化学：33《用途广泛的金属材料》素材（新人教版必修1）

1、 一、铁的合金：一、铁的合金： 1.1.生铁和钢的比较：生铁和钢的比较： 铁的合铁的合 金金 生生 铁铁钢钢 含碳量含碳量 其它杂其它杂 质质 机械性机械性 能能 机械加机械加 工工 2 24.34.30.030.032 2 Si Si、MnMn、S S、P P（较多）（较多） Si Si、MnMn、S S、P P（少量）（少量） 质硬而脆、无韧性质硬而脆、无韧性坚硬、韧性大、塑性好坚硬、韧性大、塑性好 可铸、不可锻可铸、不可锻可铸、可锻、可压延可铸、可锻、可压延 生铁制造的桥生铁制造的桥 各种特种钢各种特种钢 一、铁的合金：一、铁的合金： 2.2.铁合金的分类：铁合金的分类： 炼钢生铁炼钢生

2、铁 铸造生铁铸造生铁 球墨生铁球墨生铁 合金生铁合金生铁 （白口铁）（白口铁） （灰口铁）（灰口铁） （egeg. .硅铁、锰铁）硅铁、锰铁） 高碳钢高碳钢 中碳钢中碳钢 低碳钢低碳钢 （C C 0.6 0.6） （C C：0.250.250.60.6） （C C 0.25 0.25） 生铁生铁 钢钢 铁的合金铁的合金 碳素钢碳素钢 合金钢合金钢 （特种钢）：（特种钢）：锰钢、钨钢锰钢、钨钢 （普通钢）（普通钢） 我国的钢产量我国的钢产量 年年 份份产量（产量（1 110104 4t t） 194915.8 19959535.99 199610123.68 199710891.10 19981

3、1458.84 199912395.41 200012850.00 200115163.44 为纪念为纪念19961996年中国钢产量突破年中国钢产量突破 1 1亿吨而发行的邮票亿吨而发行的邮票 二、炼铁和炼钢：二、炼铁和炼钢： 炼炼 铁铁炼炼 钢钢 原料及原料及 其作用其作用 主主 要要 反反 应应 原原 理理 异异 同同 设备设备 主要化主要化 学反应学反应 铁矿石铁矿石：铁来源：铁来源 焦炭、空气：产生热量及还原剂焦炭、空气：产生热量及还原剂COCO 石灰石：熔剂（除脉石）石灰石：熔剂（除脉石） 生铁或废钢铁生铁或废钢铁 氧化剂：氧化剂：OO2 2、富氧空气、空气、富氧空气、空气 生石灰

4、：造渣、除生石灰：造渣、除Si Si、P P Si MnSi Mn Al Al：还原剂：还原剂, ,除除FeOFeO, ,调整钢的成分调整钢的成分 高温下，用还原剂高温下，用还原剂(CO)(CO)将铁矿石将铁矿石 中的铁还原出来中的铁还原出来 高温下，用氧化剂把生铁中过多的碳和高温下，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其它杂质氧化成气体或炉渣除去 都是利用氧化还原反应都是利用氧化还原反应 高高 炉炉平炉、平炉、转炉转炉、电炉、电炉 还原剂还原剂COCO的生成：的生成： C CO O2 2COCO2 2 CO CO2 2C2COC2CO 点燃点燃高温高温 铁的还原：铁的还原

5、： FeFe2 2O O3 33CO 2Fe3CO 2Fe3CO3CO2 2 高温高温 炉渣的生成：炉渣的生成：CaCOCaCO3 3CaOCaOCOCO2 2 CaO CaOSiOSiO2 2CaSiOCaSiO3 3 高温高温 氧化造渣（降氧化造渣（降C C，调，调SiSi、MnMn，除除S S、P P）：）： 2Fe2FeO O2 22FeO(Fe2FeO(Fe过量过量)FeO)FeOCFeCFeCOCO 2FeO+Si2Fe+SiO2FeO+Si2Fe+SiO2 2 FeO+MnFe+MnO FeO+MnFe+MnO FeS+CaOFeO+CaSFeS+CaOFeO+CaS 2P+5F

6、eO+3CaO5Fe+Ca2P+5FeO+3CaO5Fe+Ca3 3(PO(PO4 4) )3 3 还原还原FeOFeO，调节钢的成分：，调节钢的成分：egeg. . 2FeO+Si2Fe+SiO2FeO+Si2Fe+SiO2 2 FeO+MnFe+MnO FeO+MnFe+MnO 高温高温高温高温 高温高温高温高温 高温高温 高温高温 高温高温 高温高温 高炉煤气（高炉煤气（COCO、COCO2 2、NN2 2等）等） 棕色烟气（棕色烟气（FeFe2 2OO3 3尘粒、尘粒、COCO等）等） 二、炼铁和炼钢：二、炼铁和炼钢： 炉渣、尾气的回收处理：炉渣、尾气的回收处理： （1 1）炉渣：）炉渣：制水泥、渣砖等的原料制水泥、渣砖等的原料 含磷较多的炼钢炉渣加工成磷肥含磷较多的炼钢炉渣加工成磷肥 （2 2）尾气：）尾气：FeFe2 2O O3 3尘粒回收炼钢尘粒回收炼钢 COCO作气体燃料作气体燃料 赤铁矿（主要成分：赤铁矿（主要成分：FeFe2 2O O3 3）磁铁矿（主要成分：磁铁矿（主要成分：FeFe3 3O O4 4） 矿石中还含有脉石（主要成分：矿石中还含有脉石（主要成分：SiOSiO2 2）和）和P P、S S、等杂质。、等杂质。 铁矿石铁矿石 褐铁矿石（主要成分：褐