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第二节 炼铁和炼钢

第二节 炼铁和炼钢. 教学目的 教学内容 思考与练习. 教学目的. 一、教学目的 1.了解铁合金的种类、成分和性能，从而加深理解钢铁在国民经济中的重要作用。 2.使学生掌握炼铁和炼钢的主要化学原理。 3.使学生对高炉炼铁和氧气顶吹转炉炼钢有个大致的印象。 二、重点 炼铁和练钢的主要化学反应原理. 一、铁合金. 1. 什么是合金？举出两例 2、铁的合金是怎样分类的？ 3、什么叫生铁？什么叫钢？ 4、炼钢生铁和铸造生铁中碳的 存在形式以及它们的性 能有什么不同？. 生铁与钢的比较. 图片1. 图片1. 炼铁. 1、铁的存在及分布.

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第二节 炼铁和炼钢

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Presentation Transcript

  1. 第二节 炼铁和炼钢 • 教学目的 • 教学内容 • 思考与练习

  2. 教学目的 • 一、教学目的 • 1.了解铁合金的种类、成分和性能，从而加深理解钢铁在国民经济中的重要作用。 • 2.使学生掌握炼铁和炼钢的主要化学原理。 • 3.使学生对高炉炼铁和氧气顶吹转炉炼钢有个大致的印象。 • 二、重点 • 炼铁和练钢的主要化学反应原理

  3. 一、铁合金 1.什么是合金？举出两例 2、铁的合金是怎样分类的？ 3、什么叫生铁？什么叫钢？ 4、炼钢生铁和铸造生铁中碳的 存在形式以及它们的性 能有什么不同？

  4. 生铁与钢的比较

  5. 图片1 图片1

  6. 炼铁 1、铁的存在及分布 2、CO还原氧化铁 现象：———— 方程式————— 固体由红变黑,石灰水变浑浊。 高温 Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2

  7. 炼铁 1、原理：高温下用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石中把铁还原出来。 • 2、主要原料： • 铁矿石、焦炭、石灰石、空气。 • 3、主要设备：高炉

  8. 4、主要反应 问题1：原料中焦炭和石灰石的作用是什么？ • （1）还原剂的形成 • C＋O2＝CO2＋Q • CO2＋C＝2CO－Q • （2）铁的还原 • Fe2O3＋3CO＝2Fe＋3CO2 • （3）炉渣的形成 • CaCO3＝CaO＋CO2 • CaO＋SiO2＝CaSiO3 点燃 答：焦炭的作用是作燃料和形成还原剂。石灰石的作用是作熔剂，除脉石。 高温 高温 高温 高温

  9. 图片

  10. 问题2：生铁含那些成分？ 问题3：高炉煤气能否直接排放？怎么处理？ 5、产物 答：生铁主要含铁，除此之外还含有2%-4.3%的碳,还含有锰、硅、硫、磷等元素。 高炉煤气不可直接排放。必须净化处理并加以综合利用。 • （1）生铁 • （2）高炉煤气：CO、CO2、N2、大量灰尘等。 • （3）炉渣：主要是CaSiO3

  11. 小结： • 1、炼铁的原理 • 2、主要原料及设备 • 3、主要反应 • 4、产物

  12. 炼钢工业

  13. 炼钢 • 1、反应原理 • 高温下，用氧化剂把生铁里过多的碳和其它杂质氧化成气体或炉渣而除去。 • 2、目的： • 降碳、调硅锰、去硫磷。 • 3主要反应（分三个阶段）

  14. 3主要反应（分三个阶段） • （1）氧化造渣 • 2Fe＋O2＝2FeO＋Q • 2FeO＋Si＝SiO2＋2Fe＋Q • FeO＋Mn＝Fe＋MnO＋Q • FeO＋C＝CO＋Fe－Ｑ • 生成的二氧化硅、氧化锰与造渣材料生石灰相互作用成为炉渣。 高温 高温 高温 高温

