Чавун і сталі – МЕТАЛИ ПОБІЧНИХ ПІДГРУП ❤️ Довідник з хімії

ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

Частина II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ

Розділ 14. МЕТАЛИ ПОБІЧНИХ ПІДГРУП

§ 14.9. Чавун і сталі

Виплавлений у домні чавун містить феруму близько 93 %, карбону до 4,5 %, силіцію 0,5-2 %, мангану 1-3 %, фосфору 0,02-2,5 % і сульфуру 0,005-0,08 %. Чавун крихкий, не піддається куванню і прокатуванню. Розрізняють два види чавуну: сірий та білий.

Сірий чавун містить карбон у вигляді графіту і на зломі має сірий колір. У техніці він застосовується для лиття (відливання важких частин машин, маховиків, плит

тощо).

Білий чавун містить карбон головним чином у вигляді цементиту Fe3C, він світліший за сірий. Весь білий чавун іде на подальшу переробку на сталь.

У твердій сталі вміст карбону становить від 0,3 до 1,7 %. У м’якій сталі (раніше її називали ковким залізом) карбону міститься до 0,3 %. Сталь на відміну від чавуну легко піддається куванню і прокатуванню. При швидкому охолодженні вона виходить дуже твердою, при повільному – м’якою. М’яку сталь легко обробляти. З неї виготовляють цвяхи, болти, дріт, дахове залізо, деталі машин. З твердої сталі виготовляють інструменти. Велике значення у сучасній техніці

мають леговані сталі. Вони містять так звані легуючі елементи, до яких на лежать хром, нікель, молібден, ванадій, вольфрам, марганець, мідь, кремній та ін. Легуючі елементи додають для надання сталі певних властивостей. Так, хромонікелеві сталі, що містять крім обов’язкових домішок хром і нікель, мають високі механічні та антикорозійні властивості, а також є жаростійкими. З них виготовляють численні частини машин і предмети домашнього вжитку (нержавіючі ложки, виделки та ін.). Хромомолібденові та хромованадієві сталі тверді й міцні при підвищених температурах і тисках. Вони йдуть на виготовлення трубопроводів, деталей авіадвигунів та компресорів. З хромовольфрамових сталей виготовляють різальні інструменти. Марганцевисті сталі дуже стійкі до тертя та удару.

Завдання переробки чавуну на сталь зводиться до видалення з нього надлишку карбону та інших домішок. Це досягається шляхом їх окиснення. При високій температурі кисень легко сполучається з карбоном та іншими домішками, утворюючи оксиди. Оксид карбону(ІІ) видаляється у вигляді газу, а решта оксидів, реагуючи з флюсами, утворюють шлак, що спливає на поверхню сталі.

Особливо небажаний у сталях підвищений вміст фосфору та сульфуру: фосфор робить сталь ламкою, а сульфур призводить до утворення тріщин при обробці розжареної сталі. Ці домішки видаляють, додаючи до розплавленого чавуну вапно. Оксид фосфору(V) Р2О5 з вапном утворює томасівський шлак складу Са3(РO4)2 ∙ СаО:

Р2О5 + 4СаО = Са3(РO4)2 СаО.

Процес видалення сульфуру можна зобразити рівнянням:

FeS + СаО = CaS + FeO.

Томасівський шлак використовують як фосфорне добриво.

Основними способами переробки чавуну на сталь є мартенівський та електротермічний. При мартенівському способі процес здійснюють в особливих печах, які називають полуменевими регенеративними мартенівськими печами (рис. 14.2). У плавильну ванну печі завантажують чавун, а також залізний брухт, чисту руду (вони містять кисень) і вапно (флюс). Піч обігрівається газом, який згоряє над завантаженою ванною. Температура в печі досягає 1 800°С. Шихта плавиться, і відбувається окиснення коксу та домішок, що містяться в чавуні, киснем повітря, яке надходить у піч разом з горючими газами, а також киснем залізного брухту і руди. При мартенівському способі добування сталі кисневе дуття сильно інтенсифікує процес: підвищується продуктивність печей, зменшується витрата палива, збільшується вихід сталі, поліпшується її якість.

