Что делают из железа: Области применения железа и его соединений: в строительстве, в быту

alexxlab | 18.03.1991 | 0 | Разное

Презентация к уроку “Железо”

Небесный камень

Железо не только основа всего мира, самый главный металл окружающей нас природы, оно – основа культуры и промышленности, оно – орудие войны и мирного труда.

И трудно во всей таблице Менделеева найти другой элемент, который был бы так связан с прошлым, настоящим и будущими судьбами человечества!

А. Е. Ферсман

Размышляли ли вы когда-нибудь о том, какими материалами больше всего пользуется человек? Оглянитесь вокруг. Ваш дом, наверняка, возведён из кирпича, специальных строительных блоков или из брёвен. В окна вставлены стёкла. Мебель в вашей квартире деревянная. С потолка свисает стеклянная люстра. Итак, камень, дерево, стекло…

Но многоэтажные дома держатся на каркасе из сваренных между собой стальных балок; брёвна сбиваются толстыми железными гвоздями и стягиваются стальными скобами.

Мебель тоже держится на гвоздях и шурупах. Окна имеют металлические петли и шпингалеты.

Думаю, и так ясно, что самые важные материалы, которыми пользуется человек, – металлы. По сути, они и сформировали нашу цивилизацию. Ведь если бы все металлические вещи вдруг исчезли, на Земле снова наступил бы каменный век. Пришлось бы жить в пещерах, одеваться в шкуры…

Но хотя вся жизнь человеческого общества зависит от металлов, до сих пор нам о них многое не известно! И, прежде всего, никто точно не знает, как человек впервые начал пользоваться металлами. Самые древние, дошедшие до нас, письменные документы повествуют уже о примитивных мастерских, в которых выплавляли металлы и изготавливали из них изделия. Значит, человек овладел металлами раньше, чем изобрёл письменность. Но как вообще металлы попали к человеку?

Много лет учёные пытаются разгадать эту загадку. Раскапывая древние поселения, археологи находят орудия труда и охоты, которыми пользовался человек в те далёкие времена: ножи, топоры, скребки для шкур, иглы и многое другое…

Самые древние изделия из металлов были найдены при раскопках поселений, существовавших около восьми тысяч лет назад. В те времена человеку лишь иногда попадались металлы в самородном состоянии.

Изобретательные мастера начали использовать эти металлы, однако, вовсе не для орудий труда. Для этого они просто не годились. Поэтому металлы сначала пошли на украшения. Очевидно, человека привлекали их блеск и лёгкость обработки. Металлы можно было ковать, гнуть, расплющивать, поэтому люди стали делать из них кольца, броши, обручи для рук и ног.

В наше время уже известны многие виды металлов, одни из которых очень редки, а другие нет. Но я хотела бы больше узнать о таком распространённом металле как железо. Ведь порой самые простые вещи на самом деле не так уж и просты. Мы привыкли видеть вокруг себя изделия, изготовленные из железа и его сплавов, пользоваться ими, не представляя уже существования без них. Я считаю, что железо является одним из «главных» металлов и хотела более подробно изучить его.

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Железо, как инструментальный материал, известно с древнейших времён. Самые древние изделия из железа датируются четвертым тысячелетием до нашей эры и относятся к древнешумерской и древнеегипетской цивилизациям. Это изготовленные из метеоритного железа украшения из египетских гробниц и кинжал из шумерского города Ура.

Название природного карбоната железа (сидерита) происходит от лат. sidereus — звёздный; действительно, первое железо, попавшее в руки людям, было метеоритного происхождения. Возможно, это совпадение не случайно. В частности древнегреческое слово сидерос (σίδηρος) для железа и латинское sidus, означающее «звезда», вероятно, имеют общее происхождение.

Изделия из железа, полученного выплавкой, известны со времени расселения арийских племён из Европы в Азию.

Очень древние железные инструменты из известных — стальные лезвия, найденные в каменной кладке пирамиды Хеопса в Египте. Как показали раскопки в Нубийской пустыне, уже в те времена египтяне, стараясь отделить добываемое золото от тяжёлого магнетитового песка, прокаливали руду с веществами, содержащими углерод. В результате на поверхности расплава золота всплывал слой тестообразного железа, который обрабатывали отдельно. Из этого железа ковались орудия, в том числе найденные в пирамиде Хеопса.

Первые освоили метод выплавки железа хетты, на это указывает древнейшее

(2-е тысячелетие до н. э.) упоминание железа в текстах хеттов, основавших свою империю на территории современной Анатолии в Турции.

Было время, когда железо на земле ценилось дороже золота! Например, у африканских племён за 1 фунт железа давали 10 фунтов золота, а по исследованиям историка Г. Арешяна стоимости меди, серебра, золота и железа у древних хеттов были в соотношении 1 : 160 : 1280 : 6400. В те времена железо использовалось как ювелирный металл, из него делали троны и другие регалии царской власти. Но железо было необходимо в равной степени и воину, и пахарю, а практическая потребность, как известно, – лучший двигатель производства и технического прогресса!

Термин «железный век» введен в науку в середине XIX в.

Датским археологом К.Ю. Томсеном. «Официальные» границы этого периода человеческой истории: от IX – VII вв. до н. э. когда у многих народов и племен Европы и Азии начала развиваться металлургия железа, и до времени возникновения у этих племен классового общества и государства. Но если эпохи называть по главному материалу орудий труда, то, очевидно, железный век продолжается и сегодня!

РАСПРОСТРАНЕННОСТЬ В ПРИРОДЕ

Железо один из самых распространённых на земном шаре металлов: по содержанию в земной коре (4,65% по массе) занимает 4 место после кислорода, кремния и алюминия. В самородном состоянии иногда встречается в виде вкраплений в базальт. В природе железо редко находится в чистом виде, чаще всего может быть в составе железо-никелевых метеоритов.

Считается также, что железо составляет большую часть земного ядра. В основном, железо содержится в составе различных руд: оксидов, карбонатов и силикатов железа.

В водах многих минеральных источников содержатся гидрокарбонат железа Fe(HCO 3 ) 2 и некоторые другие соли данного элемента.

Важнейшие промышленные руды железа:

• бурые железняки (основной минерал лимонит – F е2Оз * n Н2О)
• красные железняки (гематит – F е 2 Оз)
• магнитный железняк (магнетит – F езО 4 )
• железный шпат (сидерит – F еСОз)
• серный колчедан (пирит – FeS 2 )

Наиболее крупные месторождения железа:

Курская магнитная аномалия,

• на Урале (горы: Магнитная, Высокая, Благодать),
• на юге Западной Сибири ( Горная Шория),
• на Украине ( Криворожье),
• в Казахстане (Соколовское и Сарбайское месторождения),
• а также в США, Бразилии, Канаде, Индии, ЮАР, Австрии, Швеции, Франции, Нидерландах.

Физиологическая роль железа

В организме взрослого человека содержится 3-5 г железа; большая часть железа (около 70%) сосредоточена в гемоглобине крови. Важная роль железа для организма человека установлена еще в 18 веке. Основной функцией железа в организме является перенос кислорода и участие в окислительных процессах.

Большое количество железа содержится в говядине, в говяжьей печени, рыбе (тунец), тыкве, устрицах, овсяной крупе, какао, горохе, листовой зелени, пивных дрожжах, инжире и изюме. Дефицит железа может развиться, если поступление этого элемента в организм будет менее 1мг/сутки.

ПОЛОЖЕНИЕ ЖЕЛЕЗА В ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ТАБЛИЦЕ

ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Железо — элемент побочной подгруппы VIII группы,

IV периода Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева

с порядковым номером 26,

относительной атомной массой (Аr) 56

Обозначается символом Fe (от лат. Ferrum)

Состав ядра: 26 p+ и 30 n0

Электронная конфигурация железа:

1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p

6 3 d 6 4 s 2

Fe Co. Высший оксид: FeO – основный оксид Fe 2 O 3 – амфотерный Высший гидроксид: Fe(OH) 2 – основный Fe(OH) 3 – амфотерный. “

Fe – металл;

В группе металлические свойства выражены у Fe

В периоде Mn Fe Co.

Высший оксид: FeO – основный оксид

Fe 2 O 3 – амфотерный

Высший гидроксид: Fe(OH) 2 – основный

Fe(OH) 3 – амфотерный.

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗА:

• металлический блеск
• теплопроводность
• электропроводность
• пластичность и ковкость
• магнетизм

В ряду электродных потенциалов железо стоит до водорода и легко реагирует с разбавленными кислотами.

Таким образом, железо относится к металлам средней активности.

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖЕЛЕЗА

При хранении на воздухе при температуре до 200 °C железо постепенно покрывается плотной плёнкой  оксида, препятствующего дальнейшему окислению металла.

Во влажном воздухе железо покрывается рыхлым слоем ржавчины, который не препятствует доступу кислорода и влаги к металлу и его разрушению. Ржавчина не имеет постоянного химического состава, приближённо её химическую формулу можно записать как Fe 2 O 3 ·xH 2 O.

4 Fe +3 O 2 +6 H 2 O = 4 Fe ( OH ) 3

Соединения железа ( II) :

Оксид железа(II) FeO – оксид чёрного цвета.

Fe(OH) 2 – гидроксид зелёного цвета.

Соединения железа ( III) :

Fe 2 O 3 – красно-коричневый оксид.

Fe(OH) 3 – гидроксид бурого цвета.

Соединения железа ( VI) :

Ферраты – соли не существующей в свободном виде железной кислоты H 2 FeO 4.

Это соединения фиолетового цвета, они являются сильными окислителями.

ПОЛУЧЕНИЕ ЧИСТОГО ЖЕЛЕЗА

В промышленности железо получают из железной руды, в основном из таких природных руд, как гематита (Fe 2 O 3 ) и магнетита (FeO · Fe 2 O 3 ). Существуют различные способы извлечения железа из руд. Наиболее распространённым является доменный процесс. Также существуют электрические печи, которые используются для выплавки легированных сталей.

