时间:2023-10-11 16:14:50
序论:在您撰写氧化铁的化学元素时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
关键词:炼钢;精炼;连铸;质量管理
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.001
高碳钢广泛用铸造各种精密工具、刀具、机械,在工业生产体系中有着不可或缺的位置。所谓高碳钢,是指碳含量约为0.60%到1.70%的特种钢材。高碳钢不仅坚硬,还有良好的淬火和回火性能。日常生活中的大锤、撬棒就属于高碳钢铸造工具的一种,钻头、铰刀等切割工具也是由高碳钢铸造而成。所不同的是,前者碳含量约为0.75%,后者含碳量约为1%。
作为高碳钢生产大国,国内的大部分钢铁企业都把高碳钢的质量控制放在首位,尤其是连铸技术出现以后,如果在智能化、自动化、机械化的生产过程中实现质量控制更是炼钢工艺的重中之重。本文首先对高碳钢的成分进行详述,在把握高碳钢成分的基础上对炼钢过程的质量控制进行分析,以钢铁制造企业有一定的参考意义。
1 高碳钢添加成分综述
在炼钢过程中,加入适量的碳元素固体而基本不加其他化合金属,经过热处理与冷拔之后,经过硬化而成形的钢坯就是高碳钢。这种钢材无论是硬度还是强度都强于一般钢种,且弹性较好,磨损及切口极限很高,还具有一定的削切性能,因此,被大范围使用。要确保高碳钢的质量,首先须从高碳钢的化学添加成分入手,各化学元素在高碳钢中起到的性能俱不相同,常用添加化学元素具体性能如下:碳元素C(提高强度)、硅元素Si(提高强度)、锰元素Mn(提高强度)、硫元素S(增大脆性、降低韧性、热脆性)、磷元素P(增大脆性、降低韧性、冷脆性)。
炼钢过程是一系列物理反应、化学反应的综合,因此,炼钢过程中,除了要注意各种化学元素的配比,还要注意空气中的主要气体元素对高碳钢性能的影响。空气中主要气体在炼钢过程中的来源、存在形式及相应的影响如下:氢元素(电离水可得,氢气溶解于表皮,表面气孔、增大脆性)、氮元素(电离空气可得,氮化物溶解于钢水,内部晶核、增大脆性)、氧元素(电离、还原可得,氧化物溶解与钢水、表皮,内部气孔、降低韧性)。
综上分析可得,各种化学元素通过主动或被动添加与炼钢过程中,都会对高碳钢的性能有所影响,因此,高碳钢质量的控制首先是添加化学元素的控制,这就需要机械操作人员在实际工作过程中根据实际情况而定,不可盲目操作。
2 高碳钢连铸过程的质量控制
钢丝是四大钢材中的一种,应用极为广泛。作为高碳钢的一种,本文以钢丝连铸过程为例,简述连铸过程的质量控制。
20世纪70年代,钢丝铸造技术以模铸生产方式为主,这种方式操作较为简单,但是生产效率不高;80年代后,钢水预处理工艺开始逐步应用,使得炼钢效率大为提升。此后,连铸小方坯技术逐渐问世,成熟的高碳钢丝质量也大为提高。
2.1 钢水预处理质量控制
钢水成分对钢丝质量影响巨大,对铁水进行预处理就是为了提高成品钢丝质量。钢水预处理工作的核心为脱硫,提高钢丝韧性。当前企业广泛采用的脱硫方法为喷吹法,通过严格喷水而后的钢水质量极高,可使含硫量降低至0.01%以下。
2.2 转炉冶炼质量控制
转炉冶炼过程其实就是炼钢过程的主体,目前国内企业主要通过以下两种方法进行该过程质量控制。
(1)高拉碳补吹法。这种方法主要对钢丝中的碳元素和硫元素、磷元素进行控制,从而取得最佳的炼钢效果。生产过程的前期材料可用高纯度铁水或者铁水与专业废钢的结合物,主要注意吹炼过程中的碳含量。碳含量的多寡通过道炉测温进行取样而判断,为了使碳含量的配比最为科学化,需要进行多次倒炉多次取样。值得注意的是,这种方法虽然可以保证碳含量科学化,却因为多次倒炉导致温度损失很大,提高了生产成本。另外,在多次倒炉后不利于温度控制,且氧化铁含量低,使出炉后的精炼工序开展困难。
(2)低拉碳增碳法。相比于高拉碳控制过程,低拉碳过程较为简单。低拉碳增碳法放碳过程只有两次,即在钢水注入前一次性加入所需碳量,一般约为0.07%-0.15%,连铸后再次加入碳粉。这种方法操作简单,要求炉温较高,脱磷效果较好,且对后期的精炼有较大的促进作用。不足的是这种方法是成品刚韧性受到影响,所以要求操作人员有极高的操作水平、观测水平。
2.3 脱氧过程质量控制
钢水凝固后,钢水中经过电离反应产生的氧元素会以氧化铁的形式分布在成品晶界上,使陈品高碳钢的可塑性受到影响。此外,氧化铁和伴生物硫化铁共同作用于成品高碳钢会发生热脆现象,因此,脱氧过程也是高碳钢连铸工艺质量控制必不可少的步骤。
一般钢铁企业都通过化学方式进行脱氧,所不同的是有铝脱氧和无铝脱氧。有铝脱氧是指通过硅铁,锰铁,和少量铝热剂进行反应,达到脱氧效果。无铝脱氧是指只用硅铁和锰铁进行反应,达到脱氧效果。在具体操作过程中,究竟用那种方式脱氧还需视具体情况而定。
2.4 精炼过程质量控制
精炼是高碳钢连铸过程的最后一步,通过精炼,高碳钢的性能进一步优化并固定,此过程进行质量控制同样必不可少。
一般的精炼或者二次精炼都才用钢包吹炉法,目的在于控制炉渣碱度。一般的低碱度数值为1,高碱度数值为2-3,主要依据为检测炉渣中氧化钙、二氧化锌等碱性物质的含碱度。
3 结语
关键词:主线;暗线;活动;化学课堂
文章编号:1008-0546(2014)11-0039-04 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.11.014
一、问题提出的背景
