbon chiếm dưới 2%. Thép có nhiều tính chất lí, hóa quý hơn sắt. Thép được dùng làm vật liệu xây dựng, chế tạo máy, dụng cụ lao động...

- Phân loại:

+ Thép thường (thép cacbon)

Thép mềm chứa không quá 0,1% C; dễ gia công, được dùng kéo sợi hay cán thành thép lá dùng trong vật dụng đời sống và xây dựng

+ Thép cứng: chứa trên 0,9% C dùng để chế tạo công cụ, chi tiết máy

+ Thép đặc biệt: cho thêm vào thép 1 số nguyên tố làm thép có tính chất đặc biệt

Thép chứa 13% Mn rất cứng, được dùng làm máy nghiền đá

Thép chứa khoảng 20% Cr và 10% Ni rất cứng, không gỉ, dùng làm dụng cụ gia đình, y tế

Thép chứa khoảng 18% W và 5% Cr rất cứng, dùng để chế tạo máy cắt, gọt,..

Nguyên tắc luyện gang thành thép: loại bỏ phần lớn các nguyên tố C, Si, Mn, S,… ra khỏi gang bằng cách oxi hóa chúng và chuyển thành xỉ.

- Các phương trình hóa học:

C + O₂ -> CO₂;

S + O₂ -> SO₂

Si + O₂ -> SiO₂;

4P + 5O₂ -> 2P₂O₅ (xỉ)

CaO + SiO₂ -> CaSiO₃;

3CaO + P₂O₅ -> Ca₃(PO₄)₂ (xỉ).

- Phương pháp luyện thép: phương pháp Bet-xơ-me (lò thổi oxi); phương pháp Mac-tanh (lò bằng) ; phương pháp lò điện.

Sản phẩm thu được là thép.

- Quá trình luyện thép: luyện thép được thực hiện trong lò Bet-xơ-me. Khí oxi oxi hóa các nguyên tố trong gang như C, Mn, Si,..

Oxit Sắt → Gang → Thép

Từ quặng sắt với thành phần chính là sắt ôxit Fe₂O₃, Fe₃O₄, người ta luyện trong lò cao được gang là hợp kim Fe và C trong đó lượng C chiếm hơn 1.7%. Qua lò luyện thép để khử bớt C trong gang, người ta được thép.

Mục đích chính của việc luyện thép là làm giảm hàm lượng của các tạp chất có hại như P...

-------------------------------

Ngoài Nguyên tắc luyện thép từ gang đã được VnDoc giới thiệu, mời các bạn cùng tham khảo thêm Chuyên đề Hóa học lớp 9, Trắc nghiệm Hóa học 9, Lý thuyết môn Hóa học lớp 9 để hoàn thành tốt chương trình học THCS.