ПРИМЕНЕНИЕ В МЕТАЛЛУРГИИ

• Железо — один из самых используемых металлов, на него приходится до 95 % мирового металлургического производства.
• Железо является основным компонентом сталей и чугунов — важнейших конструкционных материалов.

Чистое железо способно быстро намагничиваться и размагничиваться, поэтому его применяют для изготовления трансформаторов, электромоторов и других приборов.

Основная масса железа на практике используется в виде сплавов – чугуна и стали.

Железо – самый употребляемый металл, на него приходится до 90 % мирового производства металлов!

СПЛАВЫ ЖЕЛЕЗА

Чугуны . Содержат обычно более 2% углерода

( ковкие, легированные).

Стали . Содержат менее 1,5-2% углерода

( углеродистые, легированные).

Железный век продолжается, так как 9/10 всех используемых человечеством металлов и сплавов – это сплавы на основе железа.

Железа выплавляется в мире примерно в 50 раз больше, чем алюминия, не говоря уже о прочих металлах!

Сплавы на основе железа универсальны, технологичны и доступны в цене.

Совокупность специфических свойств железа и его сплавов делают его «металлом № 1» по важности для человека!

Сырьевая база этого металла не вызывает опасений, ведь железных руд хватило бы по меньшей мере на два века вперед!

Железо – жизненно необходимый элемент для всех живых организмов!

Железо – металл, без которого невозможен научно-технический прогресс!

В заключение этой работы стоит отметить,

что железу еще долго быть фундаментом цивилизации!

ЛИТЕРАТУРА И ИСТОЧНИКИ :

• Валентинов А. А. Металла огненный поток: Научно-художественная литература / М.: «Детская литература», 1987. – 112с.
• Добровольский В.В. Химия земли. Книга для учащихся 9-10 классов средней школы / М.: «Просвещение», 1988. – 17с.
• Золотов Ю.А. Школьная энциклопедия «Химия» / М.: «Большая Российская Энциклопедия», 2003. – 872с.
• Крицман В.А. Книга для чтения по неорганической химии. Пособие для учащихся / М.: «Просвещение», 1975. – 303с.
• Петрянов-Соколов И.В. Популярная библиотека химических элементов / М.: «Наука», 1977. – 568с.
• Скальный А.В. Химические элементы в физиологии и экологии человека / М.: «Оникс 21 век», 2004. – 216с.
• http://ru.wikipedia.org

Изготовление изделий из металла: основные технологические особенности процесса

Оглянитесь вокруг. Так или иначе, но вы со стопроцентной вероятностью наткнетесь на что-то, чьим компонентом является элемент Ferrum. Он же – железо. Даже телефон, планшет или компьютер, с помощью которого вы читаете данную статью, также содержит в себе железо.

Феррум является четвертым по многочисленности элементом на нашей планете. Являясь настолько популярным, оно максимально упрощает процесс собственной добычи. К сожалению, в чистом виде оно все-таки не встречается, потому – придется добывать его из руды. Благо, извлечь его из минералов и получить чистый «Fe» намного проще, чем, скажем, уран или даже алюминий.

В данной статье мы рассмотрим вопрос, что делают из железной руды, как из нее добывается железо и куда его применяют.

В какой форме металл встречается в природе?

Всего существует две разновидности, в которой добываются металлы:

1. Самородная форма. Платина, ртуть, золото, медь, серебро и некоторые другие металлы в природе находятся уже в свободном состоянии. Они не требуют длительной обработки. Чтобы получить сырье для изготовления конечного изделия, такие металлы очищают от примесей механически либо с задействованием реагентов.
2. В виде руды. Представляют собой соединения, которое находится в горных породах/минералах. Извлечение металла производится исключительно промышленным способам. В руде обычно встречаются либо оксид, либо соли металлов. К последним относятся сульфиды и карбонаты. Одна руда может содержать несколько металлов, то есть являются полиметаллическими, к примеру, медно-цинковые, свинцово-серебряные и другие.

Вторая форма встречается в природе гораздо чаще. Исключение составляют только драгоценные металлы, добыча которых связана с очисткой от посторонних примесей.

Применение железа

Примечательным можно считать тот факт, что из самого Феррума, в его химически чистой форме, в мире практически ничего не делается и не производится. Данный элемент очень легко окисляется, вступая в реакции в кислородом или другими элементами. Так для чего нужна железная руда? Все просто. Феррум, обогащенный карбоном (сплав чугуна) – весьма и весьма популярный материал. Чугун может или служить самостоятельной единицей для изготовления каких-либо вещей и предметов, или же быть промежуточным звеном между железом, и сталью.

Сталь – это сплав железа, углерода и других элементов. Железа должно быть не менее 45%, карбона – от 0,02 до 2,14 процента. Если выше 2,14% – это уже чугун. И уж сталь-то, в десятках своих вариаций, в наше время используется практически везде. Машиностроение, авиация, приборостроение, космические постройки, ядерная энергетика, медицина (существует даже термин – хирургическая сталь), оружейная отрасль (как холодное, так и огнестрельное), сельхозинвентарь, строительная продукция и т.д. За счет такой популярности стали, смело можно утверждать, что ни один металл периодической таблицы не используется так интенсивно и в таких количествах на Земле, как железо.

Действительно, сфер производства продукции железной руды, а также соединений и сплавов на основе Феррума – просто не счесть. Однако, в будущем, при таких темпах и масштабах добычи, перед человечеством могут встать два вопроса: что делать, когда запасы этого металла в недрах нашей планеты станут иссякать? И как поступать с теми гигантскими котлованами по всей планете, которые остаются после проведения добычи железной руды открытым способом?. .

Какие способы получения металла существуют?

Руда, в которой содержатся разнообразные соединения металла, бывает разной. Конкретный состав влияет на технологию получения материала:

• Восстановление из оксидов с задействованием углерода. Относится к основному способу получения многих металлов. Из оловянного камня выплавляют — олово, из железной руды получают чугун. Из других металлов выплавку проводят из оксидов.
• Обжиг в специальной промышленной печи. Данная технология применяется к сернистой руде. Этот способ предполагает то, что в результате обжига в специальной печи получают сернистое соединение.

Состав руды напрямую влияет на конкретную технологию обработки руды.

Производители

На сегодняшний день в разных странах есть крупные месторождения железной руды, которые являются базой для производства мировых запасов стали. В частности, на Россию и Бразилию приходится 18 % мирового производства стали, на Австралию – 14 %, Украину – 11 %. Самыми крупными экспортерами является Индия, Бразилия, Австралия. Отметим, что цены на металл постоянно меняются. Так, в 2011 году стоимость одной тонны металла составляла 180 долларов США, а к 2016 году была зафиксирована цена в 35 долларов США за тонну.

Металлургическая промышленность

Представляет собой отрасль производства по получению разнообразных металлов из руды. Металлургией называют не только промышленное производство. Этот термин применяется и к науке, изучающей различные промышленные методы получения металла. Металлургический процесс представляет собой восстановление катионов металла с задействованием самых различных восстановителей. Металл из руды получают при задействовании определенных восстановителей. Последние подбирают с учетом активной составляющей металла, затратах, соблюдения экологических правил. Обязательно рассматривают и целесообразность выполнения металлургического процесса. Применяют три основных технологии получения металла из различной руды:

• электрометаллургическую;
• пирометаллургическую;
• гидрометаллургическую.

Каждый метод обработки руды имеет свои особенности.

Гидрометаллургия

Заключается в восстановлении металла из солевых водяных растворов. Этот технологический процесс проводится в два этапа:

1. в правильно подобранном реагенте растворяют рудное соединение, которое позволяет получить раствор соли металла;
2. из раствора, полученного в первом шаге, вытесняют либо активные металлы, либо проводят электролитическое восстановление.

Чтобы получить чистую медь из руды с содержанием CuO, на сырье воздействуют серной разбавленной кислотой. Из раствора сульфата методом вытеснения железа либо электролизом получают чистую медь. По аналогичной (близкой к данной методике) вырабатывают золото, уран, цинк, молибден, серебро.

Особенности технологического процесса

Сначала металлы извлекают из земных недр, добывая полезные ископаемые. Далее руды обогащают, чтобы улучшить их технические характеристики. Существует карьерная (открытая) разработка месторождений, а также закрытый (шахтовый) способ добычи металлических руд. В некоторых случаях комбинируют подземный и открытый вариант разработки рудных залежей, если для этого есть объективные причины. Чтобы выяснить нахождение руд в земных недрах, разработаны специальные поисковые способы, которые включают в себя разведку и исследование месторождений.

При проведении процедуры обогащения ископаемых выделяют полезные компоненты, промпродукты, рудный концентрат, а также отвальные хвосты. При этом учитывают электрическую проводимость, форму зерен, химические свойства, крупность, магнитную восприимчивость, отличия по плотности между пустой породой и полезным компонентом.

Среди способов извлечения металла из обогащенной руды лидирует электролитическое восстановление. Пирометаллургия основывается на преобразовании сырья в чистые компоненты при повышенных значениях температур, а в гидрометаллургии для подобных целей применяют водную химию. При выборе технологических способов учитывают не только сам металл, но и степень его чистоты.

Электрометаллургия и пирометаллургия

Технология электрометаллургии представляет собой восстановление металла посредством метода электролиза расплава либо раствора из данных соединений. Подобным образом получают металлы из руды щелочных, щелочноземельных металлов или алюминия. Электролиз применяют для расплавов оксидов, хлоридов металлов, гидроксидов. Пирометаллургия представляет собой технологию восстановления из руды при высокой температуре, а также с такими восстановителями, как магний, алюминий, двуокись углерода, водорода либо углерода. Олово получают из касситерита, а медь — из куприта путем прокаливания с коксом, то есть углеродом.