在化学教学中,教师应该创设有效的课堂教学情境,推进学生积极主动地参与化学课堂,全面提高学生的化学学科素养,而达成这一目标必须要对教学内容进行精心设计。在进行教学设计时可以从“主线”与“暗线”的视角出发,“主线”即知识线,是直接用文字、插图等形式写在教材里的知识的串联与整合,反映着知识的纵向、横向联系,是学科知识传承的载体,是贯穿一节课上、下的纽带;“暗线”即思想、方法线,是从某些具体的化学事实性知识以及对化学知识认识过程中总结、提炼上升的化学观点和学科精髓,是对化学学科本质、规律及价值的再认识,是统摄一节课的灵魂。厘清教学的“主线”与“暗线”有利于教师在教材中找到教学的抓手和知识点的落脚点,有效地帮助学生掌握知识、构建知识网络、锻炼思维能力、领悟思想方法,为终身发展所需科学素养奠定基础。
二、设计思路
本节课选自沪教版九年级化学上册第五章第二节,教学的“主线”是铁的冶炼,以氧化铁铁的转化核心知识点为主线,按照炼铁原料的选择、炼铁的反应原理、反应装置的选择和优化、尾气的处理、生成物的验证、工业炼铁等知识要素的逻辑顺序设计。“暗线”设计有两条,一条是围绕“化学元素观”展开的学科思想、方法“线”:炼铁反应原理的提炼上升、实验装置的选择和优化、尾气方法的设计、反应产物的检验证明;另一条线是情感态度“线”,从辽宁舰铁矿资源最丰富的国家产铁量最大的国家进口铁矿最多的国家炼铁铁矿的选择,培养学生的民族自豪感和环保意识。
为了使本节课的教学目标顺利达成,对于学生上课用的学案改成了“活动案”形式,即上课的每个环节用一张32K纸的学案,便于教师及时批阅点评,学生方便交流讨论,从教师“教为主导”到“教为引导,学为主导”,学生在教师的引导下和同伴互助下,主动地构建关于现实知识的过程,真正体现“生本”的课堂、“体验”的课堂、“合作”的课堂、“愉悦”的课堂。
三、目标设计
1. 知识与技能
(1)知道一些常见金属矿物(铁矿、铝矿等)的主要化学成分;
(2)通过铁的冶炼,使学生了解工业炼铁的原理、设备、原料,从而将书本上的化学知识与工业生产相结合;
(3)认识铁在生产、生活和社会发展中的重要作用。
2. 过程与方法
(1)通过对工业上铁的冶炼原理的探讨与研究,掌握金属的冶炼方法,培养学生运用知识于实际生活的能力;
(2)学习从日常生活事物中发现和提出问题,提高学生分析和解决实际问题的能力及创新思维能力。
3. 情感与态度
(1)通过我国钢铁冶炼和使用的历史介绍,培养学生的民族自豪感;
(2)通过对冶铁原理的分析,培养学生安全操作意识和良好的环保意识。
四、过程实录
活动一:猜一猜――“暗线”创设情境,牵出“主线”,让学生“心动”
以“猜谜游戏”引入新课,活跃课堂气氛。
1. 纯氧气体中,火星溅;蓝色溶液里,换红妆。――打一元素名称。
学生:铁
2. 展示图片――猜猜它是谁?
学生:辽宁舰
教师:这是我国第一艘可以搭载固定翼飞机的航空母舰。
设计意图:增强学生的民族自豪感。
3. 铁矿资源最丰富的国家是?
学生:中国
投影:依次揭示排名:第一名是俄罗斯,第二名是巴西,第三名才是中国。
设计意图:不直接揭示答案,让学生经过反反复复的猜测,形成认知冲突,使得他们的注意力完全集中到课堂中来。
4. 产铁量最大的国家是?
学生:坚定的说是中国,但有些学生却是带着怀疑的态度等待答案。通过表格“钢铁企业世界前10强”让学生自己得出结论:目前产铁量最大的国家是中国,而且从2000年到2013年我国产铁量发展速度很快。
设计意图:激发学生的爱国热情。
5. 进口铁矿石最多的国家是?
学生猜测:中国,因为中国人口多,用铁也多。但也有学生提出异议,中国是产铁量最多的国家,不需要进口很多铁矿。学生之间展开辩论,课堂继续升温。教师以柱状图揭开谜底,更加直观,解释尽管中国拥有丰富的铁矿石储量,但大部分铁矿的质量不高,加上技术有限,提炼铁矿石的成本相对比进口铁矿石的价格要高一些,因此我国还需要进口大量铁矿,是进口铁矿石最多的国家。我国主要向含有高纯度铁矿石的澳大利亚和巴西进口铁矿。
设计意图:拓展学生的课外知识。
6. 现有三种铁矿石可供选择,用于炼铁:赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿。你选择炼铁的矿石是?为什么?
提示:Fe、O、S的相对原子质量,学生小组讨论后,通过同纯度矿石含铁量的高底和是否含有硫等有害元素选择了赤铁矿、磁铁矿。
设计意图:让学生在认识常见的铁矿的同时,讨论研究出适合炼铁的矿石,提高学生分析问题、解决问题和理论运用于实际的能力。
过渡:今天如果我们选择其中的赤铁矿来炼铁,它的主要成分氧化铁,同学们,你们有什么办法可以让它变成铁呢?
活动二:想一想――“主线”逐渐明晰,隐含“暗线”,让学生“脑动手动”
学生:通过观察两种物质的化学式,比较出氧化铁比铁多了氧元素,提出若能有一种物质能把氧元素夺走就好了。
教师:向大家介绍一种比铁更具魅力的物质,它就是一氧化碳。它有一项超能力――还原性,能“顺手牵氧”。氧化铁化学式中含有3个氧原子,那就要有3个一氧化碳分子牵走这三只“氧”,接下来就是把二氧化碳前面加上3和铁前面加上2就行了。接着请学生模仿这个化学方程式在电子白板上进行展示写出一氧化碳和四氧化三铁反应的化学方程式。
设计意图:含铁化合物中获取单质铁的反应原理既是帮助学生建立初级“化学元素观”的基础,也是引导学生对金属氧化物本质的认识,是由炼铁的原理提炼、上升到一般金属矿物冶炼规律总结的教学切入点和着力点。同时利用学校现有电子白板设备,通过现代信息手段调动学生的上课积极性,加深学生的印象。
教师:反应原理有了,那一氧化碳和氧化铁反应的装置是什么样子的呢?接下来就让我们走进装置选择的世界吧!
