Nguyên tắc chung để sản xuất gang : Khử sắt trong oxit bằng co ở nhiệt độ cao. Trong lò cao, sắt có hoá trị cao bị khử dần đến sắt có hoá trị thấp theo sơ đồ :

Fe 2 O 3  →  Fe 3 O 4  → FeO → Fe

Người ta nạp nguyên liệu vào lò cao thành từng lớp than cốc và lớp quặng (và chất chảy) xen kẽ nhau. Không khí nóng được đưa vào từ phía trên nồi lò đi lên.

Những phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình luyện quặng thành gang.

- Phản ứng tạo chất khử co : Không khí nóng được nén vào lò cao, đốt cháy hoàn toàn than cốc : C +  O 2  → CO 2

Khí  CO 2  đi lên trên, gặp than cốc, bị khử thành co :

CO 2  + C → 2CO

- CO khử sắt trong oxit sắt

3 Fe 2 O 3  + CO → 2 Fe 3 O 4  +  CO 2

Fe 3 O 4  + CO → 3FeO +  CO 2

FeO + CO → Fe +  CO 2

Sắt nóng chảy hoà tan một phần C, Si, P và S tạo thành gang.

Những phản ứng hoá học xảy ra trong quá trình luyện gang thành thép sẽ Không khí giàu oxi hoặc oxi sẽ oxi hoá lần lượt các tạp chất trong gang nóng chảy,

Trước hết, silic và mangan bị oxi hoá :

Si +  O 2  → Si O 2  ; 2Mn +  O 2  → 2MnO.

Tiếp đến cacbon, lun huỳnh bị oxi hoá :

2C +  O 2  → 2CO ; S +  O 2  → S O 2 .

Sau đó photpho bị oxi hoá : 4P + 5 O 2  → 2 P 2 O 5

Sau khi các tạp chất trong gang bị oxi hoá hết, sẽ có một phần sắt bị oxi hoá :

2Fe +  O 2  → 2FeO

Trước khi kết thúc quá trình luyện gang thành thép, cần thêm vào lò một lượng gang giàu mangan nhằm 2 mục đích sau :

- Mn khử sắt(II) trong FeO thành sắt : Mn + FeO → Fe + MnO.

- Gia tăng một lượng nhất định cacbon trong sắt nóng chảy để được loại thép có hàm lượng cacbon như ý muốn.

- Dùng cacbon oxit khử oxi sắt ở nhiệt độ cao trong lò luyện kim( lò cao)

-Các PTPƯ

C + O₂ → CO₂

C + CO2 -> 2CO

3CO + Fe2O3 -> 3CO2 + Fe

CaO + SiO2 -> CaSiO3

- Luyện gang thành thép: Oxi hóa một số kim loại, phin kim để loại khỏi gang phần lớn các ngtố C, Si, Mn, ....

- Các PTPƯ

FeO + C -> Fe + CO

Các pư bạn thêm nhiệt độ cao vào nha.

Khối lượng  FeCO 3  có trong quặng : 1.80/100 = 0,8 tấn = 800kg

Trong 116 kg  FeCO 3  có 56 kg Fe.

Vậy 800 kg  FeCO 3  có z kg Fe.

z = 386,207 (kg).

Khối lượng gang tính theo lí thuyết thu được : 386,207 x 100/96 = 406,534kg

H% = 378x100%/406,534 = 92,98%

Đáp án D

Ứng dụng :

- Gang xám chứa c ở dạng than chì, dùng để đúc các bệ máy, vô lăng.

- Gang trắng chứa ít cacbon hơn và cacbon chủ yếu ở dạng xementit ( Fe 3 C )? được dùng để luyện thép.

- Thép :

+ Thép mềm : làm thép sợi, đinh, bu lông, thép lá.

+ Thép cứng : làiĩ) các công cụ, một số kết cấu và chi tiết máy.

+ Thép hợp kim (thép đặc biệt): thép crom-niken dùng làm đồ dùng trong gia đình ; thép crom-vanađi dùng làm đường ống, các chi tiết động cơ máy bay và máy nén ; thép vonfam được dùng làm những dụng cụ cắt, gọt; thép mangan dùng làm máy nghiền đá, bộ ghi của đường sắt, bánh xe và đường ray tàu hơả ; thép silic chế tạo lò xo, nhíp ô tô...

So sánh hàm lượng các nguyên tố trong gang và thép.

Chọn đáp án C.

ĐÁP ÁN C

ĐÁP ÁN D

Chọn đáp án D.