Производство чугуна и стали. 6 класс

Производство чугуна и стали

-Весь я сделан из железа,
У меня ни ног, ни рук. Я по шляпку в доску влезу,
А по мне все стук да стук.
-Сам деревянный,
А голова железная.
-Железная сестрица
Зубаста и остра:
Ее и клен боится,
И тополь, и сосна.
-Крутится Матрешка
На железной ножке.
Вострушка – вертушка
Уперлась в винт ногой –
Пусть он крутит головой.

На самом деле, вещи, которые мы в быту называем железными, являются стальными или чугунными. Вещество железо в чистом виде встречается на Земле очень редко. Обычно это осколки метеоритов, упавших на нашу планету из космоса. В недрах Земли и на ее поверхности железо встречается только в соединении с различными примесями. Горные породы, содержащие много металла, называют рудами. Почти все руды образовались в раскаленных недрах нашей планеты. Первое место по добыче и по значимости принадлежит железной руде.
Что объединяет все эти предметы? О каком их общем свойстве говорится в загадках?
(Все они сделаны из железа.)

Руды металлов
В гостях у хозяйки Медной горы
Горные породы, в которых содержится большое количество
железа - это железные руды.
магнитный железняк
бурый железняк
красный железняк
Горные породы, содержащие много металла,
называют рудами.
(выплавляют)
железо
чугун
сталь

Магнитный железняк

Бурый железняк

Красный железняк

Небольшие кусочки железной руды притягиваются магнитом.
Железные руды – плотные, тяжелые, прочные, твердые вещества с металлическим блеском.
Магнитный железняк имеет дымчато-серую окраску
Красный железняк – темно-красную окраску
Бурый железняк - темно – коричневого цвета

Добыча железной руды
В некоторых местах железная руда залегает неглубоко, в таких месторождениях ее добывают открытым способом. Сначала пласт взрывают, а в образовавшемся карьере огромные экскаваторы черпают руду и грузят ее в машины или железнодорожные вагоны, которые перевозят руду в разные районы нашей страны

Там, где руда залегает глубоко, для ее добычи роют шахты.

На металлургических заводах
чтобы получить из железной
руды металл,
ее очищают от примесей и выплавляют
в специальных печах
Доменная печь – огромное
сооружение. Снаружи она защищена
стальным кожухом, а внутри выложена
огнеупорным кирпичом.

Для получения чугуна железная руда вместе с топливом и флюсом загружается в засыпное устройство
В шахте железная руда расплавляется ( t= 12990), при этом железо соединяется с углеродом топлива (кокса), а пустая порода соединяется с флюсами (известняком). В результате горячего дутья в горне поднимается очень большая температура до 19000С и образуются продукты плавки – чугун и шлак. Шлак – лёгкий материал, остаётся наверху и выливается в специальные подвижные устройства. Чугун – как более тяжёлый материал, опускается на дно печи и выливается через специальное отверстие (летку).

Шлак (нем. Schlacke) — расплав (после затвердевания — стекловидная масса) в металлургических, плавильных процессах, покрывающий поверхность жидкого металла, состоит из всплывших продуктов пустой породы с флюсами) — расплав (после затвердевания — стекловидная масса) в металлургических, плавильных процессах, покрывающий поверхность жидкого металла, состоит из всплывших продуктов пустой породы с флюсами. Шлак предохраняет металл от вредного воздействия газовой среды печи, удаляет примеси.

Шлак применяется для изготовления стройматериалов (кирпич Шлак применяется для изготовления стройматериалов (кирпич, черепица Шлак применяется для изготовления стройматериалов (кирпич, черепица), как удобрение Шлак применяется для изготовления стройматериалов (кирпич, черепица), как удобрение. Также шлаки — твёрдые отходы некоторых химических производств и спёкшаяся зола Шлак применяется для изготовления стройматериалов (кирпич, черепица), как удобрение. Также шлаки — твёрдые отходы некоторых химических производств и спёкшаяся зола от сжигания твёрдого топлива (например, каменного угля).