投影:PPT展示反应装置图,学生参照之前制取气体的发生装置的选择条件开始讨论,最终根据反应物和生成物的状态、反应条件、安全角度进行考虑,选出适合此反应的装置图,固体和气体反应且需要加热。
设计意图:此处对于实验装置的选择是提升学生思维能力“暗线”的重点线索之一。之前,学生学过了实验室制取氧气、二氧化碳、氢气的方法,对于“固体+固体反应,需要加热”或“固体+液体反应,常温”的装置已经非常熟悉,但是炼铁的反应是“固体+气体,需要加热”,装置相对于之前有所不同,实验操作的注意事项都有待于学生进行思维碰撞产生具体的解决方法,提升了学生的思维能力和分析解决问题的能力。
教师:接下来我们来玩个游戏:大家来找茬――找出投影中的装置图(见下页图1)与课本图的不同之处。看谁找得快。
设计意图:课堂进行到此时,可能有部分学生注意力开始分散,利用游戏吸引学生的注意力,提高课堂的有效性。
活动三:画一画――“主线”“暗线”交融,小组PK,让课堂“活动”起来
教师:这些不同之处有一个比较重要,那就是尾气处理装置,因为一氧化碳是有毒气体。那尾气究竟该如何处理呢?请学生从活动案三中右图中给出的仪器中选择合适的仪器,设计合理的尾气处理装置,在图上作补充,并说出设计的依据。先小组讨论,然后每组一名代表进行展示,提醒学生可以自己画图,也可以从系统自带软件里拖出仪器。
设计意图:既能培养学生的合作和竞争意识,也能提高学生分析、解决问题的能力。
过渡:我们都知道实践出真知,刚才都是纸上谈兵,接下来我们就真的来炼铁。
活动四:议一议――实验佐证“主线”“暗线”,形象直观,让学生“情动”
铁是怎样炼成的呢?请同学生带着以下问题仔细观察老师的演示实验(见图3)。(为了使全体学生清楚的看到实验,将课前准备好的摄像头对准实验投影在屏幕上。)
设计意图:此实验在以往的课堂中通常是以动画或视频的形式呈现,通过改进书本上的实验装置将实验真实地演示给学生看,更加直观生动,既有助于加深印象,也便于学生理解掌握。
1. 归纳实验步骤。
学生归纳:(1)查:检查装置的气密性;(2)装:装入药品并固定装置;(3)通:向玻璃管内通入纯净的一氧化碳气体;(4)点:给氧化铁加热;(5)熄:熄灭酒精喷灯,停止加热;(6)停:待玻璃管冷却后停通一氧化碳。
2. 玻璃管中的固体发生了什么变化?
学生:红色或红棕色固体逐渐变成了黑色。
3. 澄清石灰水的作用是什么?实验中会出现什么现象?
学生:检验二氧化碳,澄清石灰水变浑浊。
4. 已知灼热的铁会与氧气反应生成氧化铁,实验结束前应如何操作,才能保证制得的铁粉较纯?
学生:等到装置内温度冷却至室温。
教师:书上的装置,通一氧化碳至装置冷却。
5. 如何验证实验中产生了铁?
学生:物理方法――磁铁吸引;化学方法――取样分别和稀盐酸或硫酸铜溶液反应。
实验:
(1)通过实验证明反应中生成了铁。利用磁铁吸引,取出黑色固体与试管和培养皿中,在试管中加入稀盐酸,有气泡生成;在培养皿中加入少量硫酸铜溶液,有红色固体生成。
(2)尾气燃烧,通过直观的现象让学生知道尾气处理的重要性。
过渡:同学们想知道工业上是如何炼铁的吗?学生回答想。
活动五:忆一忆――视频展示工业炼铁,升华“主线”“暗线”,让学生“联动”
观看工业炼铁的视频前,要求学生预习活动案五,比比看谁看得最认真,谁的记忆力最好,谁记录的最正确。学生观看视频,教师巡视,批阅学生的活动案,选择一位学生的活动案利用实物展台进行集体讲解。
1. 工业炼铁的设备是什么?
学生:高炉
2. 焦炭在高炉中有两个作用,你知道是什么吗?
学生:提供热量,生成一氧化碳
3. 为什么要鼓入热空气?
学生:提供氧气,保持炉温
4. 石灰石在炼铁的过程中起什么作用?
学生:除去杂质二氧化硅
5. 出铁口低于炉渣出口的原因是什么?
学生:炉渣的密度小于铁水
6. 设备中主要有哪几个反应?
C+O2CO2 CO2+C2CO
3CO+Fe2O32Fe+3CO
7. 从出铁口出来的是纯铁吗?
学生:不是,混合物,是生铁,含碳量2-4.3
过渡:最后让我们用一句话来谈谈本节课的想法。那我就先说,算是抛砖引玉吧!
活动六:谈一谈――课堂总结“主线”,诗歌优化“暗线”,让学生“感动”
教师:明代民族英雄于谦著有一首《石灰吟》,今天在课堂上老师也现场改编一首《咏生铁》:千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲。粉身碎骨浑不怕,脱氧留铁身手显。同学们,你们也来试试吧!
