炼钢炼铁PPT

炼铁和炼钢
铁矿石的成分和种类
石和 石和 铁 矿 石 铁 Fe3O4( Fe2O3( 铁矿石) 铁矿石 铁矿石) 铁矿石 铁矿石) 铁矿石
2Fe2O33H2O( FeCO3(
铁矿石) 铁矿石
炼铁和炼钢 炼铁： 一 炼铁： 铁矿石（化合态） 铁单质 游离态） 铁单质（ 铁矿石（化合态）→铁单质（游离态）
硅锰(适量 硅锰 适量) 适量 硫磷(较少 较少) 硫磷 较少
可铸不可锻 硬而脆
可铸,可锻 可压延 可铸 可锻,可压延 可锻 硬而韧,有弹性 硬而韧 有弹性
炼铁和炼钢 三 炼钢： 炼钢： 生铁 → 钢
(1)需要做到： ①降：降低含碳量 (1)需要做到： 需要做到 除去硫、 ②除：除去硫、磷等杂质 ③调：调节合金元素的含量 基本反应原理： （2 )基本反应原理： 利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂（用纯氧气） 利用氧化还原反应，在高温下，用氧化剂（用纯氧气） 把生铁中过多的碳和其它杂质氧化除去。 把生铁中过多的碳和其它杂质氧化除去。
炼铁和炼钢
（5）炼铁产品： 生铁 ）炼铁产品： (6)炼铁和环保节能 炼铁和环保节能 高炉煤气： 高炉煤气： CO、CO2、N2 、
炼铁和炼钢 学生活动: 阅读书本37页 学生活动 阅读书本 页 思考： 、什么是合金？ 思考：1、什么是合金？ 2、合金的性质为什么与纯金属出现了差别？ 、合金的性质为什么与纯金属出现了差别？ 解析： 解析： 1、合金是两种或两种以上金属（有时为非金属）经 、合金是两种或两种以上金属（有时为非金属） 过熔合过程后形成的。 过熔合过程后形成的。 2、在纯金属中加入了较大或较小的原字改变了金属 、 中规则的层状排列，层与层之间的滑动变得困难， 中规则的层状排列，层与层之间的滑动变得困难，同 时减小了原子间作用力，所以合金比纯金属更硬、 时减小了原子间作用力，所以合金比纯金属更硬、更 坚固，熔点比其组成金属的熔点低。 坚固，熔点比其组成金属的熔点低。
炼铁和炼钢 炼铁和炼钢的比较
炼铁 目 的 原 理 原 料 设 备 炼钢
降低含碳量;除硫磷等杂 把铁从铁矿石中 降低含碳量 除硫磷等杂 还原出来 质;调节合金元素的含量 调节合金元素的含量 氧化-还原反应 氧化-还原反应 氧化 还原反应 氧化 还原反应 还原剂还原出铁 氧化剂氧化杂质除去 铁矿石、石灰石、 生铁（废钢）、纯氧、 ）、纯氧 铁矿石、石灰石、 生铁（废钢）、纯氧、 焦碳、 焦碳、空气 氧化钙 炼铁高炉 转炉、平炉、 转炉、平炉、电炉
炼铁和炼钢 炼钢的主要反应过程 产生氧化剂： ①产生氧化剂：2Fe+O2=2FeO 氧气） （氧气）
碳等杂质： ②除硅，锰，碳等杂质：Si+2FeO=SiO2+2Fe 除硅， Mn+FeO=MnO+Fe C+FeO=CO+Fe 造渣： 生石灰) ③造渣： CaO+SiO2=CaSiO3 （生石灰 磷杂质与生石灰作用形成炉渣被除去。 硫、磷杂质与生石灰作用形成炉渣被除去。 脱氧剂：硅铁，锰铁） ④脱氧： Si+2FeO=SiO2+2Fe （脱氧剂：硅铁，锰铁） 脱氧： 调节合金元素) 调节合金元素
炼铁和炼钢 炼铁的主要反应过程 产生还原剂： ①产生还原剂： C+O2→CO2 CO2+C→2CO 空气，焦炭） （空气，焦炭） ②还原铁矿石： Fe2O3+3CO 还原铁矿石： 2Fe+3CO2 铁矿石） （铁矿石）
