Методическая разработка круглого стола для учащихся 11 класса «Понятие о металлургии. Чёрная металлургия»
методическая разработка по химии (11 класс) на тему
Форма проведения данного урока: «круглый стол» с элементами ролевой игры в виде тематического учебного семинара. Проведению мероприятия предшествует большая работа участников «круглого стола». При проведении урока создаётся неформальная обстановка, участники имеют определенную свободу и возможность высказывать собственные суждения.
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 ponyatie_o_metallurgii.docx | 37.85 КБ |
 metallurgiya_chast_1.pptx | 2.37 МБ |
| metallurgiya_chast_2.pptx | 2.34 МБ |
| metallurgiya_chast_3.pptx | 1.76 МБ |
Предварительный просмотр:
Методическая разработка круглого стола
для учащихся 11 класса
«Понятие о металлургии. Чёрная металлургия»
Уроки «Общие способы получения металлов. Понятие о металлургии» - это седьмой и восьмой уроки в теме «Вещества и их свойства», изучается в 11 классе. Учебник: Габриелян О. С., Лысова Г. Г. Химия. 11 кл. Профильный уровень. — М.: Дрофа, 2011 г.
Урок сопровождается презентацией.
Место урока в учебном плане: 7,8 уроки в теме «Вещества и их свойства». Так как материал данной темы довольно объёмный, то практичнее проводить не два отдельных урока, а один спаренный урок (90 минут).
Форма проведения: «круглый стол» с элементами ролевой игры в виде тематического учебного семинара. При проведении «круглого стола» участники имеют определенную свободу и возможность высказывать собственные суждения; мероприятие проходит в достаточно неформальной обстановке, высказаться можно тогда, когда хочется, а не когда подойдет очередь; нет жесткого регламента и порядка выступлений.
За «круглым столом» встречаются представители прессы, корреспонденты популярных журналов: «Металлург», «Металлургия машиностроения», «Национальная металлургия», «Чёрные металлы», «Экология производства», «Экология и жизнь», корреспондент международного познавательного канала «Russian Travel Guide TV».
Цель: акцентировать внимание учащихся на вопросах металлургической промышленности.
Задачи урока:
Образовательные:
Сформировать у учащихся знания:
- о структуре металлургического производства и металлургического комбината;
- о видах металлических руд, способах их классификации;
- о устройстве и работе аппаратов, входящих в металлургический комплекс;
- об экологических проблемах металлургических производств и способах их решения.
Развивающие:
Продолжить работу над формированием у учащихся:
- навыков частично – поисковой деятельности;
- умение давать теоретическое обоснование;
- умения работать в должном темпе;
- умение решать расчётные задачи.
Воспитательные:
- формировать умение вести диалог, дискутировать, выслушивать друг друга.
Начальная подготовка учащихся:
Учащиеся знакомы к этому уроку по курсу географии 8-9 классов с принципами размещения металлургических предприятий, по курсу химии 9 класса с понятием металлургии, видами металлургии; металлургическими процессами; восстановителями, которые используются в металлургии.
Оборудование урока:
- Импровизированный «круглый стол»
- Таблички с названиями журналов, бейджики для участников «круглого стола»
- Компьютер, мультимедийный проектор, экран.
- Презентация.
- Распечатанные задания для практической части урока.
- Видеоролик «Магнитогорский металлургический комбинат»
Этапы проведения, время реализации:
- Предварительная подготовка:
За неделю до семинара учащиеся делятся на 6 групп, каждой группе даётся задание проработать один из вопросов, которые будут рассматриваться на семинаре. С каждой группой проводится тщательная подготовительная работа, отбирается материал, готовятся наглядные пособия, презентация. Участники «круглого стола» предупреждаются о том, что каждый должен иметь своё мнение по затронутой проблеме.
Тематический семинар углубляет знания учащихся, ориентирует их на активный поиск путей и способов решения затрагиваемой проблемы.
1 группа представители журнала «Национальная металлургия»: понятие металлургии, её значение, металлургические процессы.
2 группа представители журнала «Металлургия машиностроения»: классификация металлических руд, важнейшие восстановители.
3 группа представители журнала «Металлург»: производство чугуна.
4 группа представители журнала «Чёрные металлы»: производство стали.
5 группа представители журнала «Экология производства»: экологические проблемы чёрной металлургии.
6 группа представители журнала «Экология и жизнь»: решение экологических проблем.
Корреспондент международного познавательного канала «Russian Travel Guide TV»
- Круглый стол:
1) знакомство участников, определение правил и регламента круглого стола. Вступительное слово ведущего.