学生1:红的进去,黑的出来。
学生2:冷的进去,热的出来。
……
设计意图:以改变诗歌的形式示范给学生,让学生用自己的语言归纳出本节课的感受,既是对本节课的内容的总结,也提高学生归纳整理的能力。
五、教后反思
本节课按照“猜一猜”、“想一想”、“画一画”、“议一议”、“忆一忆”、“谈一谈”六个环节进行授课,“主线”“暗线”贯穿其中,学生的学案也按照这六个环节设计成了活动案,即每个环节一张32K学案纸。活动案短小轻便,便于上课及时检查批阅和展示,有利于控制学生上课的注意力,促进学生至始至终积极主动参与化学课堂,而且可以直接通过实物展台进行集体讲解,将学生学习过程中存在的问题和精彩的回答可以原生态的在课堂上展示出来,真实、及时、生动,学生课堂发言踊跃,思维活跃,课堂氛围灵动融洽。
同时本节课除了利用化学课堂上常有的实验、视频、Flash 动画播放等,还通过游戏、电子白板、实物展台、摄像机等现代信息手段进行有机结合,优化教学过程,吸引学生的注意力,激发他们的竞争意识,调动他们上课的积极性,让整个课堂真正“活”了起来。
总之,学生主动参与学习的化学课堂是需要教师有全新的教学理念,精心设计教学的“主线”“暗线”,“主线”根据具体的化学专业知识,影响学生的世界观、人生观、价值观的思维方式和解决问题的能力,“暗线”培养学生化学学科特有的思维习惯、思想方法、人文涵养等,因此课堂上一定要利用我们的学科特点让学生“心动、脑动、手动、情动、联动、感动”,最大限度地促进学生主动参与课堂的各个环节,使得化学课堂处处散发活力。
参考文献
一、选择题
1、铁、铜等金属可拉成丝或轧成薄片,是因为它们具有良好的
(
)
A
导电性
B
传热性
C
延展性
D
密度小
2、下列关于铁的叙述正确的是
(
)
A
铁是地壳中含量最多的元素
B
纯铁具有银白色的金属光泽
C
铁器可用来盛放酸性物质
D
铁与盐酸反应生成氯化铁和氢气
3、下列有关铁在氧气中燃烧现象的叙述中,不正确的是
(
)
A
火星四射
B
产生大量的热
C
生成黑色固体
D
生成红色固体
4、下列四种物质中有一种在适当条件下能跟其它三种反应,这种物质是
(
)
A
氧气
B
铁
C
硫酸
D
硫酸铜
5、世界卫生组织把铝确定为仪器污染源之一,铝的下列应用必须加以控制的是(
)
A
用铝合金制门窗
B
有金属铝制装碳酸饮料的易拉罐
C
用铝合金作飞机、火箭材料
D
用金属铝制电线
6、人体中化学元素含量的多少会直接影响人体健康。下列元素中,因摄入不足容易导致人患有骨质疏松症的是
(
)
A
钠
B
铁
C
钙
D
锌
7、西汉刘安所蓍的《淮南万毕术》中有“曾青得铁则化为铜”的记载(“曾青”指的是如硫酸铜之类的化合物),它的反应原理属于
(
)
A
化合反应
B
置换反应
C
分解反应
D
无法确定
8、下列属于铁的物理性质的是
(
)
A
铁投入稀硫酸中有气泡冒出
B
铁在纯氧中能剧烈燃烧,火星四射
C
铁具有良好的导电导热性能
D
铁在潮湿的空气中能生锈
9、将铁片放入下列溶液中,过一会儿取出,溶液的质量不会发生变化的是
(
)
A
稀盐酸
B
硫酸铜
C
稀硫酸
D
硫酸亚铁溶液
10、以下不属于金属共同性质的是
(
)
A
有银白色金属光泽
B
有良好的延展性
C
导热性较好
D
导电性能好
11、联合国卫生组织经过严密的科学分析,认为我国的铁锅是最理想的炊具,并向全世界大力推广,其主要原因是
(
)
A
价格便宜
B
烹饪的食物中留有人体需要的铁元素
C
传热性能好
D
硬度高
12、铁、铝、铜三种金属的活动性顺序是
(
)
A
Fe>Al>Cu
B
Al>Fe>Cu
C
Cu>Fe>Al
D
Fe>Cu>Al
13、社会上一些不法分子以铜锌合金(金黄色,俗称黄铜)假冒黄金进行诈骗活动,为了鉴别黄铜,以下方法不可行的是
(
)
A
观察颜色
B
放在火上烧烤
C
加入硝酸银溶液中
D
放入稀硫酸溶液中
14、地壳中含量最多的金属元素与非金属元素组成的氧化物的化学式为
(
)
A
Fe2O3
B
CuO
C
Al2O3
D
FeO
15、11.2克某金属和足量的稀硫酸充分反应后,生成0.4克的氢气,该金属是
(
)
A
铁
B
铝
C
铜
D
镁
二、连线题
16、用连线表示下列金属的用途(左边)与性质(右边)的对应关系。
A
铁锅
(1)导电
B
金箔画
(2)导热
C
铜电缆
(3)耐腐蚀
D
磁铁制作磁卡电话
(4)机械强度大
E
铜镜
(5)磁性
F
金属材料
(6)金属光泽
三、填空题
17、日常生活中,用于铁栏杆外层涂料的“银粉”大多是金属
的粉末;家用热水瓶内胆壁的银色金属是
;温度计中填充的金属是
;灯泡里做灯丝的金属是
18、已知铝粉和氧化铁粉混合物在高温引燃条件下发生反应,生成铁和氧化铝,同时放出大量的热,该反应属于
反应,写出反应方程式
19、硫酸亚铁溶液中混有少量硫酸铜,为了除去其中的硫酸铜,可加入足量的
(填化学式),反应的化学方程式是
20、把一根铜丝在酒精灯上加热,使其表面变黑,该反应的化学方程式为
,然后将其浸入稀硫酸中,充分反应后,溶液变为蓝色,试写出该反应的化学方程式
四、实验探究题
21、用两种不同的方法证明铁比铜的金属活动性强(简要写出步骤、现象、结论)
关键词:金属及其化合物;元素化合物知识;元素观;化学观念教学
文章编号:1005–6629(2013)9–0027–03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
