1.Tóm tắt lý thuyết
1.1. Gang
a. Khái niệm
Gang là hợp kim của sắt với các bon trong đó có từ 2 đến 5% khối lượng các bon, ngoài ra còn một lượng nhỏ các nguyên tố Si, Mn, S,…
b. Phân loại
Gang xám:
+ Là gang chứa cacbon ở dạng than chì.
+ Dùng để đúc bên máy, ống dẫn nước, cánh cửa,...
Gang trắng:
+ Là gang chứa ít các bon hơn, chủ yếu ở dạng Xementit (Fe3C)
+ Dùng để luyện thép.
c. Sản xuất Gang
Các phản ứng xảy ra trong lò cao
Nguyên tắc: Khử quặng sắt oxit bằng than cốc trong lò cao.
Nguyên liệu: Quặng sắt oxit (quặng hematit đỏ Fe2O3), than cốc, chất chảy (CaCO3 hoặc SiO2).
Các phản ứng xảy ra trong quá trình luyện gang:
+ Phản ứng tạo chất khử CO
Phần trên của nồi lò:
C + O2 → CO2
Khí CO2 đi lên bị khử thành CO:
CO2 + C → 2CO
+ Phản ứng khử sắt oxit:
Phần thân lò có nhiệt độ khoảng 4000C:
3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2
Phần giữa thân lò nhiệt độ khoảng 500 – 6000C:
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2
Phần dưới thân lò nhiệt độ khoảng 700 – 8000C:
FeO + CO → Fe + CO2
+ Phản ứng tạo xỉ.
CaCO3 → CaO + CO2
CaO + SiO2 → CaSiO3
Sự tạo thành gang
Ở phần bụng lò có nhiệt độ khoảng 15000C Sắt nóng chảy từ thân lò đi xuống bụng lò hoà tan một phần C và một lượng nhỏ Mn, Si…tạo thành gang (có d = 6,9) chìm xuống dưới, xỉ nhẹ hơn nổi lên trên bảo vệ gang khôing bị oxi hoá. Sau một thời gian tháo xỉ và gang ra.
1.2. Thép
a. Khái niệm
Thép là hợp kim của sắt chứa từ 0,01 – 2% khối lượng các bon, cùng với một số nguyên tố khác (Si, Mn, Cr, Ni,…)
b. Phân loại
Thép thường (hay thép cacbon):
+ Thép mềm : chứa không quá 0,1% C. Dễ gia công. ⇒ Ứng dụng kéo sợi, cán thành thép lá dùng để chế tạo các vận dụng trong đời sống, sây dựng nhà cửa,..
+ Thép cứng: Chứa trên 0,9%C ⇒ Dùng để chế tạo các công cụ, các chi tiết máy,…
Thép đặc biệt: Đưa thêm vào thép thường một số nguyên tố làm cho thép có tính chất đặc biệt.
+ Thép chứa 13%Mn rất cứng ⇒ 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 18%W và 5% Cr rất cứng ⇒ Dùng để chế tạo máy căt, máy phay,…
c. Sản xuất Thép
Nguyên tắc: Giảm hàm lượng các tạp chất Si, Mn, S, P, C… chất trong gang bằng cách Oxi hoá các tạp đó thành oxit, rồi biến thành sỉ và tách ra khỏi thép.
Các phương pháp luyện Thép
Phương pháp Bet – xơ – me:
+ Sơ đồ:
Sơ đồ lò thổi
Luyện thép trong lò hình quả lê, vỏ bằng thép bên trong lát gạch chịu lửa.
+ Ưu điểm:
- Thời gian luyện thép nhanh (15’), khoảng cách giữa 2 lần luyện ngắn ( 30 – 40 phút)
- Thiết bị đơn giản, vốn đầu tư ít
- không cần nhiên liệu.
+ Nhược điểm:
- Không luyện được thép từ gang.
- Thời gian luyện thép nhanh,không luyện được thép theo ý muốn
- Chất lượng thép không cao chứa nhiều phốt pho.
Phương pháp Mactanh:
+ Sơ đồ:
Sơ đồ mac tanh
Nạp vào lò: gang, thép phế liệu, chất chảy
Đốt lò bằng dầu madut hoặc khí đốt, không khí giàu oxi, nhiệt độ 17000C. Khí oxi, gỉ sắt oxi hoá các chất trong gang
Fe2O3 + 3C → 2Fe + 3CO
+ Ưu điểm:
- Tận dụng được thép phế liệu đề luyện thép.
- Luyện được những loại thép chất lượng cao, có thành phần như ý muốn
- khối lượng thép mỗi mẻ lớn (100 – 200 tấn)
+ Nhược điểm:
- Tốn nhiên liệu
- Thời gian luyện thép mỗi mẻ dài (10 – 12 giờ)
Phương pháp lò điện:
+ Sơ đồ:
Sơ đồ lò điện
Nhiệt lượng sinh ra trong lò hồ quang điện giữa các điện cực bằng than chì và của gang lỏng
+ Ưu điểm: Luyện được những loại thép đặc biệt, thành phần có những kim loại khó nóng chảy như W, Mo, Cr, và không chứa các tạp chất có hại
+ Nhược điểm: Dung tích lò nhỏ, khối lượng mỗi mẻ thép không lớn.
Zalo 
Messenger 
Youtube 
Tiktok