Время 5-10 минут
2) работа по предложенным ранее вопросам
Время 30-35 минут
3) обмен мнениями в форме «круглого стола», возможность участникам представить свое мнение по теме.
Время 10 минут.
4) Видеоэкскурсия на металлургический комбинат.
Время 20 минут.
5) Практическое задание. Решение задач производственного характера по металлургии (по группам).
Время 10 минут.
6) Подведение итогов, рефлексия участников.
Время 5 минут.
Организация работы круглого стола
Этап 1. Участники усаживаются в малые группы за круглым столом, на котором размещены карточки с названиями популярных журналов.
Ведущий:
Металлургия относится к числу базовых отраслей народного хозяйства. На долю черных и цветных металлов приходится более 90% всего объема конструкционных материалов, применяемых в машиностроении России. Состояние и развитие металлургической промышленности в конечном итоге определяют уровень научно-технического прогресса во всех отраслях народного хозяйства. Спецификой металлургического комплекса являются несопоставимый с другими отраслями масштаб производства и сложность технологического цикла. Для производства многих видов продукции необходимо 15-18 переделов, начиная от добычи руды и других видов сырья. При этом передельные предприятия имеют тесные связи между собой не только в пределах России, но и в масштабах стран Содружества. Сегодня мы рассмотрим вопросы чёрной металлургии. (слайды 3 – 4)
Я предлагаю следующий регламент работы. Наша встреча пройдет в форме круглого стола. Сначала мы выслушаем выступления корреспондентов известных журналов, приглашённых на нашу встречу. На эту часть работы предлагаю выделить 30-35 минут.
Затем перейдем ко второму этапу: обмен мнениями. Ответы на вопросы должны быть лаконичны. На это отводим 10 минут.
Далее мы совершим видеоэкскурсию на металлургический комбинат (20 минут) и выполним работу по решению задач производственного характера (10 минут).
В конце работы круглого стола мы подводим итоги и оценим свою работу.
Вы согласны с данным регламентом? (предложения обсуждаются)
Этап 2. Выступления сопровождаются показом презентации.
Выступление корреспондента журнала «Национальная металлургия». Рассматриваются вопросы: значение металлургии, металлургические процессы, методы восстановления металлов из руд. (слайды 5 – 7)
Выступление корреспондента журнала «Металлургия машиностроения»
Рассматриваются вопросы: классификация металлических руд, важнейшие восстановители, схема металлургического производства. (слайды 8 – 9)
Выступление корреспондента журнала «Металлург»
Рассматриваются вопросы: производство чугуна. (слайды 10 – 13)
Выступление корреспондента журнала «Чёрные металлы»
Рассматриваются вопросы: производство стали. (слайды 14 – 25)
Выступление корреспондента журнала «Экология производства»
Рассматриваются вопросы: экологические проблемы чёрной металлургии. (слайды 26 – 27)
Выступление корреспондента журнала «Экология и жизнь»
Рассматриваются вопросы: решение экологических проблем. (слайды 28 – 29)
Этап 3. Обсуждение вопросов за круглым столом.
- Зачем в загружаемую в доменную печь шихту добавляют флюсы?
- Как удаётся расплавить содержащиеся в железной руде тугоплавкие примеси, например SiO2?
- Какая температура плавления шлака по сравнению с температурой плавления SiO2?
- Почему расплавленный чугун и шлак не смешиваются, а образуют 2 слоя?
- Как устроено загрузочное устройство доменной печи? Почему при загрузке руды и кокса доменная печь остаётся закрытой?
- Что представляют собой регенераторы, почему их должно быть не менее двух?
- Зачем в доменную печь добавляют метан СН4?
- Как следует изменить состав чугуна, чтобы получить из него сталь? Какие свойства придают стали сера и фосфор?
- Какие вещества называются раскислителями?
Этап 4.
Корреспондент международного познавательного канала «Russian Travel Guide TV» представляет свой канал. Демонстрируется видеоролик «Магнитогорский металлургический комбинат». (ролик лучше скачать с YouTube, или перейти по гиперссылке на данный сайт, если в кабинете есть выход в интернет)
Этап 5. Решение задач производственного характера по металлургии (по группам).
Задача №1
Сколько чугуна, содержащего 94% Fe, можно получить из 1000т оксида Fe(III), содержащего 20% пустой породы?
Дано: Решение:
m(Fe2O3+ прим.) = 1000кг m(Fe2O3) = 1000 (1 – 0,2) = 1000 0,8 = 800т (800000кг)
(пуст. пор.) = 20% = 0,2 n(Fe2O3) = = = 5000кмоль
(Fe) = 94% = 0,94 5000 10000
m(чугуна) = ? 2Fe2O3 + 3С = 4 Fe + 3СО2
2 4
m(Fe) = 56 10000 = 560000кг (560т)
m(чугуна) = = 595,74т
Ответ: масса чугуна 595,74т
Задача №2
Какая масса магнетита Fe3O4, содержащая 10% примесей, потребуется для получения 4т Fe?