Получение металла из сульфидных и карбонатных руд

На первом этапе сульфидные руды подвергают обжигу, когда к сырью поступает воздух. В результате получают оксид, который восстанавливают с помощью угля. Аналогичным способом прокаливают карбонатные руды. Они распадаются под воздействием высоких температур и образуют оксиды, которые затем восстанавливают углем.

Данная процедура позволяет получить цинк, германий, свинец, железо, медь, кадмий и прочие металлы. Они отличаются тем, что не образуют прочные карбиды с углеродом. В качестве восстановителей могут выступать водород и активные металлы. Данный метод позволяет получать довольно чистые металлы. Чаще всего задействуют алюминий, который имеет высокую теплоту образования оксида.

Как получают щелочные металлы?

Массовое получение щелочных металлов считается одним из самых сложных процессов. Это обусловлено высокой активностью данного соединения, поскольку в природе оно встречается исключительно в связанном виде. Сильные восстановители требуют больших энергетических затрат. Они могут быть полученны четырьмя способами:

1. Литий производят из оксида в вакууме либо посредством электролиза хлорида этой руды, который получают путем переработки сподумена.
2. Натрий получают путем прокаливания соды и угля в закрытом плотно тигле. Еще одним способом получения данного металла является электролиз расплава хлорида натрия с задействованием кальция.
3. Рубидий и цезий получают восстановлением хлоридов, соединением с помощью кальция при температуре от 700 и до 800 градусов. Если задействуют цирконий, температура может опускаться до 650 градусов. Такая технология получения металла из руды является энергозатратной и дорогой.
4. Калий производят при выполнении электролиза расплава солей либо пропусканием паров натрия через хлорид данного соединения. Этот металл получают при вступлении в реакцию гидроксида калия и жидкого натрия при температуре 440 градусов.

>

Почему используют именно сплавы?

Технику производят из металлических материалов с многочисленными свойствами. Чистейшие и полученные различные способами металлы содержат в себе небольшие следы примесей, но не обладают нужными характеристиками. Чтобы добиться необходимых эксплуатационных свойств, используют сплавы. Они обладают необходимыми физическими свойствами и позволяют производить огромное количество разнообразных изделий. Сплавами называют однородные макроскопические материалы, которые являются двух- и многокомпонентными. Основная доля химических элементов приходится именно на металлы.

Сплавы отличаются собственной структурой. Все сплавы состоят из следующих компонентов:

• основы — один либо большее количество металлов;
• добавки — модифицирующие либо легирующие в небольшом количестве;
• примеси — остаточные вещества природного, случайного либо технологического характера.

Конкретный состав уже обусловлен сплавом и конкретным производимым конечным изделием.

Мягкие виды

Алюминий серебристо-белого цвета характеризуется лёгкостью, высокой устойчивостью к коррозии, хорошей электропроводностью и пластичностью. Характеристики материала сделали его полезным в самолётостроении, электропромышленности и пищевом производстве. Алюминиевые сплавы применяются в сфере машиностроения.

Магнию свойственна низкая коррозийная устойчивость, зато лёгкий материал незаменим в технической области. В сплавах с этим металлом используют алюминий, марганец и цинк, которые хорошо режутся и отличаются высокой прочностью. Магниевые сплавы используют в производстве корпусов для фотоаппаратов, двигателей и других приборов.

Титан применяют в машиностроении, ракетной отрасли и химической промышленности. Сплавы с содержанием этого вещества характеризуются небольшой плотностью, отличными механическими свойствами, коррозийной устойчивостью и податливостью обработке давлением.

Подведение итогов

Металлы, которые используются в производстве различных изделий, не являются чистыми. Большинство добывают в виде руды. Она изымается в карьеры чаще всего подрывным способом и доставляется на перерабатывающий металлургический комбинат. Конкретный метод обработки зависит от разновидности руды. Получаемый в результате металл может быть условно чистейшим, поскольку содержит некоторое количество примесей. Это не делает его пригодным для производства конечных изделий, поскольку материал еще не обладает всеми необходимыми эксплуатационными свойствами. Для изготовления металлической продукции используют сплавы.

Возникновение слова

«Металл» — это слово, которое было заимствовано из немецкого языка. Сначала под ним подразумевали не только простые вещества, но и руды, минералы. Во времена Михаила Васильевича Ломоносова их разграничили.

В латинском языке «металл» — это «копь, рудник». Подобное значение было заимствовано из греческого языка, поэтому можно говорить о том, что у данного слова интересная история.

Что крепче сталь или железо – Чем сталь отличается от железа: особенности и отличия

В числе стран с наибольшими месторождениями железа находятся Бразилия, Австралия, США, Канада, Швеция, Венесуэла, Либерия, Украина, Франция, Индия. Первое место в мире по его запасам занимает Россия. Перспективными являются железосодержащие месторождения, обнаруженные на дне океанов.

Добыча железа

Промышленным способом железо получается из железной руды в виде агломерата, в основном в результате доменного процесса. В доменных печах при температуре 2000 °C его сначала восстанавливают углеродом. Полученный расплав железа, называемый чугуном, перенасыщен углеродом. Для получения стали он нуждается в дальнейшей переработке. Оно получается в твердом виде и переправляется в электропечах.

Для получения химически чистого железа применяется электролиз его соляных растворов. Если его хранить на воздухе при плюсовой температуре, оно со временем покрывается оксидной пленкой, препятствующей окислению. При влаге покрывается рыхлой ржавчиной, которая не препятствует его разрушению.

В чем отличия

Сталь и железо принципиально отличаются в следующем:

1. Сталь является готовым продуктом металлоплавления и может использоваться в различных целях. Железо является элементом, который выступает основой и полуфабрикатом для производства стали.
2. Стали за счет изменения рецептуры и технологии ее производства, могут задаваться определенные качества, необходимые для дальнейшего производства. В железе, как химическом элементе, его качества заложены природой.
3. Сталь является сплавом, а в чистом железе содержится только оно.
4. По прочностным характеристикам сталь значительно превосходит железо.
5. Из стали изготавливают миллионы наименований изделий, из железа – десятки.

vchemraznica.ru

Важнейшие металлы и сплавы

Алюминий. Очень легкий серебристо-белый металл, не подверженный коррозии. Его получают из бокситов путем электролиза. Из алюминия делают электропровода, самолеты, корабли (см. статью «Плавучесть«), автомобили, банки для напитков, фольгу для приготовления пищи. Алюминиевые банки для напитков очень легкие и прочные.

Латунь. Ковкий сплав меди и цинка. Из латуни делают украшения, орнаменты, музыкальные инструменты, винты, кнопки для одежды.

Бронза. Известный с древнейших времен ковкий, не подверженный коррозии сплав меди и олова.

Кальций. Мягкий серебристо-белый металл. Входит в состав известняка и мела, а также костей и зубов животных. Кальций в человеческом организме содержится в костях и зубах. Он использует­ся в производстве цемента и высоко качественной стали.

Хром. Твердый серый металл. Ис­пользуется в производстве нержавеющей стали. Хромом покрывают металлические изделия в защитных целях и для придания им зеркального блеска.

Медь. Ковкий красноватый металл. Из меди делают электропровода, резервуары для горячей воды. Медь входит в со­став латуни, бронзы, мельхиора.

Мельхиор. Сплав меди и никеля. Из него делают почти все «серебряные» монеты.

Золото. Мягкий неактивный ярко-желтый металл. Используется в электронике и в ювелирном деле.

Железо. Ковкий серебристо-белый ферромагнетик. Добывается в основном из руды в доменных печах. Используется в инженерных конструкциях, а также в производстве стали и сплавов. В нашей крови тоже есть железо.

Свинец. Тяжелый ковкий ядовитый синевато-белый металл. Добывается из минерала гале­нита. Из свинца делают электрические батареи, крыши и экраны, защищающие от рентгеновских лучей.

Магний. Легкий серебри­сто-белый металл. Горит ярко-белым пламенем. Используется для сигнальных огней и фейерверков. Входит в состав легких сплавов. В праздничных ракетах есть магнии и другие металлы.

Ртуть. Тяжелый серебристо-белый ядовитый жидкий металл. Используется в термометрах, входит в состав зубной амальгамы и взрывчатых веществ.

Платина. Ковкий се­ребристо-белый неактивный металл. Ис­пользуется в качестве катализатора, а так­же в электронике и в производстве ювелирных изделий. Платина не вступает в реакции. Из нее делают украшения.

Плутоний. Радиоактивный металл. Образуется в ядерных реакторах при бомбардировке урана и используется в производстве ядерного оружия (см. статью «Ядерная энергия и радиоактивность«).

Калий. Легкий серебристый металл. Очень химически активен. Калиевые соединения входят в состав удобрений.

Серебро. Ковкий серовато-белый металл. Хорошо проводит тепло и электричество. Из него дела­ют украшения и столовые приборы. Входит в состав фотоэмульсии (см. статью «Фотография и фотоаппараты«).

Припой. Сплав олова и свинца. Плавится при сравнительно низкой температуре. Используется для спайки проводов в электронике.

Натрий. Мягкий серебристо-белый хими­чески активный металл. Входит в состав поваренной соли. Используется в производстве натриевых ламп и в химической промышленности.

Сталь. Сплав железа с углеродом. Широко применяется в промышленности. Нержа­веющая сталь — сплав стали с хромом — не подвержена коррозии и используется в авиакосмической индустрии (см. статью «Ракеты и космические аппараты«).

Олово. Мягкий ковкий серебристо-белый металл. Слоем олова сталь защищают от коррозии. Входит в состав таких сплавов, как бронза и припой.

Титан. Прочный белый ковкий металл, не подверженный коррозии. Из титановых сплавов делают космические аппараты, са­молеты, велосипеды.

Вольфрам. Твердый серовато-белый металл. Из него изготавливают нити ламп накаливания и детали электронных приборов. Из стали с Нить вольфрамом делают накаливания режущие инструменты.