作为高中化学新课程内容的重要组成部分,化学1模块中的无机元素化合物知识选择以典型的元素及其重要化合物为代表,将物质性质的学习融入有关的生活现象和社会问题的分析解决活动中,通过实验探究来学习物质的性质。然而在教学实践中,教师普遍感觉教学效果不理想[1],学生也常常感觉元素化合物知识“好学”,但难以记忆。究其原因,主要有:第一,学生要在化学1模块集中学量的元素化合物知识,其知识本身具有庞杂、零散的特点;第二,化学1阶段元素化合物知识被编排在原子结构与元素周期律之前,关于物质性质的学习主要是基于实验现象的分析与总结,不能从结构出发来推断或解释,而基于实验获得的知识是感性的,且有些内容又容易混淆;第三,元素化合物知识应用方面的内容较为广泛,许多知识只能作为常识性介绍。现实中,学生对物质性质及应用的学多停留在对实验事实的感知与记忆水平,由于缺乏对元素化合物知识内在联系及其所蕴含的学科观念与方法的理解,导致学生在处理实际问题时往往缺乏思考或求解问题的基本思路[2]。为此,帮助学生建立起研究和认识物质性质的思路与方法、加强从元素视角认识物质及其转化以建立元素化合物知识的内在联系,就显得尤为重要。
1 构建从元素视角认识物质及其转化的思考框架
在化学1阶段,应如何帮助学生建构无机元素化合物知识体系?从学科知识的角度看,无机元素化合物知识注重“物质性质及应用”的学习,其中“物质性质”是核心,物质性质决定了物质的用途、制法、保存等,不认识物质性质,就不可能理解物质的应用。而物质的性质是由其元素组成和内部结构所决定的,不从组成和结构角度认识物质性质,就难以形成对物质性质的深入理解。从中学阶段无机元素化合物知识的编排看,学生对无机元素化合物知识的学习是逐步发展的。初中阶段元素化合物知识以物质为中心,学习典型物质(如氧气、二氧化碳)的性质、制法及用途等,以典型代表物学习一类物质(金属、酸、碱、盐)的性质等。高中化学1阶段元素化合物知识注重以元素为核心,通过核心元素将其单质及其化合物知识组织起来,学习含有同种元素不同物质的重要性质及相互转化关系;高中化学2阶段,借助元素周期表和周期律对元素化合物知识进行整合,建立以周期、族为系列形成对物质性质递变规律的认识[3],建立不同元素及其物质性质等知识的联系。限于化学1阶段元素化合物知识的编排特点和学生的认识发展水平,有必要加强从元素视角认识物质及其转化(见表1),即要加强对元素与物质性质、物质分类、物质之间的转化等学科实质性问题的认识,发挥“元素观”对元素化合物知识学习的指导作用,帮助学生逐步领会和运用“元素观”来分析解释问题,增进学生对化学知识的理解。
作为中学化学的核心观念之一,“元素观”是从元素视角对物质及其化学变化本质的深层次理解[4,5],大致包括三方面含义:一是对元素的认识,包括什么是元素、元素的种类、元素的性质等。就元素的性质而言,还涉及元素之间的差异、元素性质的周期性、一类元素性质的相似性等。二是从元素视角看物质,即元素与物质有什么关系,具体包括元素组成与物质的分类、性质有什么关系等。三是从元素角度看化学反应,即元素与化学反应有什么关系,在化学反应中元素种类是否发生变化、含有同种元素的不同物质之间的转化存在什么规律等。
在化学1阶段,强调从元素的视角认识物质,就是要对元素与物质性质的关系有深入的了解,这包括两个层面:一是从元素视角认识物质的“个性”,即认识物质的性质与组成物质的元素种类、元素形态(化合价、相邻元素的结合方式、分子中元素间的相互作用等)密切相关[6]。对于简单的化合物或单质,元素组成对于物质的性质甚至起着决定性的作用。具体为:(1)物质元素组成上的细微差别,会引起物质性质上的巨大差异。如氧化铝、氢氧化铝、铝盐虽然都含有铝元素,但因元素组成不同而其性质不同;氧化钠、氧化铝、氧化铁,虽然都是氧化物,但由于组成氧化物的金属元素不同,其性质不同。(2)组成物质的元素种类相同但其形态不同,物质性质不同。如氢氧化铁、氢氧化亚铁虽然含有相同的组成元素,但由于其中铁元素的价态不同,两者的性质不同。二是从元素视角认识物质的“共性”,即认识基于物质元素组成可以将纯净物进行分类,基于物质类别认识同类物质具有相似的性质,如氧化铜、氧化铁都是金属氧化物,它们都能与盐酸发生反应。
从元素的视角认识物质间的转化,就是要以元素为核心,认识含有同种元素不同物质之间的转化规律,建立某一元素的不同物质之间的联系,形成相应的知识结构,这包括两方面:一是同一元素相同价态不同物质间的转化,如Al2O3—Al(OH)3之间的转化、Fe2O3—FeCl3—Fe(OH)3之间的转化等;二是同一元素不同价态物质之间的转化,如Fe—Fe2+—Fe3+之间的转化。
借助表1中的思考框架,可以帮助学生建立研究物质性质、研究物质间转化的基本思路与方法,即通过实验的方法,从物质分类、氧化还原角度来认识物质性质[7]。具体地说,从金属(或非金属)、氧化物、碱(或酸)、盐等物质类别所具有的通性预测某个具体物质可能具有的性质,从物质所含元素的化合价角度预测物质是否具有氧化性或还原性,然后通过实验进行验证。对于同一元素不同物质间的转化,依据金属(或非金属)、氧化物、碱(或酸)、盐等物质所具有的性质确定实现不同类别物质之间的转化途径,依据反应物与生成物中核心元素有没有价态的变化,确定是否是氧化还原反应等。
2 以“元素观”为导向明确学习的层次及其关键所在
新课程中无机元素化合物知识的内容及其功能价值发生了明显的变化。以“金属及其化合物”为例,《普通高中化学课程标准(实验)》在化学1主题3“常见无机物及其应用”中所列内容标准为:“根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究,了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质,能列举合金材料的重要应用”[8]。传统的教学注重元素化合物知识的识记,新课程主张实施以化学观念建构为本的教学,强调要超越具体的事实性知识发展学生的深层思维,增进学生对化学知识的深层理解,由此需要思考,在元素化合物知识的教学中到底需要教给学生什么?