Дано: Решение:
m(Fe) = 4т = 4000кг 1) n(Fe) = = = 71,43 кмоль
(прим.) = 10% = 0,1 23,8кмоль 71,43кмоль
2) Fe3O4 + 4Н2 = 3 Fe + 4Н2О
m(магнетита) = ? 1кмоль 3кмоль
3) m(Fe3O4) = 23,8 232 = 5521,6кг (5,52т)
4) (Fe3O4) = 1 – 0,1 = 0,9
m(магнетита) = = 6,14т
Ответ: масса магнетита 6,14т
Задача №3
Сплав железа с углеродом массой 5,83г растворили в соляной кислоте. При этом выделилось 2,24л (н.у.) водорода. Определите массовую долю углерода в сплаве. Что представлял собой сплав: чугун или сталь?
Дано: Решение:
m(сплава) = 5,83г 1) n(Н2) = = = 0,1 моль
V(Н2) = 2,24л (н.у.) 0,1моль 0,1моль
2) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
(С) = ? 1 моль 1моль
Чугун или сталь? 3) m(Fe) = 0,1 56 = 5,6г
m(С) = 5,83 – 5,6 = 0,23г
4) (С) = = 0,039 (3,9%)
Ответ: массовая доля углерода 3,9%; это чугун.
Задача №4
Феррохром содержит 65% хрома и 35% железа. Определите массовую долю хрома в стали, полученной при прибавлении к 100кг стали 2кг феррохрома (3кг феррохрома).
Дано: Решение:
(Fe) = 35% = 0,35 1) m1(Cr) = 2000 0,65 = 1300г (1,3кг)
(Cr) = 65% = 0,65 m2(Cr) = 3000 0,65 = 1950г (1,95кг)
m(стали) = 100кг 2) m1(хромовой стали) = 100 + 1,3 = 101,3кг
m(Fe – Cr) = 2кг (3кг) m2(хромовой стали) = 100 + 1,95 = 101,95кг
(Cr в стали) = ? 3) 1(Cr в стали) = = 0,013 (1,3%)
2(Cr в стали) = = 0,019 (1,9%)
Ответ: массовые доли хрома 1,3% (1,9%)
Задача №5
Железная руда содержит 85% Fe2O3, 10% SiO2 и 5% других примесей, не содержащих железо или кремний. Определите массу железа и хрома в 1000кг железной руды.
Дано: Решение:
(Fe2O3) = 85% (0,85) 1) m(Fe2О3) = 1000 0,85 = 850кг
(SiO2) = 10% (0,1) m(SiО2) = 1000 0,1 = 100кг
(других прим.) = 5% (0,05) 2) М(Fe2О3) = 56 2 + 48 = 160кг/кмоль
m(руды) = 1000кг М(SiО2) = 28 + 16 2 = 60кг/кмоль
3) m(Fe) = (112 850)/160 = 595кг
m(Fe) = ? m(Si) = (28 100)/60 = 46,67кг
m(Si) = ? Ответ: масса железа 595кг, масса кремния 46,67кг
Задача №6
Определите объём (н.у.) оксида углерода (II), необходимый для восстановления железа из 1000 кг Fe2O3 и массу угля, который надо сжечь для получения требуемого объёма оксида углерода (II).
Дано: Решение:
m(Fe2О3) = 1000кг 1) n(Fe2О3) = = = 6,25кмоль
6,25кмоль 18,75кмоль
V(CO) (н.у.) = ? 2) Fe2O3 + 3СО = 2 Fe + 3СО2
m(С) = ? 1кмоль 3кмоль
3) V(CO) (н.у.) = 18,75 22,4 = 420м3
18,75 18,75
4) 2С + О2 = 2СО
2 2
5) m(С) = 18,75 12 = 225кг
Ответ: объём угарного газа 420м3, масса угля 225кг.
Этап 6. Учитель подводит итог проделанной работы, делает выводы о развитии мировой металлургической промышленности в 2012 году.
World Steel Association (Worldsteel) подвела итоги развития мировой металлургической отрасли в 2012 году. По ее данным, в 62 странах мира в прошлом году было выплавлено 1510,2 млн. т стали, что на 1,4% превышает показатели годичной данности. Впервые в мировой истории объем выплавки стали превысил отметку полтора миллиарда тонн.