Уран. Серебристо-белый радиоактивный металл, источник ядерной энергии. При­меняется при создании ядерного оружия.

Ванадий. Твердый ядовитый белый металл. Придает прочность стальным сплавам. Используется как катализатор при производстве серной кислоты.

Цинк. Синевато-белый металл. Добывает­ся из цинковой обманки. Используется для гальванизации железа, производства электробатареек. Входит в состав латуни.

Переработка металлов

Переработка — это повторное использование сырья, способ сохранить природные ресурсы. Металлы легко поддаются переработке, т.к. их можно переплавить и получить металл такого же качества, как и тот, что получается непосредственно из руды. Переплавлять сталь и алюминий несложно и выгодно. Медь, олово, свинец также подвергают­ся переплавке. Железные и стальные предметы можно извлечь из кучи отходов при помощи сильного магнита. Большую часть стали для переработки добывают из старых автомобилей и станков, но часть ее получают из фабричных металлических опилок и даже бытовых отходов. Стальной лом смешивают с расплавленным железом и получают новую сталь.

Читать также: Сталь 345 1 расшифровка

Алюминий — не ферромагнетик, но алюминиевые отходы можно отделить от железного лома при помощи электромагнита. Больше половины банок для напитков делают из алюминия, полученного пу­тем переработки. Чтобы узнать, сделана банка из стали или алюминия, возьми магнит. К стальной банке он прилипнет, а к алюминиевой — нет. Переработка металлолома требует значительно меньше энергии, чем получение металла из руды, и отходов при переработке меньше. Теоретически металл можно перерабатывать сколько угодно раз. Для переработки алюминиевых банок необходимо в 20 раз меньше энергии, чем для производства нового алюминия.

Многими людьми в обыденной речи часто употребляются понятия «сталь» и «железо», как синонимы. На практике они существенно отличаются друг от друга.

Железо сталь и прочие металлы

Железо и сталь — важнейшие металлы. Сталь получают из железа. Из нее делают множество предметов — от нефтяных вышек до канцелярских скрепок. Наряду с 80 чистыми металлами людям известно немало сплавов — смесей металлов, качества которых отличаются от качеств чистых металлов. Башенные краны, мосты, другие сооружения делают из стали, содержащей до 0,2% углерода. Углерод делает сталь прочнее, причем она сохраняет ковкость. Сталь покрывают краской для защиты от коррозии.

Железо и сталь

Железо — это элемент. Его добывают из руды — соединения железа с кислородом. Большая часть добытого железа идет на производство стали, сплава железа с углеродом.

Наиболее распространенные железные руды: магнетит(вверху) и гематит(внизу). Железо добывается из руды в доменных печах. Этот процесс называется плавкой. В печи через слой железной руды, известняка и кокса продувают очень горячий воздух. Кокс представляет собой почти чистый углерод, его получают нагреванием угля. Углерод кокса соединяется с кислородом, образуя моноксид углерода, который затем «вытягивает» кислород из руды, оставляя чистое железо, и образует диоксид углеро­да. Это пример реакций восстановления. Руда, кокс и известняк поступают в печь. Известняк реагирует с имеющимися в руде примесями, образуя шлак. Внутри печи раскаленный воздух реагирует с углеродом. Образуется моноксид углерода. При этом температура в печи повышается до 2000°С. Затем оксид углерода реагирует с кислородом руды, восстанавливая ее до железа. Расплавленный шлак вытекает из нижней части печи. Его используют в строительстве дорог. В конце расплавленное железо выводится наружу. Доменная печь непрерывно функционирует 10 лет, пока её стенки не начнут разрушаться. Высота доменной печи 30 метров, толщина её стен 3 метра.

Железо, получаемое из руды, содержит углерод (около 4%) и другие примеси, в частности серу. Примеси делают желе­зо хрупким, поэтому большую его часть перерабатывают в сталь. При этом из железа удаляют­ся примеси. В стальных скрепках около 0,08% углерода. Инструменты делают из стали, содержащей хром, ванадий и до 1% углерода. Сталь получают при воздействии на расплавленное железо кислорода. Часто в железо добавляют небольшое количество стального лома. Кислород реагирует с углеродом, содержащимся в железе, при этом образуется моноксид углерода, используемый как топливо. После очистки в стали остается не более 0.04% углерода; его количество зависит от марки стали. Сталь получают также путем переплавки стального лома в дуговой электропечи. Для получения стали расплавленное железо и стальной лом заливают в печь, называемую конвертером. В конвертер под высоким давлением закачивается почти чистый кислород. При его реакции с углеродом получается моноксид углерода (см. так же статью «Химические реакции«). Другой способ получения стали — переплавка стального лома в дуговой электропечи. Мощный электрический ток (см. статью «Электричество«) расплавляет лом. Расплавленный шлак вытекает из нижней части печи. Его используют в строительстве дорог.

Сплавы

Сплавом называется смесь двух или бо­лее металлов или металла и иного вещества. Так, латунь — это сплав меди и цинка. Латунь прочнее меди, ее легко обрабатывать, и она не подвержена коррозии. В чистых металлах атомы «упакованы» в тесные ряды (рис. слева). Ряды могут скользить относительно друг друга, что делает металл мягким. При резких сдвигах рядов металл ломается. В сплаве другие атомы укрепляют металл (см. рис. справа), т.к. сдвиг рядов уже невозможен. Поэтому сплавы прочнее чистых металлов.

Многие металлы сами по себе чересчур мягкие, чтобы их можно было использовать, зато их сплавы могут выдерживать большое давление и высокие температу­ры (см. статью «Тепло и температура«). Сталь — это сплав железа и углерода, неметалла. Добавляя небольшие количества других металлов, можно получить разновидности стали. Ножи и вилки делают из нержавеющей стали — сплава стали, хрома и никеля. Сплавы стали с марганцем чрезвычайно прочны и используются в промышленности для изготовления режущих инструментов. Алюминиево-магниевые сплавы лег­ки, прочны и не подвержены коррозии. Из них делают велосипеды и самолеты (см. статью «Полет«).

Важнейшие металлы и сплавы

Алюминий. Очень легкий серебристо-белый металл, не подверженный коррозии. Его получают из бокситов путем электролиза. Из алюминия делают электропровода, самолеты, корабли (см. статью «Плавучесть«), автомобили, банки для напитков, фольгу для приготовления пищи. Алюминиевые банки для напитков очень легкие и прочные.

Латунь. Ковкий сплав меди и цинка. Из латуни делают украшения, орнаменты, музыкальные инструменты, винты, кнопки для одежды.

Бронза. Известный с древнейших времен ковкий, не подверженный коррозии сплав меди и олова.

Кальций. Мягкий серебристо-белый металл. Входит в состав известняка и мела, а также костей и зубов животных. Кальций в человеческом организме содержится в костях и зубах. Он использует­ся в производстве цемента и высоко качественной стали.

Хром. Твердый серый металл. Ис­пользуется в производстве нержавеющей стали. Хромом покрывают металлические изделия в защитных целях и для придания им зеркального блеска.

Медь. Ковкий красноватый металл. Из меди делают электропровода, резервуары для горячей воды. Медь входит в со­став латуни, бронзы, мельхиора.

Мельхиор. Сплав меди и никеля. Из него делают почти все «серебряные» монеты.

Золото. Мягкий неактивный ярко-желтый металл. Используется в электронике и в ювелирном деле.

Железо. Ковкий серебристо-белый ферромагнетик. Добывается в основном из руды в доменных печах. Используется в инженерных конструкциях, а также в производстве стали и сплавов. В нашей крови тоже есть железо.

Свинец. Тяжелый ковкий ядовитый синевато-белый металл. Добывается из минерала гале­нита. Из свинца делают электрические батареи, крыши и экраны, защищающие от рентгеновских лучей.

Магний. Легкий серебри­сто-белый металл. Горит ярко-белым пламенем. Используется для сигнальных огней и фейерверков. Входит в состав легких сплавов. В праздничных ракетах есть магнии и другие металлы.

Ртуть. Тяжелый серебристо-белый ядовитый жидкий металл. Используется в термометрах, входит в состав зубной амальгамы и взрывчатых веществ.

Платина. Ковкий се­ребристо-белый неактивный металл. Ис­пользуется в качестве катализатора, а так­же в электронике и в производстве ювелирных изделий. Платина не вступает в реакции. Из нее делают украшения.

Плутоний. Радиоактивный металл. Образуется в ядерных реакторах при бомбардировке урана и используется в производстве ядерного оружия (см. статью «Ядерная энергия и радиоактивность«).

Калий. Легкий серебристый металл. Очень химически активен. Калиевые соединения входят в состав удобрений.

Серебро. Ковкий серовато-белый металл. Хорошо проводит тепло и электричество. Из него дела­ют украшения и столовые приборы. Входит в состав фотоэмульсии (см. статью «Фотография и фотоаппараты«).

Припой. Сплав олова и свинца. Плавится при сравнительно низкой температуре. Используется для спайки проводов в электронике.

Натрий. Мягкий серебристо-белый хими­чески активный металл. Входит в состав поваренной соли. Используется в производстве натриевых ламп и в химической промышленности.

Сталь. Сплав железа с углеродом. Широко применяется в промышленности. Нержа­веющая сталь — сплав стали с хромом — не подвержена коррозии и используется в авиакосмической индустрии (см. статью «Ракеты и космические аппараты«).

Олово. Мягкий ковкий серебристо-белый металл. Слоем олова сталь защищают от коррозии. Входит в состав таких сплавов, как бронза и припой.

Титан. Прочный белый ковкий металл, не подверженный коррозии. Из титановых сплавов делают космические аппараты, са­молеты, велосипеды.

Вольфрам. Твердый серовато-белый металл. Из него изготавливают нити ламп накаливания и детали электронных приборов. Из стали с Нить вольфрамом делают накаливания режущие инструменты.