从发展学生“元素观”的角度看,化学1阶段选择以钠、铁、铝、铜为金属元素的典型代表,其学习内容[9]可分为三个层次:一是学习金属及其化合物知识,这是学习内容的第一层次,属于事实性知识。具体包括:在初中学习的基础上进一步了解几种典型金属的性质,如认识金属钠的活泼性等,发展对金属元素及金属单质性质的认识。学习相应金属的重要化合物(包括氧化物、氢氧化物及盐等)的性质,如铝的氧化物和氢氧化物具有两性、利用 FeSO4溶液滴加少量NaOH溶液生成的Fe(OH)2在空气中可转化成Fe(OH)3等事实的学习,认识铁元素的变价性以及不同价态之间的转化等,发展对金属化合物的类别、性质的认识。了解金属材料(合金、稀土金属)及其应用等。二是在“金属及其化合物”知识学习的同时,增进对物质性质与组成元素(种类、价态等)的关系、同一元素不同物质间转化关系的理解,丰富和发展对“元素观”的认识,这是学习内容的第三层次,属于观念性知识。三是要形成对上述内容的认识,需要学习相应的研究物质性质、研究物质间转化的基本思路与方法,这是学习内容的第二层次,属于方法性知识。第一层次的学习内容,是短期可以达成的学习目标。后两个层次的学习内容,属于较远期目标。其中较为关键的是要帮助学生建立“研究物质性质、研究物质转化的一般思路与方法”,这是引领学生从事实记忆走向观念建构的重要桥梁。
3 从促进学生“元素观”认识的角度组织教学内容
从人教版化学1教科书[10]的编排看,元素化合物知识按“金属及其化合物”、“非金属及其化合物”分类编排,其中“金属及其化合物”依次分为金属的化学性质、几种重要的金属化合物、用途广泛的金属材料三方面内容。就其中的“几种重要的金属化合物”而言,教科书选取钠、铝、铁、铜4种元素(以前三者为主),按照氧化物、氢氧化物、盐分类进行讨论。这样的编排重视从物质分类的角度学习含有不同金属元素的同类物质及其反应,沟通了不同金属元素化合物的“横向”联系,能够引导学生基于物质类别认识同类物质的性质及反应规律。但需要指出的是,由于缺乏元素周期律知识基础,关于含有不同金属元素的同类化合物性质的学习不能从结构出发进行推断或解释,而主要是基于从实验现象出发进行分析和总结,学生的学习仍然处于事实的记忆层面。并且这样的编排割裂了含同一元素不同物质之间的“纵向”联系,不利于学生建立对同一元素不同物质间的转化关系的认识。为此,教学时需要对教材内容进行重组与再加工。
教学内容的组织大致包含两层含义,一是以“元素”为核心构建教学单元,如“几种重要的金属化合物”,可以按照“钠的重要化合物”、“铁的重要化合物”、“铝的重要化合物”来展开,每一教学单元均涉及氧化物、氢氧化物、盐等物质类别,这样可兼顾元素化合物知识的纵、横联系;二是课堂教学内容主线的构建,以第二层次学习内容为目标,考虑在具体知识如“钠的重要化合物”、“铁的重要化合物”、“铝的重要化合物”等教学中,是以研究物质性质为主,还是以研究物质转化为主,这体现了两种不同的教学思路[11]。前者注重以具体物质性质的预测与验证为线索,在学习物质性质的同时,学习研究物质性质的思路与方法。如“铝的重要化合物”教学思路可以设计为:以生产、生活中常见的铝的重要化合物为素材引入课题预测Al2O3的性质、设计方案进行实验验证,认识Al2O3具有两性实验探究Al(OH)3的性质,认识Al(OH)3具有两性反思与提升,总结研究物质性质的思路与方法。后者以实现具体物质的转化为线索,在探讨物质转化的过程中认识物质的性质,学习研究物质及其转化的思路与方法。如“铁的重要化合物”教学思路可以设计为:由铁单质制得的化合物有+2价和+3价之分,将含铁物质进行分类,引出本节课的学习任务探究相同价态铁的不同化合物之间的转化[如请设计实验实现下列转化:FeCl3Fe(OH)3;FeSO4Fe(OH)2]探究不同价态铁的物质之间的转化(如请设计实验实现Fe2+与Fe3+间的转化,并进行实验验证)反思与提升,总结研究物质及其转化的思路与方法。需要说明的是,究竟选择哪种教学思路,需要同时考虑知识内容特点和学生的认知基础与发展需要,以实现学科知识逻辑与学生认知逻辑的有机整合。
总之,将元素化合物知识的教学重心从事实性知识的识记转向对更为根本的化学观念(元素观)及其认识思路与方法的理解,一方面是基于对元素化合物知识的核心内容及其教学价值的理解,另一方面是出于在教学中要让学生思维发展、化学观念的形成与知识学习协调同步的综合考虑。发展学生从元素视角认识物质及其转化的教学探索,旨在以元素为核心,通过实验的方法,从物质分类、氧化还原角度帮助学生建立认识物质性质、物质间转化的基本思路。在指导学生运用化学知识解决或解释生产和生活问题的过程中,通过反思与内化,将知识形成与应用的过程体验转化为学生解决实际问题的方法与能力。这值得深入研究。
参考文献:
[1]朱志江.必修1“元素化合物”内容教学困难成因及对策[J].中学化学教学参考,2012,(7):36~38.
[2][6]宋心琦.高中化学课程标准指导下的元素化学教学问题[J].化学教学,2008,(9):1~4.
[3][7]王磊,胡久华主编.必修课教与学——化学[M].北京:北京大学出版社,2006:17~19.
[4]梁永平.论中学生化学元素观的建构[J].化学教育,2007,(11):10~15.
[5]何彩霞.围绕“化学元素观”展开深入学习——以“水的组成”教学为例[J].化学教育,2013,(4):36~39.
[8]中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003:11.
[9]何彩霞.以化学观念为统领设计教学活动——对“弱电解质的电离”教学课例的再研究[J].化学教育,2013,(1):16~18.
【关键词】转炉工艺;冶炼原理;操作要求
1 转炉冶炼目的
转炉冶炼主要是将生铁里的碳及其它杂质(如:硅、锰)等氧化,产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。钢与生铁的区别:首先是碳的含量,理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢,它的熔点在1450-1500℃,而生铁的熔点在1100-1200℃。在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体,随着碳含量的增加,其强度、硬度增加,而塑性和冲击韧性降低。钢具有很好的物理、化学性能与力学性能,可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工,其用途十分广泛。