Чавун і сталі МЕТАЛИ ПОБІЧНИХ ПІДГРУП

Рис. 14.2. Мартенівська піч для переробки чавуну на сталь:

1 – газ; 2 – повітря; 3 – чавун; 4 – продукти згоряння

У мартенівській печі легко добувати леговані сталі. Для цього необхідно перед закінченням плавки добавити необхідні метали або сплави.

Проте леговані сталі виплавляють звичайно в особливих електричних печах при температурі понад З 000°С. Це – електротермічний спосіб, який застосовують для добування сталей, що містять тугоплавкі метали – молібден, вольфрам та ін.

Мартенівським способом виробляють близько 85 % сталі. Поряд з ним застосовують бесемерівський і томасівський способи.

При бесемерівському способі розплавлений чавун надходить до спеціального конвертера (рис. 14.3) – як правило, груше-

Чавун і сталі МЕТАЛИ ПОБІЧНИХ ПІДГРУП

Рис. 14.3. Конвертер для виплавляння сталі з чавуну

Подібної стальної посудини, викладеної всередині вогнетривким матеріалом (футеровкою). Посудина може обертатися. Через конвертер продувається повітря. Однак при цьому способі переробки чавуну вміст сульфуру та фосфору в ньому майже не зменшується, що є недоліком способу.

Томасівський спосіб застосовують для переробки чавуну, який виплавляють із залізних руд, багатих на фосфор. Головна відмінність цього способу від бесемерівського полягає в тому, що футеровка конвертера виготовляється з доломітової маси, а в конвертер додають вапно для зв’язування оксиду фосфору(V), що утворюється в результаті згоряння фосфору. Шлак, який при цьому утворюється, називається томасівським і містить близько 20 % Р2О5. Хімізм усіх способів добування сталі однаковий.

Чисте залізо, як просту речовину, можна добути відновленням оксиду феруму воднем при нагріванні, а також електролізом розчинів його солей.

(2 votes, average: 4,50 out of 5)

Чавун і сталі – МЕТАЛИ ПОБІЧНИХ ПІДГРУП - Довідник з хімії

Схожі записи:

Атомний радіус ХІМІЯ – Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання РОЗДІЛ І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ 3. Хімічний зв’язок 3.2. Атомний радіус Важливою характеристикою елемента є його атомний радіус....
ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЛУЖНИХ МЕТАЛІВ – ЛУЖНІ МЕТАЛИ Хімія – універсальний довідник ЛУЖНІ МЕТАЛИ ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ЛУЖНИХ МЕТАЛІВ Лужні метали – хімічно дуже активні речовини. На повітрі вони швидко реагують з його складовими...
РОЗРАХУНКИ ЗА ХІМІЧНОЮ ФОРМУЛОЮ – ХІМІЧНИЙ ЕЛЕМЕНТ Хімія – універсальний довідник ХІМІЧНИЙ ЕЛЕМЕНТ РОЗРАХУНКИ ЗА ХІМІЧНОЮ ФОРМУЛОЮ Знаючи хімічну формулу речовини, можна розрахувати відносний вміст кожного елемента у зразку речовини за його...
Електронегативність – Здатність атомів утворювати сполуки ХІМІЧНИЙ ЗВ’ ЯЗОК 1.3. Електронегативність Енергія іонізації показує, наскільки легко атом втрачає електрон. Спорідненість до електрона визначає здатність нейтрального атома приймати електрон. Електронегативність (ЕН) визначає...
Сахароза – ВУГЛЕВОДИ Хімія підготовка до ЗНО та ДПА Комплексне видання ЧАСТИНА І ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ ОРГАНІЧНА ХІМІЯ ВУГЛЕВОДИ Сахароза Сахароза є представником дисахаридів, тому що її молекула складається...
Загальна характеристика – Елементи головної підгрупи І групи ХІМІЯ – Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання РОЗДІЛ II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ 8. Металічні елементи та їхні сполуки. Метали 8.2. Елементи головної підгрупи І групи1...
Місце хімії серед природничих наук Хімія підготовка до ЗНО та ДПА Комплексне видання ЧАСТИНА І ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ ОСНОВНІ ЗАКОНИ Й ПОНЯТТЯ ХІМІЇ Місце хімії серед природничих наук Хімія належить до...
Сполуки ДОДАТОК 3. Термодинамічні величини простих речовин і сполук. Стандартна ентальпія утворення ∆ Н f, 2 98 º I Ентропія S 298 º Сполуки Речовина ∆Нf,298º...
Типи хімічних реакцій – Хімічна реакція ХІМІЯ – Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання РОЗДІЛ І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ 4. Хімічна реакція 4.3. Типи хімічних реакцій Хімічні реакції класифікують за різними ознаками:...
Хімічна рівновага – ХІМІЧНІ РЕАКЦІЇ ТА ЗАКОНОМІРНОСТІ ЇХ ПЕРЕБІГУ Хімія підготовка до ЗНО та ДПА Комплексне видання ЧАСТИНА І ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ ХІМІЧНІ РЕАКЦІЇ ТА ЗАКОНОМІРНОСТІ ЇХ ПЕРЕБІГУ Хімічна рівновага Оборотні реакції Часто напрям реакції...
Приклади розв’язування типових задач – Урок 9 – Основні класи неорганічних сполук ХІМІЯ – Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання РОЗДІЛ II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ 7. Основні класи неорганічних сполук Приклади розв’язування типових задач Задача 1. Напишіть рівняння...
Добуток розчинності при 25 °С – Розчини ДОДАТОК 4 . Розчини Добуток розчинності при 25 °С1 Речовина ДР Речовина ДР Речовина ДР AgBr 5 ∙ 10-13 AgCl 2 ∙ 10-10 AgJ 8...
Загальні властивості неметалів – ВОДЕНЬ. ГАЛОГЕНИ ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ Частина II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ Розділ 8. ВОДЕНЬ. ГАЛОГЕНИ § 8.1. Загальні властивості неметалів Для неметалів скоріше...
БУДОВА АТОМІВ ЛУЖНИХ МЕТАЛІВ – ЛУЖНІ МЕТАЛИ Хімія – універсальний довідник ЛУЖНІ МЕТАЛИ Лужними металами називаються елементи ІА групи. Якщо галогени є типовими, найяскравіше вираженими неметалами, то елементи ІА групи – це...
Добування естерів та їхня номенклатура – ЕСТЕРИ, ЖИРИ ТА МИЛО Хімія підготовка до ЗНО та ДПА Комплексне видання ЧАСТИНА І ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ ОРГАНІЧНА ХІМІЯ ЕСТЕРИ, ЖИРИ ТА МИЛО Добування естерів та їхня номенклатура У лабораторній...
Виведення формули сполуки – Приклади розв’язування типових задач ХІМІЯ – Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання РОЗДІЛ І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ 1. Основні хімічні поняття. Речовина Приклади розв’язування типових задач VI. Виведення формули сполуки...
ОХОРОНА ГІДРОСФЕРИ Хімія – універсальний довідник ХІМІЯ І ХІМІЧНА ТЕХНОЛОГІЯ ХІМІЯ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА. ХІМІЧНА ЕКОЛОГІЯ. ОХОРОНА ГІДРОСФЕРИ У природних умовах відбувається постійний кругообіг води, за рахунок чого...