Уран. Серебристо-белый радиоактивный металл, источник ядерной энергии. При­меняется при создании ядерного оружия.

Ванадий. Твердый ядовитый белый металл. Придает прочность стальным сплавам. Используется как катализатор при производстве серной кислоты.

Цинк. Синевато-белый металл. Добывает­ся из цинковой обманки. Используется для гальванизации железа, производства электробатареек. Входит в состав латуни.

Переработка металлов

Переработка — это повторное использование сырья, способ сохранить природные ресурсы. Металлы легко поддаются переработке, т.к. их можно переплавить и получить металл такого же качества, как и тот, что получается непосредственно из руды. Переплавлять сталь и алюминий несложно и выгодно. Медь, олово, свинец также подвергают­ся переплавке. Железные и стальные предметы можно извлечь из кучи отходов при помощи сильного магнита. Большую часть стали для переработки добывают из старых автомобилей и станков, но часть ее получают из фабричных металлических опилок и даже бытовых отходов. Стальной лом смешивают с расплавленным железом и получают новую сталь.

Алюминий — не ферромагнетик, но алюминиевые отходы можно отделить от железного лома при помощи электромагнита. Больше половины банок для напитков делают из алюминия, полученного пу­тем переработки. Чтобы узнать, сделана банка из стали или алюминия, возьми магнит. К стальной банке он прилипнет, а к алюминиевой — нет. Переработка металлолома требует значительно меньше энергии, чем получение металла из руды, и отходов при переработке меньше. Теоретически металл можно перерабатывать сколько угодно раз. Для переработки алюминиевых банок необходимо в 20 раз меньше энергии, чем для производства нового алюминия.

www.polnaja-jenciklopedija.ru

Отличия стальных дверей ESTA

После того, как определены различия между стальными, железными и металлическими дверями, покупатель зачастую утрачивает энтузиазм: заведомо некачественная продукция отсеяна, а дальше — стальных дверей на рынке много, и все кажутся одинаковыми. Действительно, большинство производителей не занимается собственными разработками, позволяющими как-либо выделять их продукцию, и даже продавцы-консультанты вряд ли дадут вам развернутый комментарий в пользу того или иного бренда.

Компания ESTA имеет свой авторский взгляд на создание стальных дверей. Все 20 лет работы на российском рынке ее технологии и конструкции постоянно совершенствуются, чтобы потребитель мог получить уникальный продукт. Каталог стальных дверей ESTA включает пять основных серий и несколько специальных. Каждая дверь может быть укомплектована дополнительными средствами защиты и эксплуатации, а вариантов отделки — несколько сотен. Конструкции ESTA идеально регулируются и прочно устанавливаются в любые дверные проемы, включая мраморные и деревянные. Монтажная рама крепится в 14 точках опоры. Главный короб изготовлен из усиленной стали, а неподвижный порог придает ему дополнительную прочность. Возможно изготовление дверей по уникальной технологии INVISIBLE — со скрытыми итальянскими петлями и коробом специальной конструкции. Такая дверь практически сливается с плоскостью стены, имеет элегантный внешний вид и повышенную взломостойкость, обеспечивает «эффект холодильника» без второго контура уплотнителя. Дверь закрывается герметично, не пропуская посторонние звуки и запахи.

Продукция ESTA — единственная на мировом рынке, в которой успешно сочетаются российские и итальянские инженерные разработки. В магазине готовых решений ESTA можно приобрести наиболее популярные варианты, а также двери по акциям — со скидкой или уценкой.

У вас появились вопросы?

Мы всегда рады новым клиентам и готовы проконсультировать вас по любым вопросам касающихся нашей широкой линейки стальных дверей и другой дополнительной продукции.

Железо и сталь — важнейшие металлы. Сталь получают из железа. Из нее делают множество предметов — от нефтяных вышек до канцелярских скрепок. Наряду с 80 чистыми металлами людям известно немало сплавов — смесей металлов, качества которых отличаются от качеств чистых металлов. Башенные краны, мосты, другие сооружения делают из стали, содержащей до 0,2% углерода. Углерод делает сталь прочнее, причем она сохраняет ковкость. Сталь покрывают краской для защиты от коррозии.

Железо и сталь

Железо — это элемент. Его добывают из руды — соединения железа с кислородом. Большая часть добытого железа идет на производство стали, сплава железа с углеродом. Наиболее распространенные железные руды: магнетит(вверху) и гематит(внизу). Железо добывается из руды в доменных печах. Этот процесс называется плавкой. В печи через слой железной руды, известняка и кокса продувают очень горячий воздух. Кокс представляет собой почти чистый углерод, его получают нагреванием угля. Углерод кокса соединяется с кислородом, образуя моноксид углерода, который затем «вытягивает» кислород из руды, оставляя чистое железо, и образует диоксид углеро­да. Это пример реакций восстановления. Руда, кокс и известняк поступают в печь. Известняк реагирует с имеющимися в руде примесями, образуя шлак. Внутри печи раскаленный воздух реагирует с углеродом. Образуется моноксид углерода. При этом температура в печи повышается до 2000°С. Затем оксид углерода реагирует с кислородом руды, восстанавливая ее до железа. Расплавленный шлак вытекает из нижней части печи. Его используют в строительстве дорог. В конце расплавленное железо выводится наружу. Доменная печь непрерывно функционирует 10 лет, пока её стенки не начнут разрушаться. Высота доменной печи 30 метров, толщина её стен 3 метра.

Железо, получаемое из руды, содержит углерод (около 4%) и другие примеси, в частности серу. Примеси делают желе­зо хрупким, поэтому большую его часть перерабатывают в сталь. При этом из железа удаляют­ся примеси. В стальных скрепках около 0,08% углерода. Инструменты делают из стали, содержащей хром, ванадий и до 1% углерода. Сталь получают при воздействии на расплавленное железо кислорода. Часто в железо добавляют небольшое количество стального лома. Кислород реагирует с углеродом, содержащимся в железе, при этом образуется моноксид углерода, используемый как топливо. После очистки в стали остается не более 0. 04% углерода; его количество зависит от марки стали. Сталь получают также путем переплавки стального лома в дуговой электропечи. Для получения стали расплавленное железо и стальной лом заливают в печь, называемую конвертером. В конвертер под высоким давлением закачивается почти чистый кислород. При его реакции с углеродом получается моноксид углерода (см. так же статью «Химические реакции«). Другой способ получения стали — переплавка стального лома в дуговой электропечи. Мощный электрический ток (см. статью «Электричество«) расплавляет лом. Расплавленный шлак вытекает из нижней части печи. Его используют в строительстве дорог.

Сплавы

Сплавом называется смесь двух или бо­лее металлов или металла и иного вещества. Так, латунь — это сплав меди и цинка. Латунь прочнее меди, ее легко обрабатывать, и она не подвержена коррозии. В чистых металлах атомы «упакованы» в тесные ряды (рис. слева). Ряды могут скользить относительно друг друга, что делает металл мягким. При резких сдвигах рядов металл ломается. В сплаве другие атомы укрепляют металл (см. рис. справа), т.к. сдвиг рядов уже невозможен. Поэтому сплавы прочнее чистых металлов.

Читать также: Расшивка кабеля на кросс по цветам

Многие металлы сами по себе чересчур мягкие, чтобы их можно было использовать, зато их сплавы могут выдерживать большое давление и высокие температу­ры (см. статью «Тепло и температура«). Сталь — это сплав железа и углерода, неметалла. Добавляя небольшие количества других металлов, можно получить разновидности стали. Ножи и вилки делают из нержавеющей стали — сплава стали, хрома и никеля. Сплавы стали с марганцем чрезвычайно прочны и используются в промышленности для изготовления режущих инструментов. Алюминиево-магниевые сплавы лег­ки, прочны и не подвержены коррозии. Из них делают велосипеды и самолеты (см. статью «Полет«).

Чем отличается сталь от железа

Сталь отличается от железа присутствием углерода. По сути, сталь – это сплав углерода и железа. В стали содержится довольно высокий процент углерода. Железо – относится к простым веществам, поэтому содержание углерода в нем исключено. В природе чистое железо – большая редкость. Более того, даже человек почти не использует чистое железо для получения изделий.

Определение

Железо – химический элемент и простое вещество, практически не встречающееся и не использующееся в чистом виде.

Сталь – особые сплавы, основа которых железо, обогащенное разными химическими элементами. В стали содержится до 2,14 % углерода. Сплавы железа, обогащенные углеродом, утрачивая вязкость и пластичность, приобретают твердость и прочность.

Сравнение

Железо в чистом виде не применяется. В этом виде его используют в лабораториях для постановки химических опытов и серьезных научных экспериментов. Дело в том, что смешение понятий «железо» и «сталь» произошло в народе. Люди отожествили сталь с железом, называя и то и другое «железом». Когда говорят о железе, на самом деле ведут речь о стали.

В зависимости от того, для какой цели предназначена сталь (сплав железа и каких-либо химических элементов), ей задают требуемые свойства, которые наилучшим образом отвечают складывающимся условиям эксплуатации.

Все находится в зависимости от тех химических элементов, которые добавят при выплавке стали и от того, какое их количество будет внесено в сплав. Сталь обогащают молибденом и кобальтом, вольфрамом и хромом, а также иными элементами. Изменяя состав стали, производят титановый сплав и нержавеющую сталь.

Кроме того, выпускают легированные стали, применяемые в авиации, где не обойтись в конструкциях без сверхпрочных элементов, к примеру, стоек шасси. В высоколегированную сталь добавляют легирующие элементы и углерод. Стали с легирующими элементами содержат минимум 45 % железа.

Железо в отличие от стали легко поддается коррозии.

