Тема: Доменне виробництво чавуну

Мета: -навчальна: ознайомити учнів із принципами виробництва чавуну у доменному процесі,розглянути хімізм процесів доменної плавки,формувати вміння учнів складати рівняння хімічних реакцій виробництва чавуну і пояснювати умови їх проходження;

-розвиваюча: розвивати вміння аналізувати, порівнювати і систематизувати знання;

-виховна: розширювати коло наукового світогляду учнів

Тип уроку: урок засвоєння нових знань

Методи навчання: словесний, наочний

Обладнання: Періодична система хімічних елементів Д.І.Менделєєва, електрохімічний ряд напруг металів, таблиці, роздатковий матеріал.

Література: Граніна Т.М. Хімія. 9 клас: Плани-конспекти уроків.- Харків: Веста: Видавництво “Ранок”, 2003.-320с.

Буринська Н.М., Величко Л.П. Хімія.Пробний підручник для 9 кл. серед. загальноосвіт. шк..-Київ: Перун,1995-192с.: іл.

Підгаєцька І.//Хімія. Біологія, 2005,409,№13, С.8-9.

Хід уроку

1.Організаційний етап

2.Підготовка учнів до вивчення нового матеріалу:

- актуалізація опорних знань учнів

1)Які ви знаєте сплави металів на основі заліза і вуглецю?

2)Чим вони відрізняються між собою?

3)Які їх фізичні властивості?

- мотивація навчально-пізнавальної діяльності

Уявити свого життя без виробів, виготовлених із заліза, чавуну або сталі неможливо. Колись металеві вироби коштували дуже дорого. Ситуація змінилася, коли було розпочато добування чавуну і сталі у великих промислових масштабах. Як це проходить насправді? Про це ми дізнаємось на сьогоднішньому і наступних уроках.

- повідомлення теми уроку

Тема уроку “Доменне виробництво чавуну”

3. Вивчення нового матеріалу

- сприйняття інформації

(розповідь учителя)

Ще в давнину, кілька тисячоліть тому, металурги вміли добувати з руди м’який сорт сталі. Для цього в невеликих печах, які називають горнами, шарами вкладали залізну руду й деревне вугілля. Температура, необхідна для перетворення руди на метал досягалася за допомогою дуття. Наприкінці процесу утворювався метал, який піддавали куванню. У VXІІІ ст розпочалась промислова революція: почали будувати об’ємніше горна і застосовувати інтенсивніше дуття. Це привело до того, що в горнах утворювався побічний продукт – рідкий чавун. Пізніше був розроблений простий спосіб переробки чавуну на сталь: через рідкий чавун продували повітря. При цьому Карбон вигоряв і сплав набував пластичності.

З відкриттям способу переробки чавуну на сталь почали будувати більші печі і усю руду перетворювати на чавун.

Отже, можна зробити висновок, що виробництво чавуну – це вимушена проміжна стадія виробництва сталі.

Залізна руда, що складається з ферум оксидів, найчастіше F_e2O₃ , містить також пусту породу, до складу якої входять сполуки Силіцію(SіО₂ ) ,Мангану(МпО₂ ),Алюмінію(АІ₂О₃), Фосфору(Са₃ (РО₄) ₂ ), Сульфуру (FеS₂ ) та ін. Перед плавкою руду збагачують – видаляють з неї деяку частину пустої породи, великі шматки руди подрібнюють, а пилоподібну руду спікають з вугіллям – піддають агломерації.

Мозковий штурм:

Які ж хімічні процеси лежать в основі виплавки чавуну?

У доменній печі протікає велика кількість реакцій, які можна розділити на групи.1-а група реакцій – горіння коксу і утворення відновника – карбон (ІІ ) оксиду – з коксу і вуглекислого газу.

(Робота з підручником)

Учні виражають процеси відомими їм рівняннями реакцій.

(Розповідь учителя)

2-а група реакцій – відновлення ферум (ІІІ) оксиду карбон (ІІ) оксидом. Процес протікає протягом трьох послідовних стадій за схемою:

Fe₂O₃ – Fe₃O₄ – FeO - Fe

W (Fe) 70% 72% 76%

Учні виражають процеси перетворень відомими їм рівняннями реакцій самостійно.

3-я група реакцій – відновлення домішок. Завдяки цим реакціям багато елементів пустої породи переходить у чавун. Наприклад (учні наводять приклади рівнянь реакцій):

SiO₂ + 2C = Si + 2CO

MnO + C = Mn + CO

4 –а група реакцій – утворення чавуну.

3Fe + 2CO = Fe₃C + CO₂

Безпосереднє зєднання заліза з коксом протікає зі значною швидкістю в нижній частині печі, де відбувається виплавляння металу.

5 – а група реакцій – утворення шлаку. Флюси, під впливом високих температур розкладаються з утворенням основних оксидів СаО МgО. Вони реагують з кислотними або амфотерними оксидами SiO₂, АІ₂О_3. Наприклад (учні наводять приклад рівняння реакції):

CaO + SiO₂ = CaSiO₃

Утворені в процесі виплавляння силікати, алюмосилікати, деякі сульфіди утворюють побічний продукт доменного виробництва – шлак. Він накопичується на поверхні чавуну і запобігає його окисленню.

- розширення інформації

( самостійна робота учнів з підручником)

Розглянути будову доменної печі і процес її роботи.

- відтворення інформації

1)Яка будова доменної печі?

2)Охарактеризуйте роботу доменної печі.

- оперування поняттями (інтерактивний метод мозкового штурму)

Чому домна має вигляд башти?

Чим пояснити збільшення товщини стін домни в нижній частині?

Які ви знаєте технологічні особливості виробництва чавуну?

Які ви знаєте нововведення у виробництві автоматизації та механізації окремих операцій?

- узагальнення інформації

Отож, на уроці ми розглянули доменний процес виплавляння чавуну, зокрема хімізм процесів і будову доменної печі, навчались складати і характеризувати рівняння хімічних реакцій виробництва чавуну.