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si、mn、s、p(少量)
一、铁的合金: 1.生铁和钢的比较: 铁的合金 生 铁 钢 含碳量 其它杂质 机械性能 机械加工 2~4.3% 0.03~2% Si、Mn、S、P(较多) Si、Mn、S、P(少量) 质硬而脆、无韧性 坚硬、韧性大、塑性好 可铸、不可锻 可铸、可锻、可压延 生铁制造的桥 各种特种钢 一、铁的合金: 2.铁合金的分类: 炼钢生铁 铸造生铁 球墨生铁 合金生铁 (白口铁) (灰口铁) (eg.硅铁、锰铁) 高碳钢 中碳钢 低碳钢 (C% 0.6%) (C%:0.25~0.6%) (C% 0.25%) 生铁 钢 铁的合金 碳素钢 合金钢 (特种钢): 锰钢、钨钢 (普通钢) 我国的钢产量 年 份 产量(1×104t) 1949 15.8 1995 9535.99 1996 10123.68 1997 10891.10 1998 11458.84 1999 12395.41 2000 12850.00 2001 15163.44 为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票 二、炼铁和炼钢: 炼 铁 炼 钢 原料及其作用 主要反应原理 异 同 设备 主要化学反应 尾 气 铁矿石:铁来源 焦炭、空气:产生热量及还原剂CO 石灰石:熔剂(除脉石) 生铁或废钢铁 氧化剂:O2、富氧空气、空气 生石灰:造渣、除Si、P Si Mn Al:还原剂,除FeO,调整钢的成分 高温下,用还原剂(CO)将铁矿石中的铁还原出来 高温下,用氧化剂把生铁中过多的碳和其它杂质氧化成气体或炉渣除去 都是利用氧化还原反应 高 炉 平炉、转炉、电炉 ①还原剂CO的生成: C+O2→CO2 CO2+C→2CO 点燃 高温 ②铁的还原: Fe2O3+3CO →2Fe+3CO2 高温 ③炉渣的生成:CaCO3→CaO+CO2↑ CaO+SiO2→CaSiO3 高温 ①氧化造渣(降C,调Si、Mn,除S、P): 2Fe+O2→2FeO(Fe过量)FeO+C→Fe+CO↑ 2FeO+Si→2Fe+SiO2 FeO+Mn→Fe+MnO FeS+CaO→FeO+CaS 2P+5FeO+3CaO→5Fe+Ca3(PO4)3 ②还原FeO,调节钢的成分:eg. 2FeO+Si→2Fe+SiO2 FeO+Mn→Fe+MnO 高温 高温 高温 高温 高温 高温 高温 高温 高炉煤气(CO、CO2、N2等) 棕色烟气(Fe2O3尘粒、CO等) 二、炼铁和炼钢: 炉渣、尾气的回收处理: (1)炉渣: 制水泥、渣砖等的原料 含磷较多的炼钢炉渣加工成磷肥 (2)尾气: Fe2O3尘粒回收炼钢 CO作气体燃料 赤铁矿(主要成分:Fe2O3) 磁铁矿(主要成分:Fe3O4) 矿石中还含有脉石(主要成分:SiO2)和P、S、等杂质。 铁矿石 褐铁矿石(主要成分:2Fe2O3?3H2O) 菱铁矿石(主要成分:FeCO3) 高炉结构图 C +O2=CO2 CO2+C=2CO 3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2 上海宝山钢铁厂炼铁高炉 转炉的结构图 120吨转炉炼钢时的情景 * *
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