Выводы TheDifference.ru

1. Железо существенно отличается от стали. Оно обладает совершенно иными свойствами.
2. Железо, в отличие от стальных сплавов, более подвержено корродированию.
3. Чистое железо не используют в быту и промышленности. С чистым железом работают только в химических лабораториях.

thedifference. ru

Чем отличаются

Металл и химический элемент

Вещество можно увидеть, потрогать, охарактеризовать его физические свойства. Их можно использовать для изготовления различной продукции. Вступая в химические реакции, вещества утрачивают свои прежние характеристики, приобретают новые. Химический элемент – это совокупность атомов определённого строения. Атомы – мельчайшие частицы вещества, поэтому увидеть, потрогать их нельзя. Соединяясь друг с другом, атомы образуют простые вещества.

Металл и железо, как простое вещество

Железо проявляет все свойства, характерные для металлов. Но имеет чёткие характеристики свойств:

• Так температура его плавления 1539 градусов.
• Намагничивается, может долгое время сохранять данное свойство.
• Для него характерно явление изотопии. Существует в четырёх модификациях, отличающихся внутренним расположением частиц.
• При высокой температуре, влажной атмосфере легко ржавеет. Покрывается при этом рыхлым слоем гидроксида, оксида, которые не препятствуют дальнейшему разрушению изделия.
• Относится к металлам средней активности. Реагирует с простыми и сложными веществами, проявляя восстановительные свойства.
• В реакциях может иметь разные степени окисления. Она зависит от реагента.
• Взаимодействует с неметаллами, кислотами, солями.

как сделать крепче железо например Нож?

Отпоять припоять закалить в масле есть ещё варианты?:)

есть много техник приготовления качественной стали (дамасская, булат и т. д. ) Подробности через гугл. Просто закалять нож ничего не даст. нуждо взять железо, соблюдая технологию обработать его и получить нож=)

Закалка в воде или масле (более пластично) действительно делает железо более прочным, но и более хрупким. Все остальные характеристики прочности дают добавки в железо (сталь) , такие как хром, ванадий, вольфрам.

Еще есть цементация, цианирование. Кстати, прочитай самый свежий интернет журнал «Домашняя лаборатория». Там очень интересные статьи про дамасскую сталь.

Железо можно упрочнить (особенно дома) — разве что, постучав молотком. Закалить его, скорее всего, не удастся. Да и ножи из него никто не делает — слишком мягкое. А вот из стали — да. Но чтобы правильно закалить сталь, надо знать её марку.

Из низкосортной стали оружейную не сделаешь, как и из говна конфету, закалка лишь немного улучшит ее твердость. Лучше для изготовления ножа изначально взять хорошую сталь, например выпускной клапан ЗИЛа или др, или рессору а лучше нож от комбайна, если делать меч. Можно и напильник но он слишком хрупкий.

анодировать https://www.posudograd.com.ua/files/products/si-5006.800×800.jpg?b3dca9095cc7b14c486cce60d3af0181

touch.otvet.mail.ru

Что крепче цинк или метал? Кухонное оборудование из цинка и метала, что практичнее?

Вспомнилось как готовясь к рыбалке нарезал ножницами свинцовую броню от кабеля на грузила. Подходит моя бабуля 1917 года рождения и с ужасом заявляет: -Ты очертенел, железо ножницами резать?! — Баб, свинец не железо. — А что ж это по твоему??? И кухонное оборудование, скорее всего будет из цинковоалминиевомедного сплава.

чаво чаво? цинк значится уже не металл?

Практичнее из цинка. Крепче из метала.

ты наверно хотел сказать сталь

Товарищ, вы дурак?

Цинк легко растворяется в органических кислотах. Так что готовить в такой посуде чревато…

и давно цинк не метал?

Цинк — это металл Для приготовления пиши нельзя использовать пасуду с цинковым покрытием. Мало того что цинк быстро окислится, и останется голое железо, так еще и большинство, в смысле все соли цинка ядовиты, просто в разной степени.

надо обьяснить слово МЕТАЛ иначе непонятно о чём речь

1. цинк это металл тоже однако…. в школе на химии изучают таблицу Менделеева где ты был интересно знать? 2. из цинка ничего не делают только из оцинковки для защиты от коррозии следовательно на гавнистую сталь наносят цинк. 3. цинк покрывается оксидами и все это чудо попадает в еду так же вредно как и алюминий при постоянном использовании. 4. цинк не реагирует с обычной водой, но реакция начинается с дегазированной водой следовательно кипятить в них ничего нельзя 5. брать нержавейку это будет дороже оцинкованного говна.

Прошлым летом делали ремонт на даче, ездить по магазинам выбирать материалы не было времени, поэтому заказывали все по телефону. деталей нужно было много и разных, объяснять их параметры по телефону было чуток неудобно.. боялись, что потом будут какие то неточности. Но к моему приятному удивлению все привезли точно как и было в заказе, ничего не перепутали, товар без дефектов. Брали круг оцинкованный

конечно же для кухонного оборудования только нержавеющая сталь https://www.sandra-metallurg.com

touch.otvet.mail.ru

Как производится железо – Лесное хозяйство и земледелие Шотландия

Что такое железо?

Железо представляет собой металлический элемент (обозначение в периодической таблице: Fe) с температурой плавления от 1150 градусов Цельсия и выше.

Это четвертый по распространенности элемент в земной коре, но он встречается скорее в виде железной руды, чем в виде пригодного для использования металла. Железная руда бывает разных форм и выглядит как камень. Это смесь железа, кислорода и других элементов, смешанная с песками и глинами.

Изображение справа: руда добывается из колокольных карьеров в Уилсонтауне.

Чтобы получить пригодный для использования металл, металлургический завод должен избавиться от нежелательных компонентов этой смеси и сохранить как можно больше железа, производя более чистый металл.

Развитие процесса производства железа

Производство железа пришло в Британию из Европы и Ближнего Востока около 450 г. до н.э. В то время для этого процесса требовались только железная руда, древесный уголь и глина. Энергия воды использовалась для приведения в действие мехов и молотов с 13 века, а доменная печь была введена в 15 веке в Бельгии.

Древесный уголь использовался там, где была древесина в наличии, но в районах, где не было большого количества леса, уголь был возможным топливом для доменных печей. Уголь обычно содержит серу, а это означает, что железо, изготовленное из угля в качестве топлива, также будет содержать серу. Это нормально для чугуна, но бесполезно для кованого железа.

Кокс представляет собой более чистую форму углерода и не содержит серы. Он производится путем частичного сжигания угля. Кокс был впервые использован в доменных печах в 1708 году, и Wilsontown Ironworks с самого начала использовала кокс в качестве топлива для своих доменных печей.

Рецепт изготовления железа

Рабочие, работавшие в загрузочном цехе доменных печей, были, пожалуй, самыми квалифицированными рабочими на металлургическом заводе. Они не будут местными и, возможно, даже не шотландскими. Их работа заключалась в том, чтобы гарантировать, что правильное количество различных ингредиентов было добавлено в нужное время в доменные печи – большие печи, используемые для приготовления смеси железа.

В идеале доменные печи должны работать 24 часа в сутки, семь дней в неделю. Их взрывали только тогда, когда требовался ремонт и техническое обслуживание.

Ингредиентами для изготовления пригодного для использования железа были известняк, железняк, кокс и воздух. Кокс является топливом, а железная руда обеспечивает железную руду. Железный камень сначала обжигают в кальцинирующих печах, расположенных рядом с доменными печами, для удаления примесей. Воздух, или дутье, вдували в доменную печь мощные паровые машины. (Они использовали холодный воздух до 1828 года, когда в Уилсонтауне было обнаружено, что горячее дутье дает железо более высокого качества).
Воздух необходим для поддержания горения смеси внутри топки. Известняк добавляется потому, что он соединяется с примесями в железной руде, действует как флюс. Эта смесь известняка и примесей называется шлаком, она не нужна и была удалена из доменных печей путем открытия крана, из которого вытекал шлак, когда он всплывал наверх смеси. Схема печи в Уилсонтауне 9.0003

После нагревания смеси в течение необходимого периода времени и выпуска шлака в нижней части доменной печи открывался кран, из которого вытекал расплавленный чугун. Ему будет позволено стекать в подготовленные песчаные пласты, называемые свинарниками, где он будет застывать. Так они делали свинарник, названный так потому, что расположение свинарников, как говорили, напоминало свиноматку с кормящимися поросятами.

Внутри доменной печи

После того, как чугун был произведен в доменных печах, часть его отправлялась на перерабатывающие заводы, а затем в кузницу и прокатный стан.

Нефтеперерабатывающие заводы

В Уилсонтауне было два очистительных завода, где чугун сначала подвергали струе воздуха, чтобы выжечь некоторые примеси перед образованием лужи. Очистительные заводы должны были находиться недалеко от того места, где железо выходит из доменной печи, и удобно располагались для того, чтобы железо можно было доставить через водопропускную трубу в кузницу для плавки. После рафинирования металл охлаждали в цистерне или корыте с водой.

Кузница

Фрагмент кузницы в УилсонтаунеКузница — это здание, где металл нагревают и придают ему форму.

Это здание было впервые построено в 1790/1 по планам, составленным Джоном Ренни, который в то время работал инженером в Boulton and Watt. Он стоял напротив водопропускной трубы от доменных печей. В его основе стояло машинное отделение с 2-мя паровыми машинами 1810 года, одной одиночной и одной двойной мощности. Один из этих двигателей был подержанным, он был куплен в Литейном заводе короля и королевы в Ротерхайте, принадлежавшем в то время компании Gardner, Manser & Co. Вероятно, он начал работать в кузнице в Уилсонтауне в августе 179 г.1.

Первоначально кузница содержала ручные молоты, пояса и украшения для рафинирования железа, но этот метод стал невыгодным. Поэтому после того, как компания John Wilson Snr & Sons вступила во владение, они установили новое оборудование, в том числе паровой двигатель, пудлинговые печи и 2 новых молота. Возможно, они также изменили здание.