高温 造渣（除脉石）： ③造渣（除脉石）： CaCO3 → 高温
CO2+CaO CaO+SiO2 → CaSiO3 熔剂：石灰石） （熔剂：石灰石）
高温
基本反应原理： （1）基本反应原理：3CO+ Fe2O3
2Fe+3CO2
利用氧化还原反应，在高温下， 利用氧化还原反应，在高温下，用还原剂 主要是CO)从铁矿石中还原出铁。 从铁矿石中还原出铁。 （主要是 从铁矿石中还原出铁 （2）原料：铁矿石，焦炭，石灰石，空气 ）原料：铁矿石，焦炭，石灰石， （3）设备：高炉 ）设备： （4）炼铁的主要反应过程： ）炼铁的主要反应过程：
炼铁和炼钢 作业： 作业： 高炉煤气的主要成分是什么？如何处理高炉煤气？ 1、高炉煤气的主要成分是什么？如何处理高炉煤气？ 炼铁中为什么要用石灰石？ 2、炼铁中为什么要用石灰石？ 高炉煤气能够废物利用变为燃料， 3、高炉煤气能够废物利用变为燃料，炉渣能否 也可废物利用？ 也可废物利用？ 炉温为什么是1400℃左右，而不是1535℃ 1400℃左右 1535℃呢 4、炉温为什么是1400℃左右，而不是1535℃呢？ 炼铁中得到的铁是纯铁吗？ 5、炼铁中得到的铁是纯铁吗？ 炼钢的目的是什么？ 6、炼钢的目的是什么？
点燃
Fe + 2HCl FeCl2 + H2 ↑ → Fe + CuSO4 Cu + FeSO4 → 3Fe + 4H2O(g) →Fe3O4 + 4H2
高温
炼铁和炼钢
思考：在自然界里，铁是以什么形式存在的？ 思考：在自然界里，铁是以什么形式存在的？ 解析：铁是一种活泼的金属，因此， 解析：铁是一种活泼的金属，因此，自然界 里的铁是以化合态的形式存在的。 里的铁是以化合态的形式存在的。除 了天外坠至地球的陨铁外， 了天外坠至地球的陨铁外，自然界里 不存在游离态的铁。 不存在游离态的铁。
炼 铁 和 炼 钢
炼铁和炼钢
复习： 复习：铁的化学性质
铁在氧气中燃烧 铁跟硫粉混合加热 铁在氯气中燃烧 铁跟盐酸的反应 铁跟硫酸铜的反应 铁跟水蒸气的反应 铁在冷的浓硝酸或浓硫酸中， 铁在冷的浓硝酸或浓硫酸中，发生钝化
炼铁和炼钢
3Fe + 2O2 →Fe3O4 (黑色固体)
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Fe + S FeS(黑色固体) → 2Fe + 3Cl2 →2FeCl3
炼铁和炼钢 (3)炼钢设备： 转炉，电炉，平炉 炼钢设备： 转炉，电炉， 炼钢设备 （4）炼钢的原料：生铁，氧气，生石灰，硅铁和锰铁 ）炼钢的原料：生铁，氧气，生石灰， （5）炼钢的主要反应过程 ） （6）炼钢与环保节能 ） 棕色烟气：Fe2O3、CO 课堂练习： 课堂练习： 讨论题：炼铁和炼钢的主要反应原理有什么异同？ 讨论题：炼铁和炼钢的主要反应原理有什么异同？
炼铁和炼钢 炼钢 铁 铁 合 金 钢 钢 钢 铁 铁 铁 铁 钢 钢 钢 铁 铁
炼铁和炼钢 二 铁合金的性质
铁的合金 含碳的质 量分数 杂质 机械加工 机械性能
参照书本36页 生铁和钢的比较（参照书本 页）
生铁
钢
2%~4.3%
硅锰(较多 硅锰 较多) 较多 硫磷(较多 较多) 硫磷 较多
0.03%~2%
鞍钢2000立方米高炉外景图 鞍钢2000立方米高炉外景图
120吨转炉炼钢时的情景 120吨转炉炼钢时的情景
转炉的结构图
高炉结构图
3CO+Fe2O3 =2Fe+3CO2
CO2+C=2CO C +O2=CO2