Среди лидеров выделяются, прежде всего, четыре страны – Китай, Индия, Корея и Турция. За последний год эти четыре государства увеличили производство стали на 3,8%.
По прогнозу консалтинговой компании Ernst & Young, потребление стальной продукции в мире в 2013 году возрастет примерно на 3% против около 2% годом ранее.
Учитель предлагает учащимся оценить свою работу, ответы товарищей.
Учитель оценивает работу учащихся на уроке и благодарит их за работу.
Литература:
- О.С.Габриелян. Химия. 11 класс. Профильный уровень. Учебник для общеобразовательных учебных заведений, М., Дрофа, 2011
- А.А.Карцова, А.Н.Лёвкин Химия 11 класс. Профильный уровень., М., «Вентана-Граф», 2012
- М.А.Рябов. Сборник задач и упражнений по химии. 9 класс. М., «Экзамен», 2013.
- «Круглый стол» как форма организации коллективной дискуссии http://www.erono.ru/art/?SECTION_ID=168&ELEMENT_ID=984
- Металлургический комбинат http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1829545
- Основы металлургического производства http://fs.nashaucheba.ru/docs/180/index-170427.html
- Фотографии:
http://www.google.ru/imghp?hl=ru&tab=ii
http://loveopium.ru/texnologiya/stalevary.html
- Революция технологий http://lon-live-metal.narod.ru/Revolution_2_Me.htm
- Металлоискатели http://www.epr-magazine.ru/industrial_history/technologies/metallsearch/
- Как закалялась сталь http://fishki.net/comment.php?id=90823
- Металлургические отходы http://www.dishisvobodno.ru/iron-and-steel-waste.html
- Экология металлургии http://b2blogger.com/pressroom/5371.html
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
шахты карьеры руда уголь горно-обогатительный комбинат коксохимический завод концентрат кокс флюсы Схема металлургического производства (чёрная металлургия) Металлургический комбинат 01.11.2013 2
Металлургический комбинат чугунолитейный цех доменный цех сталеплавильные цехи прокатные цехи сталелитейный цех чугунные отливки сталь чугун литейный чугун передельный 10% 90% 10% 90% доменные газы шлак стальные отливки стальной прокат доменные ферросплавы
основа индустрии фундамент машиностроения крупнейшими потребителями являются: металлообработка, строительная индустрия, железнодорожный транспорт, военно-промышленный комплекс, топливно-энергетический комплекс, химическая промышленность Значение металлургии 01.11.2013 4
- извлечение металлов из руд и использование отходов производства Металлургические процессы Стадии Подготовка руды Восстановление химического соединения Вторичная обработка металла 01.11.2013 5
- зависят от фазы, в которой проводят восстановление (раствор, расплав, твёрдая) Методы восстановления 1. Гидрометаллургическое восстановление – восстановление химическими восстановителями из водных растворов CuSO 4 + Zn = Cu + ZnSO 4 2 . Пирометаллургическое восстановление – восстановление химическими восстановителями при высокой температуре из расплавов или твёрдой фазы FeO + CO = Fe + CO 2 3 . Электрогидрометаллургическое восстановление – восстановление электрическим током из водных растворов или расплавов 2 CuSO 4 + 2H 2 O 2Cu + 2H 2 SO 4 + O 2 01.11.2013 6
Классификация металлических руд 01.11.2013 7
Важнейшие восстановители Водород – при нагревании водород восстанавливает многие металлы из их оксидов CuO + H 2 = Cu + H 2 O Оксид углерода ( II ) – является одним из сильнейших восстановителей в металлургии Fe 2 O 3 + 3CO = 2Fe + 3CO 2 Углерод – процесс карботермия , дешёвый восстановитель 2PbO + C = 2Pb + CO 2 Металлы – процесс металлотермия : Al - алюмотермия ; Mg - магнийтермия ; Ca – кальцийтермия 2Al + 3CuO = Al 2 O 3 + 3Cu Fe 2 O 3 + 3Mg = 3MgO + 2Fe 5Ca + V 2 O 5 = 5CaO + 2V 01.11.2013 8
Доменное производство (выплавка чугуна) Источник получения железа – железная руда:
