Bài 33:
HỢP KIM CỦA SẮT
I. GANG
Khái niệm
Gang là hợp kim của Fe và C, trong đó 2 – 5 % khối lượng C, ngoài ra còn 1 lượng nhỏ Si, Mn, S, …

3. Sản xuất gang
Nguyên tắc
Khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò cao
+3Fe2O3 → +8/3Fe3O4 → +2FeO → 0Fe
b. Nguyên liệu
Quặng sắt oxit (Hematit đỏ Fe2O3)
Than cốc
Chất chảy (CaCO3 hoặc SiO2)
c. Các phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang
5-Mar-22
Ứng dụng tin học trong Giảng dạy Hóa học
Trang 5
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, H2, …
(3a) CaCO3  CaO + CO2
(5a) CaO + SiO2  CaSiO3
Lò cao
II. THÉP
Khái niệm
Thép là hợp kim của sắt chứa từ 0,01 – 2 % khối lượng cacbon cùng với một số nguyên tố khác (Si, Mn, Cr, Ni…)
THÉP
GANG
3. Sản xuất thép
Nguyên tắc:
Giảm hàm lượng các tạp chất C, S, Si, Mn, … có trong gang bằng cách oxi hóa các tạp chất đó thành oxit rồi biến thành xỉ và tách ra khỏi thép
b. Các phương pháp luyện thép
Phương pháp Bet – xơ – me (lò thổi oxi):
+ O2 tinh khiết nén dưới áp suất 10 atm được thổi đều trên bề mặt và trong lòng gang nóng chảy, do vậy oxi đã oxi hóa rất mạnh các tạp chất (Si, C, P, S,…)
+ Ngày nay 80% thép được sản suất theo phương pháp này.
+ Ưu điểm: Phản ứng trong lò gang tỏa nhiều nhiệt, nâng cao chất lượng thép, thời gian ngắn, sản suất được nhiều thép
+ Nhược điểm: Không sản xuất được thép chất lượng cao
Phương pháp Mac – tanh (lò bằng):
+ Nhiên liệu là khí đốt hoặc dầu cùng với không khí và oxi được phun vào phun vào lò để oxi hóa tạp chất trong gang
+ Ưu điểm: Có thể bổ sung các nguyên tố trong thép và bổ sung các nguyên tố cần thiết để sản suất ra thép chất lượng cao
+ Nhược điểm: Tốn nhiên liệu để đốt lò, từ 6 - 8 giờ.
Phương pháp lò điện:
+ Nhiệt lượng sinh ra trong lò hồ quang điện giữa các điện cực bằng than chì và gang lỏng tỏa ra nhiệt độ 3000 độ C và dễ điều chỉnh hơn các lò trên.
+ Ưu điểm: luyện được thép có các thành phần khó nóng chảy như vonfram, modipden
+ Nhược điểm: dung tích nhỏ, điện năng tiêu thụ cao
Câu 1: Nguyên tắc luyện thép từ gang là
A. dùng O2 oxi hóa các tạp chất C, Si, P, S, Mn,.. trong gang để thu được thép.
B. dùng chất khử CO khử oxit sắt thành sắt ở nhiệt độ cao
C. dùng CaO hoặc CaCO3 để khử tạp chất Si, P, S, Mn,.. trong gang để thu được thép.
D. tăng thêm hàm lượng cacbon trong gang để thu được thép
Câu 2:  Trong lò cao, sắt oxit có thể bị khử theo 3 phản ứng:
3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2     (1)
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2     (2)
FeO + CO → Fe + CO2     (3)
Ở nhiệt độ khoảng 700-800oC, thì có thể xảy ra phản ứng
A. (1).    B. (2).    C. (3).    D. cả (1), (2) và (3).
Câu 3:  Phản ứng nào sau đây xảy ra ở cả hai quá trình luyện gang và luyện thép?
   A. FeO + CO → Fe + CO2 (t o)
   B. SiO2 + CaO → CaSiO3 (t o)
   C. FeO + Mn → Fe + MnO (t o)
   D. S + O2 → SO2
Câu 4: Có các nguyên liệu: (1). Quặng sắt. (2). Quặng Cromit. (3). Quặng Boxit. (4). Than cốc. (5). Than đá. (6). CaCO3. (7). SiO2.
Những nguyên liệu dùng để luyện gang là:
A. (1), (3), (4), (5).
B. (1), (4), (7).
C. (1), (3), (5), (7).
D. (1), (4), (6), (7).
Câu 5:  Nguyên tắc sản xuất gang là
A. Khử sắt oxit bằng C ở nhiệt độ cao
B. Khử sắt oxit bằng Al ở nhiệt độ cao
C. Khử sắt oxit bằng chất khử bất kỳ ở nhiệt độ cao
D. Khử sắt oxit bằng CO ở nhiệt độ cao
Câu 6: Thép là hợp kim của sắt chứa
A. hàm lượng cacbon lớn hơn 0,2%.
B. hàm lượng cacbon lớn hơn 2%.
C. hàm lượng cacbon nhỏ hơn 0,2%.
D. hàm lượng cacbon nhỏ hơn 2%.