В 1810 году двигатели теперь давали мощность для работы 3 кровельных молотов и одного волочильного молота. Также в кузне в это время было 10 пудлинговых печей, 2 шаровые печи и одна шаферная.

Железо будет доставляться в кузницу с перерабатывающих заводов и перерабатываться в пудлинговых печах для выжигания (в основном) углерода. После этого теперь уже сырое ковкое железо повторно нагревали в шаровой печи или каменной кладке перед тем, как его ковали (чеканили) для удаления окалины и, наконец, вытягивали в блюмы для отправки на прокатные станы. Для этого может потребоваться несколько «заездов». По этой причине рафинирование, пудлинг, ковка и, наконец, прокатка должны были происходить одновременно.

Молоты были двух типов – ручные и наклонные. Для строповки они были ручного типа и приводились в действие кулачками с оси, которые поднимали нос (молотковый конец) непосредственно с точкой опоры, закрепленной на другом конце. Это работало медленнее, чем наклонный молот, но давало более тяжелый удар. Наклонный молоток использовался для рисования и давал более быстрый, но более мягкий удар. В этом типе точка опоры находилась посередине; при нажатии на хвост молоток на противоположном конце поднимался за счет рычага, действующего через точку опоры.

Перемещение железа внутри кузницы осуществлялось тачками, одной четырехколесной и тремя двухколесными повозками по чугунным «колеям». Вокруг горна располагалось 14 водяных ящиков (чаш) для охлаждения рабочих инструментов.

Прокатный стан

Детали прокатного стана в УилсонтаунеПрокатный стан — это завод по формовке металла путем пропускания его между парами валков.

Прокатный стан лежал рядом с кузницей на севере. Перед подачей в прокатный стан блюмы из кузнечного цеха взвешивались. Прокатный стан, по-видимому, был построен примерно в 1802–1804 годах и описывался как открытый с каменными колоннами через соответствующие промежутки и аркой между ними. Из-за большой покрываемой площади крыша поддерживалась внутри на чугунных столбах и, вероятно, имела кованые фермы, которые крепились к стенам стеновыми плитами. Внутренние тонкие чугунные колонны позволяли перемещать материалы внутри; как и в кузне, пол был выложен чугунными плитами, чтобы предотвратить повреждение при перемещении железа.

Мельница приводилась в движение паровой машиной одностороннего действия с массивным маховиком диаметром 24 фута. Двигатель мельницы был расположен по центру, так что три пары валков торговых прутков могли лежать по одну сторону от главного привода, а три пары, предназначенные для простой работы (котельная плита, лист и обруч), – по другую. С этой стороны также была пара болтовых роликов с фрезами, отработанными эксцентриком. Токарный станок для возврата валков в исходное состояние (валки имели тенденцию изнашиваться неравномерно) также приводился в движение от двигателя.

В инвентарной описи 1813 года перечислено такое оборудование, как 100 щипцов и крюков, которые использовались для вытаскивания железа между проходами. Между каждым проходом железо нуждалось в повторном нагреве, и для этой цели существовали печи. После прокатки готовое железо собирали на 2-х связочных скамьях весом более ½ тонны каждая, но для той же цели имелась и длинная деревянная скамья: возможно, она предназначалась для котельных плит, которые легче царапались.

Что делали в Уилсонтауне?

Список клиентов Wilsontown Ironworks отсутствует, но мы знаем об одном или двух клиентах, напр. Ричард Кроушей, купивший прутковый прокат. Уилсоны продавали свое железо через торговцев железом, у которых были большие склады, такие как Джеймс Пилланс в Лейте. Мы знаем, что железо из Уилсонтауна шло на склады в Лейте, Глазго и Лондоне.

Продукция:

•     Чугун – продан другим литейным заводам
•     Чугунные изделия, такие как дробь (4-18 фунтов) для пушек, оси, трубы
•     Железный пруток / Кованое железо / Торговый прут
•     Цветы – куплены другими металлургическими заводами/литейными заводами
•     Котельные и прочие плиты
•     Железный обруч – например, для бочек
•     Листовое железо
•     Железные стержни
•     Балласт для судов
•     Особые товары для местной продажи
•     Гвозди – проданы торговцу скобяными изделиями в Эдинбурге

Железо – Энергетика Образование

Energy Education

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Рис. 1. Железо с атомным номером 26 и атомным весом 55,845. ^[1]

Железо ( Fe ) является 26-м ^-м -м элементом в периодической таблице и используется людьми более 5000 лет. ^[1] Это один из самых распространенных металлов на Земле, составляющий 5,6% земной коры и почти все ядро ​​Земли.

Некоторые полезные свойства железа включают: ^[1]

Атомный вес	55.845
Плотность (при 0 o С)	7,874 г/см 3
Температура кипения	3134 К
Температура плавления	1811 К
Воплощенная энергия [2]	20-25 МДж/кг

Железо сыграло ключевую роль в истории человечества, поскольку те, кто мог использовать его для изготовления оружия, инструментов и других материалов, получали экономическую и политическую власть. ^[3] В современном обществе железо является самым важным из всех металлов, так как оно используется для изготовления различных типов стали, которая используется в самых разных областях. Сталь используется для изготовления скрепок, небоскребов и всего, что между ними. ^[1]

Железо также является важным элементом в жизни растений и животных. У растений он играет роль в создании хлорофилла, а у человека играет решающую роль в сосудистой системе.

Энергетическое использование железа в обществе

Рисунок 2. Арматура, сокращение от «арматурный стержень», изготавливается из железа (не чистого железа, а его сплава, стали), используется для армирования бетона. ^[4]

Железо составляет 95% всего тоннажа металла, производимого в мире, при этом ежегодно производится более 500 миллионов тонн нового железа и 300 миллионов тонн переработанного железа. ^[5] Такой выпуск железа возможен благодаря огромным запасам железа на Земле, превышающим 100 миллиардов тонн. Большая часть добычи ведется в Китае, Бразилии, Австралии, России и Украине.

Около 18% мирового промышленного энергопотребления приходится на добычу, переработку и производство изделий из железа и стали. ^[6] С точки зрения фактической энергии, он использует около 19 из 106 эксаджоулей (10 ¹⁹ джоулей), вводимых в промышленный сектор каждый год.

Железо имеет воплощенную энергию 20-25 мегаджоулей на килограмм (МДж/кг), ^[2] , что является энергией, необходимой для его извлечения, очистки и обработки. Таким образом, годовое потребление энергии для получения железа составляет примерно 10 эксаджоулей.

Чтобы узнать больше о том, что происходит с железом после его добычи, см.: Сталь

Магнитные свойства

Железо — один из немногих элементов, проявляющих ферромагнетизм . Молекулярная структура железа такова, что существует доменов электронов, которые выстраивают свои спины, что приводит к сильно локализованным магнитным полям. Однако эти домены часто ориентированы случайным образом, поэтому объемный материал не проявляет магнитных свойств. Интересная характеристика материала возникает, когда к железу прикладывается внешнее магнитное поле, в результате чего эти домены выстраиваются в линию друг с другом, и говорят, что материал намагничивается. ^[7]

Ферромагнитные материалы, такие как железо, очень полезны в повседневной жизни, а также в специальных приложениях. Обычное использование включает электродвигатели, генераторы, трансформаторы, телефоны и динамики. ^[8]

Стабильность ядер

Группа железа (от хрома до никеля) содержит наиболее стабильные изотопы из всех элементов, имеющих самую высокую энергию связи на нуклон. ^[9] Значение этого имеет решающее значение для изобилия этих металлов во Вселенной, а также для производства всех более тяжелых элементов, которые образуются из сверхновых. Эти стабильные элементы останавливают ядерный синтез в тяжелых звездах, поскольку процесс синтеза больше не может выделять больше энергии, вызывая звездный коллапс и вызывая сверхновые. ^[10]

Видео

Приведенное ниже видео взято из проекта периодических видеороликов Ноттингемского университета. ^[11] Они создали полный набор коротких видеороликов о каждом элементе периодической таблицы элементов.

Ссылки

1. ↑ ^{1,0 1,1 1,2 1,3} Jefferson Labs. (По состоянию на 17 февраля 2016 г.). The Element Iron [онлайн], доступно: http://education.jlab.org/itselemental/ele026.html
2. ↑ ^{2.0 2.1} ЮНЕП. (19 августа 2015 г.). Экологические риски и проблемы антропогенных потоков и циклов металлов [онлайн]. Доступно: https://d396qusza40orc.cloudfront.net/metals/3_Environmental_Challenges_Metals-Full%20Report_36dpi_130923.pdf#96
3. ↑ Королевское химическое общество. (По состоянию на 17 февраля 2016 г.) [В сети], Доступно: http://www. rsc.org/periodic-table/element/26/iron.
4. ↑ Wikimedia Commons [в сети], доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:US_Navy_060616-N-9712C-009_Steelworker_3rd_Class_Robert_Sprague_ties_together_rebar_before_a_concrete_placement_on_a_bridge_project.jpg
5. ↑ Лентех. (По состоянию на 17 февраля 2016 г.). Железо (Fe) [Онлайн], доступно: http://www.lenntech.com/periodic/elements/fe.htm
6. ↑ МЭА (2014), « Мировые энергетические балансы », МЭА Мировая энергетическая статистика и балансы (база данных). DOI: http://dx.doi.org/10.1787/data-00512-en (По состоянию на февраль 2015 г.)
7. ↑ Гиперфизика. (По состоянию на 12 марта 2016 г.). Ферромагнетизм [Онлайн], Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/ferro.html
8. ↑ Британская энциклопедия. (По состоянию на 12 марта 2016 г.). ferromagnetism [онлайн], доступно: http://www.britannica.com/science/ferromagnetism
9. ↑ Гиперфизика. (По состоянию на 12 марта 2016 г. ). Наиболее прочно связанные ядра [Онлайн], Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/nucene/nucbin2.html
10. ↑ Гиперфики. (По состоянию на 12 марта 2016 г.). Ядерный синтез [Онлайн], доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/astro/nucsyn.html#c1
11. ↑ См. больше видео Ноттингемского университета по различным элементам здесь: http://www.periodicvideos.com/

Железо

Железо является вторым наиболее распространенным металлом в земной коре (после алюминия), и производится больше железа, чем всех других металлов вместе взятых. Руды, которые в основном представляют собой оксиды, восстанавливаются до железа углеродом (коксом) при высоких температурах в доменной печи. Более 98% из них превращаются непосредственно в сталь, даже не позволяя им затвердевать после выхода из печи, в которой они производятся. Относительно небольшое количество используется как чугун и кованое железо.