История доменного производства Первые доменные печи появились в Европе в середине XIV века. Отцом русской доменной металлургии, считают Андрея Денисовича Виниуса. 29 февраля 1632 года получил жалованную грамоту царя Михаила Федоровича на монопольное устройство на Урале заводов с правом безоброчного владения на 10 лет. 24 марта 1636 г. заводчик объявил 144 пуда железа «первого своего дела». Построил чугунолитейный и железоделательный заводы в 15 км от Тулы. Позднее он основал железоделательный завод в Шенкурском уезде, на реке Ваге. До А. Виниуса в России пользовались железом, покупавшимся в Швеции по очень высокой цене. Тульский завод стал первым предприятием по изготовлению отечественного железа. На его базе при Петре I в 1712 году был основан Тульский оружейный завод, который позволил прекратить импорт оружия из Европы. 01.11.2013 10
Загрузка железорудных материалов, известняка и кокса ( загрузочное устройство ) Зона предварительного нагрева ( колошник ) Зона восстановления Fe 2 O 3 ( шахта ) Зона восстановления FeO ( распар ) Зона плавления ( заплечики и горн ) Доменный газ Летка выпуска шлака Летка в ыпуска жидкого чугуна Устройство доменной печи 1 2 4 7 6 3 5 8 01.11.2013 11
Химизм доменных процессов I Образование восстановителя: Проходя через раскалённый кокс (1700 0 С), CO 2 восстанавливается до СО. C+O 2 = CO 2 + Q С+CO 2 = 2CO II Восстановление железа из руды: Fe 2 O 3 n Н 2 О = Fe 2 O 3 + n Н 2 О (500-700С) 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2 ( 450 -500С) Fe 3 O 4 +CO = 3FeO + CO 2 (500-700С) FeO + CO = Fe + CO 2 (700-800С) Железо частично реагирует с углеродом с образованием карбида железа Fe 3 С, которое растворяется в жидком железе. 3Fe + C = Fe 3 С III Частичное в осстановление примесей: SiO 2 + 2C = Si + 2CO MnO + C = Mn + CO Ca 3 (PO 4 ) 2 + 5C = 2P + 3CaO + 5CO Ч угун – это сплав железа с углеродом, содержащий примеси карбида железа, S, P, Si , Mn . IV Шлакообразование: И звестняк CaCO 3 п ри высокой температуре разлагается: CaCO 3 = CaO+CO 2 О ксид кальция взаимодействует с оксидами пустой породы: CaO ( тв .) + SiO 2( тв .) = CaSiO 3(ж.) CaO ( тв .) + Al 2 O 3( тв .) =Ca (AlO 2 ) 2(ж.) 3СаО ( тв .) + Р 2 О 5( тв .) = Са 3 (РО 4 ) 2(ж.) 01.11.2013 12
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Производство стали Сущность процесса: уменьшение содержания углерода; возможно более полное удаление S и P ; доведение содержания Si и Mn до требуемых пределов. Сырьё: передельный чугун; железный лом; обогащённая железная руда. Способы переработки чугуна: 01.11.2013 2
I Окисление примесей кислородом воздуха: 2C + O 2 = 2CO +Q Si + O 2 = SiO 2 + Q S + O 2 = SO 2 + Q 4P + 5O 2 = 2P 2 O 5 + Q 2Mn + O 2 = 2MnO + Q II Частичное окисление железа кислородом: 2Fe + O2 = 2FeO + Q III Окисление примесей оксидом железа ( II ) C + FeO = Fe + CO - Q Si + 2 FeO = 2 Fe + SiO 2 + Q S + 2 FeO = 2 Fe + SO 2 + Q 2 P + 5 FeO = 5 Fe + P 2 O 5 + Q Mn + FeO = Fe + MnO + Q IV Шлакообразование: CaO + SiO 2 = CaSiO 3 3CaO + P 2 O 5 = Ca 3 (PO 4 ) 2 MnO + SiO 2 = MnSiO 3 V раскисление железа ферромарганцем: FeO + Mn = MnO + Fe Химизм варки стали 01.11.2013 3
Первым секрет получения дамасской, или булатной стали разгадал в 1828 году генерал-майор Павел Аносов , который надзирал над производством металла на заводе в Златоусте; англичанин Генри Бессемер в 1856 году изобрел конверторный способ изготовления стали. Этот метод стал сегодня основным в черной металлургии; французский металлург Пьер Мартен , в 1865 году запатентовал печь для выплавки стали нового образца, в производстве стало возможным использовать лом, которого на планете к тому времени накопилось громадное количество; Сидней Джилкрист Томас а 1878 году придумал, как удалять из железной руды при плавке серу и фосфор. История сталеплавильного производства 01.11.2013 4
Мартеновская печь Название произошло от фамилии французского инженера и металлурга Пьера Мартена . В 1864 предложил новый способ получения литой стали в регенеративных пламенных печах. Использовал принцип регенерации тепла продуктов горения для подогрева не только воздуха, но и газа. Благодаря этому удалось получить температуру, достаточную для выплавки стали. Широко применялся в металлургии в последней четверти XIX века. Мартеновская печь работает в среднем 1 год, после чего кирпич выгорает и теплоизоляция ухудшается. С 1970-х годов новые мартеновские печи в мире более не строятся. В России первую мартеновскую печь построили в 1869—1870гг. на Сормовском заводе А.А.Износков и Н.Н. Кузнецов . 01.11.2013 5