Чугун – сплав железа с углеродом, где углерода от 2 – 6%
Сталь–сплав железа с углеродом, где углерода от 0,2 – 2%
Чугун – сплав твердый, но хрупкий. При ударе чугунный предмет может расколоться.
Из чугуна отливают колеса железнодорожных вагонов. Хотя чугун – хрупкий материал, колеса делают такими толстыми, что они становятся достаточно прочными. Из чугуна также делают узорные решетки, которыми украшают сады, парки и набережные.
Сталь – очень прочный и твердый, как камень, материал, но в отличие от чугуна пластичный.
Из стали делают пилы, серпы и косы, а также топоры, лопаты и грабли. Ведра делают из листовой стали, покрытой слоем цинка или специальной эмали, чтобы защитить сталь от ржавчины.
Ложки, вилки, ножи обычно делают из нержавеющей стали. Из стали делают также рельсы, шестерёнки, валы. болты и др.
19

В старину кузнецы железо ковали. Они разогревали его до температуры «белого каления». Металл еще не жидкий, но уже достаточно мягкий и пластичный.
С помощью кузнечного молота раскаленный до бела кусок металла можно расплющить, изогнуть, растянуть, - придать ему нужную форму.

С тех пор вошли в нашу речь такие пословицы:
«Довести кого-нибудь до белого каления»,
«Куй железо пока горячо».

Из железной руды в доменных печах получают чугун
Сталь получают из чугуна в сталеплавильных печах:
Конверторных печах
Мартеновских печах
Электрических печах
22

М а р к и с т а л е й
Разнообразные сорта стали
по назначению делятся на:
конструкционные
инструментальные
легированные

Конструкционная сталь
В конструкционной стали углерода содержится до 0,7%.
Из конструкционной стали изготавливают листы, ленту, проволоку, рельсы, шестерни, валы, болты и др.
Конструкционные обыкновенные стали маркируются так: Ст. 2, Ст. 3, Ст. 4, Ст. 5, Ст. 6.
Конструкционной качественные стали имеют марки: Сталь10, Сталь15, Сталь20, и так далее до Сталь60.
24

Инструментальная сталь.
Инструментальная сталь содержит углерода от 0,7 до 2%.
Она обладает большой твёрдостью, из неё изготавливают режущие инструменты.
Инструментальные стали имеют марки У7,У8,У10,У12,У13.
Инструментальные высококачественные стали маркируются с прибавлением символа А (высокое качество): У7А, У8А, У9А, У10А, У12А, У13А.
25

Легированная сталь.
Легированная сталь – это сталь, в которую входят специальные (легирующие) добавки, придающие стали особые свойства.
Легирующие элементы обозначаются буквами:
Х - хром;
Н – никель
В – вольфрам
М – молибден
Г – марганец
С - кремний
26

http://table-mendeleev.ru/
Таблица Менделеева Таблица Менделеева online

Двухзначное число в начале марки указывает
содержание углерода в сотых долях процента.
Если содержание легирующего элемента превышает 1%, то за его буквенным обозначением ставится число, указывающее количество элемента в процентах.
это важно:
29

Редкое производство обходится без стали, поэтому разбираться в его марках крайне важно
Обозначают сплав буквами и цифрами, по которым можно точно определить, какие химические элементы в нем содержатся и в каком количестве. Зная это, а также то, как каждый из таких элементов может влиять на готовый сплав, можно определить, какие именно технические характеристики свойственны определенной марке стали.

Сталь подлежит обязательной маркировке.
Расшифровка маркировки позволяет определить содержание основных элементов сплава, а также оценить технические характеристики, а с ними и область возможного применения.
Сталь является основным металлическим материалом, применяемым в производстве машин, инструментов и приборов.

Любому специалисту, имеющему дело с металлом, знакомо понятие «марки стали». Расшифровка маркировки стальных сплавов дает возможность получить представление об их химическом составе и физических характеристиках.
Разобраться в данной маркировке, несмотря на ее кажущуюся сложность, достаточно просто – важно только знать, по какому принципу она составляется.
Как расшифровать марку стали
Сталь, чугун и сплавы цветных металлов подлежат обязательной маркировке. В мире существует более 1,5 тысяч различных видов сталей и сплавов из них.

Например:
Марка 30ХН2 обозначает, что это
Хромоникелевая сталь.
Углерода –
Хрома –
Никеля –
0,3%
1%
2%
33

Пример:
ХВГ
Хромовольфрамомарганцовая сталь
Углерод -
до 2%
Хром -
1%
Вольфрам -
Марганец -
1%
1%
34

Пример расшифровки стали 12Х18Н10
12 - содержание Углерода 0,12%;
Х18 - содержание Хрома (Cr) 18%
Н10 - содержание Никеля (Ni) 10%;
Пример расшифровки стали 09Г2С:
09 - содержание Углерода 0,09%;
Г2 - содержание Марганца (Mn) 2%;
C - содержание Кремния (Si) не более 1%, поэтому цифра не указана.
35

36

Теперь Вы узнали, как расшифровать марку стали с содержанием различных химических элементов. Данная маркировка сталей была разработана ещё в СССР и действует по настоящее время не только на территории Российской Федерации, но и в странах СНГ.