 

Использование железа

Очень небольшая часть железа используется в качестве чугуна. Он имеет чистоту около 92% и содержит некоторое количество углерода (2-5%), что делает его хрупким, вместе с небольшими количествами кремния (1-3%), марганца, фосфора и серы в качестве примесей. Он традиционно использовался для таких изделий, как радиаторы отопления, камины, желоба, тумбы и фонарные столбы. Однако из-за его хрупкости и склонности к ржавчине он был заменен другими материалами для большинства этих целей, хотя предметы из чугуна по-прежнему изготавливаются из-за их эстетических качеств.

Кованое железо содержит менее 0,15% углерода и было получено путем восстановления железной руды в твердом состоянии, а затем ковки для удаления шлака. Поскольку его можно было сгибать и придавать ему форму, его использовали для «традиционных» ворот, садовой мебели и других декоративных изделий. В настоящее время они изготавливаются в основном из стали, а настоящее кованое железо больше не производится в любых количествах.

Годовое производство чугуна

Быстрый экономический рост в Китае сопровождался расширением черной металлургии. Почти 50% всего производимого в мире железа производится в Китае, при этом около 1% производится в Великобритании.

Мир	1180 млн тонн
Китай	710 миллионов тонн
Япония	84 миллиона тонн
Индия	54 миллиона тонн
Россия	51 миллион тонн
Корея	47 миллионов тонн
Бразилия	30 миллионов тонн
Германия	28 миллионов тонн
США	26 миллионов тонн

Данные из:
U. S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, 2016.

Производство железа

Железо производится путем восстановления железной руды, которая часто представляет собой смесь оксидов, с использованием углерода, монооксида углерода и водорода. . В то время как доменная печь является доминирующим процессом восстановления, появляются другие технологии, которые работают в меньших масштабах. Они связаны с местами, где есть обильные запасы природного газа или низкосортного угля.

Производство железа состоит из двух стадий: подготовки сырья и восстановления оксида железа до железа.

(a) Подготовка сырья

Железо является одним из самых распространенных элементов на Земле, и его руды обычно содержат кислород, кремний, марганец, фосфор и серу. Основные минералы, присутствующие в рудах, включают гематит (Fe ₂ O ₃ ) и магнетит (Fe ₃ O ₄ ). Большая часть руды добывается в Австралии, Бразилии, Китае, Индии, России и США.
Большинство руд содержат более 60% железа и используются в минеральном состоянии в доменной печи. Руда, содержащая меньше этого количества, сначала дробится и измельчается в порошок, а затем концентрируется флотацией. Затем его скатывают в шарики и нагревают в печи, чтобы получить гранулы размером с мрамор. Этот процесс происходит рядом с шахтой, что снижает транспортировку отходов (глины и других силикатов) на большие расстояния.

Кокс, пористое твердое вещество, обеспечивает углерод для реакций восстановления, а также является основным топливом, используемым в печи. Производится на месте путем нагревания угля до температуры около 1200 К в отсутствие воздуха в течение до 20 часов в коксовой батарее. Остаток представляет собой кокс, и отгоняется ряд летучих соединений. Также производятся газ, каменноугольный газ (в основном окись углерода и водород) и черная смола, из которых могут быть получены полезные соединения, такие как бензол. Угольный газ используется в качестве топлива на месте.

Рис. 1. Железная руда и уголь, ожидающие использования в доменной печи в Эймейдене недалеко от Амстердама в Нидерландах.
С любезного разрешения Всемирной ассоциации производителей стали.

Кислород необходим для сжигания топлива (для создания высокой температуры), а также принимает участие в печных реакциях. Чтобы поддерживать температуру в печи, воздух проходит через трубу, огибающую печь ( труба-турнир ), а затем через сопла (фурмы 9).0400 ) в печь (рис. 3) при температуре около 1500 К. Сейчас во многих печах используется воздух, обогащенный кислородом, что снижает количество газов, проходящих через печь, а также обеспечивает завершение реакций.

В некоторых печах вместе с подогретым воздухом впрыскивается нефть или природный газ, заменяя до 40% кокса. Это снижает как зависимость от угля, так и потребность в переработке побочных продуктов коксовых печей, которые может быть трудно продать. В качестве альтернативы, тонкоизмельченный уголь можно вводить непосредственно в печь в виде жидкости, что устраняет необходимость в коксовых печах. Некоторые производители экспериментируют с использованием древесных отходов или пластика в качестве топлива.

(b) Восстановление оксида железа в железо (Доменная печь)

Доменные печи представляют собой крупные инженерные сооружения, частью которых является стальной цилиндр высотой до 30 м, облицованный специальным кирпичом, способным выдерживать очень высокие температуры. Они также имеют водяное охлаждение. Самая широкая часть печи, под в нижней части, обычно имеет диаметр 9 м, хотя может быть и больше. Печи работают более или менее непрерывно до 15 лет при давлении до 5 атмосфер и внутренней температуре свыше 2000 К. Они могут производить до 10 000 тонн жидкого чугуна в день, до 50 миллионов тонн в течение всего срока службы. печи.

Рис. 2 Доменная печь в Новолипецке (Группа НЛМК), Россия. С любезного разрешения Всемирной ассоциации производителей стали.

В доменной печи используется либо высокосортная железная руда, либо железорудные окатыши вместе с коксом и известняком. В современной доменной печи масса каждого компонента и время его добавления в печь контролируются компьютером, автоматически реагируя на условия, сложившиеся в это время в печи. Компоненты добавляют небольшими порциями каждые 10-15 минут в верхнюю часть печи.

В топке создается давление около 1,7 атм, что обеспечивает лучшее сгорание кокса и других видов топлива и более высокий выход железа.

Горячий воздух, обогащенный кислородом, вдувается в нижнюю часть, трубы известны как фурмы (рис. 3). Многие реакции происходят по мере того, как газы поднимаются вверх.

Кокс реагирует с кислородом в дутье с образованием монооксида углерода, восстановителя:

При использовании нефти или природного газа углеводороды образуют второй восстановитель, водород:

Рисунок 3. Доменная печь для восстановления железной руды до железа.

Температура внутри печи различна, самые высокие температуры наблюдаются внизу, а самые низкие — вверху, поэтому различные реакции протекают на разных уровнях печи.

В верхней части печи, при температуре около 750 К (ниже температуры плавления железа), соединения железа(III) восстанавливаются до железа(II) (например, Fe ₂ O ₃ до FeO) углеродом монооксид и водород. Ниже в печи, где горячее, восстановление до железа завершается.

Общие уравнения восстановления могут быть выражены как:

Расплавленное железо стекает вниз и собирается на дне печи. По мере опускания он поглощает углерод, фосфор, серу и небольшие количества других элементов, таких как марганец и кремний, из руд, кокса и известняка.
В участках печи, где температура выше 1150 К, известняк диссоциирует с образованием оксида кальция:

Оксид кальция, являющийся основанием, реагирует с кислыми примесями в руде, образуя алюмосиликатный шлак. Это также поглощает большую часть серы, присутствующей в различном сырье. Жидкий шлак стекает на дно печи, образуя слой поверх расплавленного чугуна.

Расплавленный чугун (чистота 90-95%, основная примесь – около 4% углерода) и жидкий шлак удаляются из горна через летки в основании печи.

Обычно расплавленный чугун направляют непосредственно на сталелитейный завод в виде 300-тонных загрузок в торпедообразных перегрузочных ковшах с огнеупорной футеровкой.

Рисунок 4 Доменная печь для производства чугуна: Для обеспечения дополнительной защиты используются специальные средства индивидуальной защиты. Этот металлургический завод в Пенсильвании, США, представляет исторический интерес, так как он начал производить сталь в 1875 г. С любезного разрешения United States Steel.

Шлак сливается каждые несколько часов, охлаждается и затем направляется на переработку для производства побочных продуктов, таких как цемент и изоляционные материалы, или для использования в дорожном строительстве.

Газ, выходящий из верхней части печи, содержит азот, монооксид углерода, диоксид углерода, водород, водяной пар и пыль. После удаления пыли газ, смешанный с природным газом, используется в качестве топлива для нагрева кирпичей, упакованных в «печки».

Рис. 5. Кирпичные печи используют тепло отходящих печных газов для предварительного нагрева
входящего воздуха перед его прохождением через дымоход
и фурмы в доменную печь.

Тепло от этих печей используется для предварительного нагрева дутья. Эти энергосберегающие мероприятия оказывают важное влияние на общую экономику работы доменной печи. Другие меры включают использование в дутье воздуха, обогащенного кислородом, использование углеводородов в качестве вспомогательного топлива, работу печи при более высоком давлении, сведение к минимуму использования известняка и подготовку сырья таким образом, чтобы происходили химические процессы в печи. быстрее и использовать минимальное количество топлива.

Удаление серы

Некоторым сталям требуется очень низкая концентрация серы, что может сделать их хрупкими и привести к разрушению конструкции. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Рубрики Винторезные станки Вопросы и ответы Карусельные станки Советы мастера Станок 1М63 Токарные станки Фрезерные станки Разное