Мартен 01.11.2013 6
В основе процессов лежит один принцип: чугун, из которого получают сталь, очищают, продувая через него воздух; сосуд, где протекает реакция ( конвертер ) имеет грушевидную форму с открытой горловиной вверху; укреплен на горизонтальной оси, что позволяет его наклонять; конвертеры Бессемера и Томаса по внешнему виду одинаковы; главное различие: бессемеровский конвертер изнутри выложен - кислой огнеупорной футеровкой и в нем нельзя удалить фосфор в основной шлак, потому что такой шлак быстро разъедает кислую футеровку. Томасовский конвертер имеет основную футеровку, поэтому здесь, добавляя известь, можно получить основной шлак , который хорошо извлекает фосфор из чугуна, но не разрушает основную футеровку . бессемеровский и томасовский конверторы позволяют за 20 мин превратить в сталь до 20 т чугуна. Кислородный конвертер 01.11.2013 7
Сталевары 01.11.2013 8
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
Основное назначение дуговой печи - выплавка стали из металлического лома (скрапа); источником тепла в дуговой печи является электрическая дуга, возникающая между электродами и жидким металлом или шихтой при приложении к электродам электрического тока необходимой силы (температура 3000 о С); возможность электроплавки металлов впервые была установлена русским физиком В. В. Петровым ; 1909 г. считают началом промышленного производства электростали в России. В этом году на дуговой печи П. Эру было выплавлено 192 т высококачественной стали; основоположником создания электрометаллургии качественных сталей в нашей стране следует считать металлурга Н. И. Беляева . В 1916 г. он получил первую легированную электросталь. Электродуговая печь 01.11.2013 2
Свод печи Под печи Механизм наклона печи Электроды Расплав Электрическая дуга Устройство электродуговой печи 1 3 6 4 5 2 01.11.2013 3
Дуговая сталеплавильная печь 01.11.2013 4
Комплекс оборудования, в котором происходит пластическая деформация металла между вращающимися валками. Это система машин, выполняющая вспомогательные операции: транспортирование исходной заготовки со склада к нагревательным печам и к валкам стана, передачу прокатываемого материала от одного калибра к другому, кантовку, транспортирование металла после прокатки, резку на части, маркировку или клеймение, правку, упаковку, передачу на склад готовой продукции и др. Прокатный стан 01.11.2013 5
Виды проката 01.11.2013 6
Экологические проблемы металлургии Современное сталеплавильное производство характеризуется значительным объемом технологических выбросов. На 1 т выплавленного чугуна выделяется 11—13 кг пыли, 190—200 кг оксида углерода, 0,4 кг диоксида серы, 0,7 кг углеводородов и др. Концентрация пыли в отходящих газах составляет 5—20 г/м 3 , размер пыли 35 мкм. При литье под действием теплоты жидкого металла из формовочных смесей выделяются бензол, фенол, формальдегид, метанол и другие токсичные вещества. При литье под действием теплоты жидкого металла из формовочных смесей выделяются бензол, фенол, формальдегид, метанол и другие токсичные вещества 01.11.2013 7
Общая масса накопленных промышленных отходов составляет около 30 млрд. т. Только 15 – 30% металлургических отходов подвергаются переработке. Основная часть отработанных материалов хранится в отвалах (пластах, негодных для выработки), на шламовых полях и т.п. По подсчётам экологов, площадь территории России, занимаемая промышленными отходами металлургических предприятий, составляет свыше 1300 кв. км. Зачастую отработанное сырьё складируется на плодородных землях. Промышленные отходы изобилуют токсичными веществами, и вещества эти способны мигрировать на огромные дистанции. Поэтому окружающая среда в радиусе 200 км от места захоронения металлургических отходов является загрязнённой. 01.11.2013 8