氧气顶吹转炉炼钢设备工艺:如图1所示。按照配料要求,先把废钢等装入炉内,然后倒入铁水,并加入适量的造渣材料(如生石灰等)。加料后,把氧气喷枪从炉顶插入炉内,吹入氧气(纯度大于99%的高压氧气流),使它直接跟高温的铁水发生氧化反应,除去杂质。用纯氧代替空气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆,以及氮气排出时带走热量的缺点。在除去大部分硫、磷后,当钢水的成分和温度都达到要求时,即停止吹炼,提升喷枪,准备出钢。出钢时使炉体倾斜,钢水从出钢口注入钢水包里,同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。钢水合格后,可以浇成钢的铸件或钢锭,钢锭可以再轧制成各种钢材。 氧气顶吹转炉在炼钢过程中会产生大量棕色烟气,它的主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等。因此,必须加以净化回收,综合利用,以防止污染环境。从回收设备得到的氧化铁尘粒可以用来炼钢;一氧化碳可以作化工原料或燃料;烟气带出的热量可以副产水蒸气。此外,炼钢时,生成的炉渣也可以用来做钢渣水泥,含磷量较高的炉渣,可加工成磷肥,等等。氧气顶吹转炉炼钢法具有冶炼速度快、炼出的钢种较多、质量较好,以及建厂速度快、投资少等许多优点。但在冶炼过程中都是氧化性气氛,去硫效率差,昂贵的合金元素也易被氧化而损耗,因而所炼钢种和质量就受到一定的限制。
2 转炉冶炼原理简介:
转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨,内壁有耐火砖,炉侧有许多小孔(风口),压缩空气从这些小孔里吹炉内,又叫做侧吹转炉。开始时,转炉处于水平,向内注入1300摄氏度的液态生铁,并加入一定量的生石灰,然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应,使铁、硅、锰氧化 (FeO,SiO2,MnO,) 生成炉渣,利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用,使反应遍及整个炉内。几分钟后,当钢液中只剩下少量的硅与锰时,碳开始氧化,生成一氧化碳(放热)使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后,磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙,一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少,火焰退落,炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时,表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风,并把转炉转到水平位置,把钢水倾至钢水包里,再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果氧气是从炉底吹入,那就是底吹转炉;氧气从顶部吹入,就是顶吹转炉。
转炉一炉钢的基本冶炼过程。顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组成:
(1)上炉出钢、倒渣,检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理;
(2)倾炉,加废钢、兑铁水,摇正炉体(至垂直位置);
(3)降枪开吹,同时加入第一批渣料(起初炉内噪声较大,从炉口冒出赤色烟雾,随后喷出暗红的火焰;3~5min后硅锰氧接近结束,碳氧反应逐渐激烈,炉口的火焰变大,亮度随之提高;同时渣料熔化,噪声减弱);
(4)3~5min后加入第二批渣料继续吹炼(随吹炼进行钢中碳逐渐降低,约12min后火焰微弱,停吹);
(5)倒炉,测温、取样,并确定补吹时间或出钢;
(6)出钢,同时(将计算好的合金加入钢包中)进行脱氧合金化。
3 转炉炼钢主要工艺设备简介:
3.1 转炉(converter)
炉体可转动,用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成,呈圆筒形,内衬耐火材料,吹炼时靠化学反应热加热,不需外加热源,是最重要的炼钢设备,也可用于铜、镍冶炼。
3.2 AOD精炼炉
AOD即氩氧脱碳精炼炉,是一项用于不锈钢冶炼的专有工艺。AOD炉型根据容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。装备水平也由半自动控制发展到智能计算机控制来冶炼不锈钢。
VOD精炼炉
VOD精炼炉(vacuumoxygen decarburization),是在真空状下进行吹氧脱碳的炉外精炼炉,它以精炼铬镍不锈钢、超低碳钢、超纯铁素体不锈钢及纯铁为主。将初炼钢液装入精炼包中放入密封的真空罐中进行吹氧脱碳、脱硫、脱气、温度调整、化学元素调整。
3.3 LF精炼炉
LF(ladle furnace) 炉是具有加热和搅拌功能的钢包精炼炉。加热一般通过电极加热,搅拌是通过底部透气砖进行的。
转炉倾炉系统
倾炉系统:变频调速(变频器+电机+减速机+大齿轮)
倾炉机构:倾炉机构由轨道、倾炉油缸、摇架平台、水平支撑机构和支座等组成。
4 转炉炼钢要求
低碳钢是转炉炼钢的主要产品。由于转炉脱碳快,钢中气体含量低,所以钢的塑性和低温塑性好,有良好的深冲性和焊接性能。用转炉钢制造热轧薄板、冷轧薄板、镀锌板、汽车板、冷弯型钢、低碳软钢丝等,都具有良好的性能。
转炉冶炼中、高碳钢虽然有一些困难,但也能保证钢的质量。转炉钢制造的各种结构钢、轴承钢、硬钢丝等都已广泛使用。冶炼高碳钢的困难是拉碳和脱磷。在C>O.2%时靠经验拉碳很难控制准确,如果有副枪可借副枪控制,没有副枪时需要炉前快速分析,这就耽误了时间。高碳钢终点(FeO)低,脱磷时间短,因此需要采用双渣操作,即在脱碳期开始时放掉初期渣,把前期进入渣中的磷放走,然而双渣操作损失大量热量和渣中的铁,没有特殊必要不宜采用。增碳法是冶炼中、高碳钢的另一种操作法,这时吹炼操作和低碳钢一样,只是在钢包内用增碳剂增碳,使含碳量达到丘冈绅的要求。增碳剂为焦炭,石油焦等。中碳钢的增碳量小,容易完成。高碳钢增碳要很好控制,但轨钢、硬线等用增碳法冶炼可以保证质量合乎要求。
转炉冶炼低合金钢没有特殊困难。冶炼合金钢时,因为合金化需要加入钢包的铁合金数量大。会降低钢水温度,而过分提高出钢温度又使脱磷不利。所以冶炼合金钢应与炉外精炼相结合.用钢包炉完成合金化。另外,随着对钢的成分的控制要求不断严格,为减少钢性能的波动,要求成分范围越窄越好。这也需要在钢包精炼时进行合金成分微调的操作。
参考文献:
(新余新良特殊钢有限责任公司 江西 新余 338000)
【摘要】目前,我国炼钢行业正在快速发展,同时炼钢技术的进步主要围绕着高效率、高质量、低成本、低能耗、少环境污染等方面。对于炼钢技术采取优化措施,结合工艺优化和综合降耗,从炉料消耗、氧气消耗、石灰、合金消耗、煤气回收、除尘灰、钢渣综合处理等环节有效控制,明显提高炼钢的经济和质量效益。在整体上提高炼钢行业的竞争性,创新炼钢工艺,不断优化炼钢工艺等方面,取得了明显的效果。
关键词 炼钢;转炉工艺;操作要求
转炉炼钢工艺的优化大大提高了转炉炼钢的发展,同时增强了炼钢企业的市场竞争力,工艺优化,不但可以降低成本,同时提高炼钢企业的年产量,节省各项资源的消耗,最大限度地提高了企业的经济效益。各项技术指标的提高,进一步优化炼钢工艺,带动了炼钢业的经济发展。本文主要通过对炼钢行业现状的分析,结合成功经验,对炼钢工艺优化提出一些既有效又经济的方法,降低成本的同时,提高炼钢产量,节约能源。笔者分析探讨了炼钢工艺优化的重要性和可实施性。
1.转炉冶炼目的?