  15. （2）去硫、磷 FeS+CaO＝FeO+CaS 2P+5FeO+3CaO＝5Fe+Ca3(PO4)2 （3）脱氧 用硅铁、锰铁或金属铝来还原钢水中含有的少量FeO 2FeO+Si＝SiO2+2Fe 3FeO+2Al＝3Fe+Al2O3 FeO+Mn＝Fe+MnO 生成的二氧化硅等大部分形成炉渣而除去，部分的硅、锰等留在钢里以调整钢的成分。钢水合格后，可以浇成钢的铸件或钢锭，钢锭可以再轧成各种钢材。 高温 高温 高温 高温 高温

  16. 答1：因为用纯氧代替空气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆以及痰气排出时带走热量的缺点。答1：因为用纯氧代替空气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆以及痰气排出时带走热量的缺点。 2：主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的CO气体等。不能直接排放，必须净化回收，综合利用。 4、炼钢的方法 问题1：为什么要用纯氧来代替空气炼钢？ 问题2：炼钢过程中产生的大量棕色烟气其主成分是什么？能否直接排放？ • 方法：转炉、电炉、平炉。 • 氧气顶吹转炉炼钢法 • （1）转炉的构造 • （2）原料：生铁（液态）、氧气、适量的造渣材料（如生石灰等）、脱氧剂。 • （3）热源：依靠熔融铁水中的杂质等被氧气氧化所放出的热量，不需要燃料。

  17. 炼钢的图片

  18. 讨论： • 炼铁和炼钢的主要反应原理有什么异同？ • 相同点：都是利用氧化还原反应。 • 不同点：炼铁主要是用还原剂把铁从铁矿石中还原出来（侧重还原），而炼钢主要是用氧化剂把生铁中过多的碳和其它杂质氧化而除去（侧重氧化）。

  19. 思考与练习： • 1、为了初步确定某铁矿石的种类，取该铁矿石用盐酸溶解，有一种气体放出。该铁矿石是（ ） • A.磁铁矿 B.赤铁矿 C.褐铁矿 D.菱铁矿 • 2、炼铁、制玻璃、制水泥三种工业生产中，都需要的原料是（ ） • A.纯碱 B.石灰石 C.石英 D.粘土 D B

  20. 3、将10g铁碳的合金放入氧气中高温灼烧， 反应后的气体通入过量石灰水中得沉淀 1.4g，则此铁碳合金是（ ） 4、请根据课本实验－CO还原Fe2O3，回答下列问题：（1）如何确知反应已经开始发生？（2）应如何处理尾气，请设想两法？（3）实验结束时的操作应注意的事项是什么？（4）、现有铁的某种氧化物1g被CO完全还原后 在石灰水中可过滤出沉淀，经干燥称量为1.72g 是确定该铁的氧化物的分子式。 B

  21. 5、下列有关炼铁和炼钢的说法中，错误的是（ ）A.炼铁是铁矿石被还原的过程B.炼钢是生铁被氧化的过程C.炼铁高炉中加入石灰石的目的是除脉石D.炼钢转炉中加入的生石灰是造渣剂6、下面工业的废气经处理可作为气体燃料的是①硫酸厂的尾气②硝酸厂尾气③高炉煤气④氧气顶吹转炉产生的棕色烟气⑤玻璃工业的废气（ ）A. ① ③ B. ③ ④ C. ④ ⑤ D. ③ ④ ⑤ B B

  22. 7、在炼铁和炼钢中都有碳参加反应。下列有关碳参加反应的说明错误的是（ ）A.两个过程中碳都是被氧化,都只起着提供热量的作用B.炼铁过程中碳被氧化,既起产生热量的作用,又起产生CO的作用C.炼钢过程中碳被氧化,从而达到降低含碳量的目的D.炼铁过程中碳参加反应,只起着产生CO的作用 AD

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