Зв’язок між класами неорганічних сполук – НАЙВАЖЛИВІШІ КЛАСИ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ Частина І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ Розділ 6. НАЙВАЖЛИВІШІ КЛАСИ НЕОРГАНІЧНИХ СПОЛУК § 6.6. Зв’язок між класами неорганічних...
Нітратна кислота – НІТРОГЕН. ФОСФОР Хімія підготовка до ЗНО та ДПА Комплексне видання ЧАСТИНА І ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ ХІМІЯ ЕЛЕМЕНТІВ НІТРОГЕН. ФОСФОР Нітратна кислота У молекулі нітратної кислоти HNО3 Нітроген перебуває...
Застосування алюмінію та його сплавів – МЕТАЛИ ГОЛОВНИХ ПІДГРУП ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ Частина II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ Розділ 13. МЕТАЛИ ГОЛОВНИХ ПІДГРУП § 13.13. Застосування алюмінію та його сплавів...
Дієнові вуглеводи ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ Частина III. ОРГАНІЧНА ХІМІЯ Розділ 16. ВУГЛЕВОДНІ § 16.9 Д ієнові вуглеводи Вуглеводні, які містять у...
Реакції поліконденсації – КИСНЕВМІСНІ ОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ Частина III. ОРГАНІЧНА ХІМІЯ Розділ 17. КИСНЕВМІСНІ ОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ § 17.8. Реакції поліконденсації Поліконденсація – це...
Зв’язки в галогеноалканах – Галогеновуглеводні КЛАСИ ОРГАНІЧНИХ РЕЧОВИН 2 . Галогеновуглеводні Якщо в молекулах вуглеводнів атом Гідрогену замінити атомами Флуору, Хлору, Брому або Іоду, то отримаємо галогеновуглеводень. У систематичній номенклатурі...
Електроліз розплавів – Електроліз ХІМІЯ – Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання РОЗДІЛ І. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ 6. Суміші речовин. Розчини 6.13. Електроліз Електроліз – це сукупність окисно-відновних процесів, які...
Типи органічних реакцій – ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ Частина III. ОРГАНІЧНА ХІМІЯ Розділ 15. ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ § 15.7. Типи органічних реакцій Органічні...
Аміак – ПІДГРУПА НІТРОГЕНУ ПОСІБНИК З ХІМІЇ ДЛЯ ВСТУПНИКІВ ДО ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ Частина II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ Розділ 10. ПІДГРУПА НІТРОГЕНУ § 10.3. Аміак Будова молекули. Нітроген утворює з...
РЕАКЦІЇ ОБМІНУ – ТИПИ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ Хімія – універсальний довідник ТИПИ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ РЕАКЦІЇ ОБМІНУ Реакції між складними хімічними речовинами, в результаті яких відбувається обмін між ними окремими атомами або групами...
Застосування простих речовин – НІТРОГЕН. ФОСФОР Хімія підготовка до ЗНО та ДПА Комплексне видання ЧАСТИНА І ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ ХІМІЯ ЕЛЕМЕНТІВ НІТРОГЕН. ФОСФОР Застосування Простих речовин Більшу частину добутого в промисловості азоту...
ГАЛОГЕНИ – ПРОСТІ РЕЧОВИНИ Хімія – універсальний довідник ГАЛОГЕНИ ГАЛОГЕНИ – ПРОСТІ РЕЧОВИНИ Галогени складаються з двохатомних молекул F2, Сl2, Вr2 і т. д. Зв’язки між молекулами у речовинах...
АТОМНІ КРИСТАЛИ Хімія – універсальний довідник БУДОВА РЕЧОВИНИ АТОМНІ КРИСТАЛИ При побудові атомної кристалічної гратки і перекриванні АО утворюються МО, що належать усьому кристалу. Електрони на цих...
Закони Фарадея – Електроліз ОКИСНЕННЯ І ВІДНОВЛЕННЯ 4 . Електроліз 4.2 . Закони Фарадея Чим довше триває процес електролізу, тим більше речовини осідає на електродах. Між масою т, що...
ХІМІЧНИЙ ЕЛЕМЕНТ – ВИД АТОМІВ З ОДНАКОВИМ ЗАРЯДОМ ЯДРА Хімія – універсальний довідник БУДОВА РЕЧОВИНИ ХІМІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ. ПЕРІОДИЧНА СИСТЕМА ХІМІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ Д. І. МЕНДЕЛЄЄВА ХІМІЧНИЙ ЕЛЕМЕНТ – ВИД АТОМІВ З ОДНАКОВИМ ЗАРЯДОМ ЯДРА Атом...
Ядерні перетворення Хімія підготовка до ЗНО та ДПА Комплексне видання ЧАСТИНА І ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ БУДОВА АТОМА Ядерні перетворення Стабільність нуклідів Усі нукліди поділяють на стабільні та нестабільні....
Структура молекулярних граток речовин – Ковалентний зв’язок – Типи хімічного зв’язку ХІМІЧНИЙ ЗВ’ ЯЗОК 2. Типи хімічного зв’язку 2.3. Ковалентний зв’язок Структура молекулярних граток речовин Молекулярні речовини утворюють у твердому агрегатному стані молекулярну гратку. На відміну...
Хлор ХІМІЯ – Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання РОЗДІЛ II. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ 9. Неметалічні елементи та їхні сполуки. Неметали 9.2. Галогени Галогени – це Флуор...