Способы решения экологических проблем При металлургическом производстве необходимо стремиться к созданию безотходного производства. Для этого предприятиях помимо основного производства (чугуна, стали и проката) развиты сопутствующие химические производства по выпуску бензола, аммиака, минеральных удобрений, цемента. Так как сернистый газ загрязняет окружающую среду, то на многих современных производствах этот газ при помощи специальных устройств улавливается и используется для производства серной кислоты. Котлы-утилизаторы используют физическое тепло нагретых газов для получения пара, который идёт на отопление зданий. Пылеулавливающие устройства задерживают пыль. Перевод сталеплавильного производства на прогрессивную технологию непрерывной разливки стали позволяет снизить вредные выбросы в атмосферу на 5,3 тыс.т. в год. 01.11.2013 9
Образующиеся шлаки используют в следующих направлениях: извлечение металла; получение щебня для дорожного и промышленного строительства; использование основных шлаков в качестве известковых удобрений (шлаковой муки) для сельского хозяйства; использование фосфорсодержащих шлаков для получения удобрений для сельского хозяйства; вторичное использование конечных сталеплавильных шлаков. Использование шлаков 01.11.2013 10
Видеоэкскурсия на металлургический комбинат Russian Travel Guide TV - международный познавательный телеканал, посвященный путешествиям по России, её культурному и географическому разнообразию. Эфир телеканала состоит из эксклюзивных фильмов собственного производства о культуре и искусстве многонациональной страны, её уникальной природе, российских городах, научных достижениях. Телеканал RTG TV был дважды награжден как лучший познавательный телеканал. Ссылка на фильм в YouTube http://www.youtube.com/watch?v=XJH1VJ1v5As 01.11.2013 11
Задачи производственного характера Задача №1 Сколько чугуна, содержащего 94% Fe , можно получить из 1000т оксида Fe ( III ), содержащего 20% пустой породы? Дано: m ( Fe 2 O 3 с прим.) = 1000кг (пуст. пор.) = 20% = 0,2 ( Fe ) = 94% = 0,94 m (чугуна) = ? Решение: m ( Fe 2 O 3 ) = 1000 (1 – 0,2) = 1000 0,8 = 800т (800000 кг) 2) n ( Fe 2 O 3 ) = 800000 /160 = 5000кмоль 5000 кмоль 10000 кмоль 3) 2 Fe 2 O 3 + 3С = 4 Fe + 3СО 2 2 кмоль 4 кмоль 4) m ( Fe ) = 56 10000 = 560000кг (560т) 5) m (чугуна) = 560/0,94 = 595,74т Ответ: масса чугуна 595,74т 01.11.2013 12
Задача №2 Какая масса магнетита Fe 3 O 4 , содержащая 10% примесей, потребуется для получения 4т Fe ? Дано: m ( Fe ) = 4т = 4000кг (прим.) = 10% = 0,1 m (магнетита) = ? Решение: 1) n ( Fe ) = 4000/56 = 71,43 кмоль 2) Fe 3 O 4 + 4Н 2 = 3 Fe + 4Н 2 О 23,8кмоль 71,43кмоль 1кмоль 3кмоль 3) m ( Fe 3 O 4 ) = 23,8 232 = 5521,6кг (5,52т) 4) ( Fe 3 O 4 ) = 1 – 0,1 = 0,9 m (магнетита) = 5,52/0,9 = 6,14т Ответ: масса магнетита 6,14т 01.11.2013 13
Задача №3 Сплав железа с углеродом массой 5,83г растворили в соляной кислоте. При этом выделилось 2,24л (н.у.) водорода. Определите массовую долю углерода в сплаве. Что представлял собой сплав: чугун или сталь? Дано: m (сплава) = 5,83г V (Н 2 ) = 2,24л (н.у.) (С) = ? Чугун или сталь? Решение: 1) n (Н 2 ) = 2,24/22,4 = 0,1 моль 0,1моль 0,1моль 2) Fe + 2 HCl = FeCl 2 + H 2 1 моль 1моль 3) m ( Fe ) = 0,1 56 = 5,6г m (С) = 5,83 – 5,6 = 0,23г 4) (С) = 0,23/5,83 = 0,039 (3,9%) Ответ: массовая доля углерода 3,9%; это чугун. 01.11.2013 14
Задача №4 Феррохром содержит 65% хрома и 35% железа. Определите массовую долю хрома в стали, полученной при прибавлении к 100кг стали 2кг феррохрома (3кг феррохрома). Дано: ( Fe ) = 35% = 0,35 ( Cr ) = 65% = 0,65 m (стали) = 100кг m ( Fe – Cr ) = 2кг (3кг) ( Cr в стали) = ? Решение: 1) m 1 ( Cr ) = 2000 0,65 = 1300г (1,3кг) m 2 ( Cr ) = 3000 0,65 = 1950г (1,95кг) 2) m 1 (хромовой стали) = 100 + 1,3 = 101,3кг m 2 (хромовой стали) = 100 + 1,95 = 101,95кг 3) 1 ( Cr в стали) = 1,3/101,3 = 0,013 (1,3%) 2 ( Cr в стали) = 1,95/101,95 = 0,019 (1,9%) Ответ: массовые доли хрома 1,3% (1,9%) 01.11.2013 15
Задача №5 Железная руда содержит 85% Fe 2 O 3 , 10% SiO 2 и 5% других примесей, не содержащих железо или кремний. Определите массу железа и хрома в 1000кг железной руды. Дано: (Fe 2 O 3 ) = 85% (0,85) ( SiO 2 ) = 10% (0,1) (других прим.) = 5% (0,05) m (руды) = 1000кг m ( Fe ) = ? m ( Si ) = ? Решение: 1) m(Fe 2 О 3 ) = 1000 0,85 = 850 кг m ( Si О 2 ) = 1000 0,1 = 100кг 2) М( Fe 2 О 3 ) = 56 2 + 48 = 160кг/ кмоль М( Si О 2 ) = 28 + 16 2 = 60кг/ кмоль 3) m ( Fe ) = (112 850)/160 = 595кг m ( Si ) = (28 100)/60 = 46,67кг Ответ: масса железа 595кг, масса кремния 46,67кг 01.11.2013 16
Задача №6 Определите объём (н.у.) оксида углерода ( II ), необходимый для восстановления железа из 1000 кг Fe 2 O 3 и массу угля, который надо сжечь для получения требуемого объёма оксида углерода ( II ). Дано: m ( Fe 2 О 3 ) = 1000кг V ( CO ) (н.у.) = ? m (С) = ? Решение: 1) n ( Fe 2 О 3 ) = = 1000/160 = 6,25кмоль 6,25кмоль 18,75кмоль 2) Fe 2 O 3 + 3СО = 2 Fe + 3СО 2 1кмоль 3кмоль 3) V ( CO ) (н.у.) = 18,75 22,4 = 420м 3 18,75кмоль 18,75кмоль 4) 2С + О 2 = 2СО 2кмоль 2кмоль 5) m (С) = 18,75 12 = 225кг Ответ: объём угарного газа 420м 3 , масса угля 225кг. 01.11.2013 17
А.А.Карцова , А.Н.Лёвкин Химия 11 класс. Профильный уровень., М., « Вентана-Граф », 2012 М.А.Рябов. Сборник задач и упражнений по химии. 9 класс. М., «Экзамен», 2013. Металлургический комбинат http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1829545 Основы металлургического производства http://fs.nashaucheba.ru/docs/180/index-170427.html Фотографии http://www.google.ru/imghp?hl=ru&tab=ii http://loveopium.ru/texnologiya/stalevary.html Революция технологий http://lon-live-metal.narod.ru/Revolution_2_Me.htm Металлоискатели http://www.epr-magazine.ru/industrial_history/technologies/metallsearch/ Как закалялась сталь http://fishki.net/comment.php?id=90823 Металлургические отходы http://www.dishisvobodno.ru/iron-and-steel-waste.html Источники информации 01.11.2013 18
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Круглый стол для учащихся 10-х классов «Всё самое прекрасное от лучей солнца, а самое лучшее от мамы»
Разработка предназначена для проведения внеклассного мероприятия ко Дню матери....
Классный час в форме круглого стола с учащимися 8 класса. « ПАВ и последствия их употребления»
Открытое занятие - круглый стол с учащимися 8 класса.ТЕМА: ПАВ и последствия их употребления.Цели:-выработать у подростков негативное отношение к употреблению ПАВ. -познакомить с понятием ПАВ и и...
Методическая разработка Круглый стол «Выжить вопреки…»
Цель: формирование патриотических чувств и сознания российской молодежи, гордости за историческое прошлое, развитие высокой социальной активности, гражданской ответственности, способности ...
Методическая разработка урока. Русский язык. 8 класс. Понятие об односоставных предложениях.
Цель урока: 1)углубить общее представление учащихся об односоставных предложениях...
Методическая разработка круглого стола "Женские профессии в армии" для девушек 10-11 классов в разделе ОВС
Занятие по модулю "Жинщины и армия" в разделе ОВС в курсе Основ безопасности жизнедеятельности 10-11 кл. в форме кргуглого стола по теме "Женские профессии в армии" Возрастная катгеори : д...
Методическая разработка Круглый стол " Атомная энергетика и её экологические проблемы"
Данная разработка может быть использована для проведения тематического вечера с обучающимися 9-11 классов по вопросу использования ядерной энергии...
Методическая разработка круглого стола "«Социально-психологическое сопровождение образовательного процесса и актуальные проблемы профилактики негативных проявлений среди учащихся».
Круглый стол на тему: «Социально-психологическое сопровождение образовательного процесса и актуальные проблемы профилактики негативных проявлений среди учащихся»....