转炉冶炼主要是将生铁里的碳及其它杂质(如:硅、锰)等氧化,产出比铁的物理、化学性能与力学性能更好的钢。钢与生铁的区别:首先是碳的含量,理论上一般把碳含量小于2.11%称之钢,它的熔点在1450~1500℃,而生铁的熔点在1100~1200℃。在钢中碳元素和铁元素形成Fe3C固熔体,随着碳含量的增加,其强度、硬度增加,而塑性和冲击韧性降低。钢具有很好的物理、化学性能与力学性能,可进行拉、压、轧、冲、拔等深加工,其用途十分广泛。氧气顶吹转炉炼钢设备工艺。按照配料要求,先把废钢等装入炉内,然后倒入铁水,并加入适量的造渣材料(如生石灰等)。加料后,把氧气喷枪从炉顶插入炉内,吹入氧气(纯度大于99%的高压氧气流),使它直接跟高温的铁水发生氧化反应,除去杂质。用纯氧代替空气可以克服由于空气里的氮气的影响而使钢质变脆,以及氮气排出时带走热量的缺点。在除去大部分硫、磷后,当钢水的成分和温度都达到要求时,即停止吹炼,提升喷枪,准备出钢。出钢时使炉体倾斜,钢水从出钢口注入钢水包里,同时加入脱氧剂进行脱氧和调节成分。钢水合格后,可以浇成钢的铸件或钢锭,钢锭可以再轧制成各种钢材。氧气顶吹转炉在炼钢过程中会产生大量棕色烟气,它的主要成分是氧化铁尘粒和高浓度的一氧化碳气体等。因此,必须加以净化回收,综合利用,以防止污染环境。从回收设备得到的氧化铁尘粒可以用来炼钢;一氧化碳可以作化工原料或燃料;烟气带出的热量可以副产水蒸气。此外,炼钢时,生成的炉渣也可以用来做钢渣水泥,含磷量较高的炉渣,可加工成磷肥,等等。氧气顶吹转炉炼钢法具有冶炼速度快、炼出的钢种较多、质量较好,以及建厂速度快、投资少等许多优点。但在冶炼过程中都是氧化性气氛,去硫效率差,昂贵的合金元素也易被氧化而损耗,因而所炼钢种和质量就受到一定的限制。
2.转炉冶炼原理简介?
2.1转炉炼钢是在转炉里进行。转炉的外形就像个梨,内壁有耐火砖,炉侧有许多小孔(风口),压缩空气从这些小孔里吹炉内,又叫做侧吹转炉。开始时,转炉处于水平,向内注入1300摄氏度的液态生铁,并加入一定量的生石灰,然后鼓入空气并转动转炉使它直立起来。这时液态生铁表面剧烈的反应,使铁、硅、锰氧化(FeO,SiO?2,MnO,)生成炉渣,利用熔化的钢铁和炉渣的对流作用,使反应遍及整个炉内。几分钟后,当钢液中只剩下少量的硅与锰时,碳开始氧化,生成一氧化碳(放热)使钢液剧烈沸腾。炉口由于溢出的一氧化炭的燃烧而出现巨大的火焰。最后,磷也发生氧化并进一步生成磷酸亚铁。磷酸亚铁再跟生石灰反应生成稳定的磷酸钙和硫化钙,一起成为炉渣。当磷与硫逐渐减少,火焰退落,炉口出现四氧化三铁的褐色蒸汽时,表明钢已炼成。这时应立即停止鼓风,并把转炉转到水平位置,把钢水倾至钢水包里,再加脱氧剂进行脱氧。整个过程只需15分钟左右。如果氧气是从炉底吹入,那就是底吹转炉;氧气从顶部吹入,就是顶吹转炉。转炉一炉钢的基本冶炼过程。?
2.2顶吹转炉冶炼一炉钢的操作过程主要由以下六步组成:(1)上炉出钢、倒渣,检查炉衬和倾动设备等并进行必要的修补和修理;(2)倾炉,加废钢、兑铁水,摇正炉体(至垂直位置);(3)降枪开吹,同时加入第一批渣料(起初炉内噪声较大,从炉口冒出赤色烟雾,随后喷出暗红的火焰;3~5min后硅锰氧接近结束,碳氧反应逐渐激烈,炉口的火焰变大,亮度随之提高;同时渣料熔化,噪声减弱);(4)3~5min后加入第二批渣料继续吹炼(随吹炼进行钢中碳逐渐降低,约12min后火焰微弱,停吹);(5)倒炉,测温、取样,并确定补吹时间或出钢;(6)出钢,同时(将计算好的合金加入钢包中)进行脱氧合金化。
3.转炉炼钢主要工艺设备简介?
(1)转炉(converter)。炉体可转动,用于吹炼钢或吹炼锍的冶金炉。转炉炉体用钢板制成,呈圆筒形,内衬耐火材料,吹炼时靠化学反应热加热,不需外加热源,是最重要的炼钢设备,也可用于铜、镍冶炼。?(2)AOD精炼炉。AOD即氩氧脱碳精炼炉,是一项用于不锈钢冶炼的专有工艺。AOD炉型根据容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。装备水平也由半自动控制发展到智能计算机控制来冶炼不锈钢。VOD精炼炉。VOD精炼炉(vacuumoxygendecarburization),是在真空状下进行吹氧脱碳的炉外精炼炉,它以精炼铬镍不锈钢、超低碳钢、超纯铁素体不锈钢及纯铁为主。将初炼钢液装入精炼包中放入密封的真空罐中进行吹氧脱碳、脱硫、脱气、温度调整、化学元素调整。?(3)LF精炼炉。LF(ladlefurnace)炉是具有加热和搅拌功能的钢包精炼炉。加热一般通过电极加热,搅拌是通过底部透气砖进行的。转炉倾炉系统。倾炉系统:变频调速(变频器+电机+减速机+大齿轮)。倾炉机构:倾炉机构由轨道、倾炉油缸、摇架平台、水平支撑机构和支座等组成。?(4)转炉炼钢要求。低碳钢是转炉炼钢的主要产品。由于转炉脱碳快,钢中气体含量低,所以钢的塑性和低温塑性好,有良好的深冲性和焊接性能。用转炉钢制造热轧薄板、冷轧薄板、镀锌板、汽车板、冷弯型钢、低碳软钢丝等,都具有良好的性能。转炉冶炼中、高碳钢虽然有一些困难,但也能保证钢的质量。转炉钢制造的各种结构钢、轴承钢、硬钢丝等都已广泛使用。?
总之,炼钢业的发展与提高,离不开炼钢工艺的发展与提高,作为炼钢人有义务和责任提出优化方案,为提高炼钢企业的竞争力贡献一份力量。炼钢工艺优化的效果体现在多方面,比如耗能少、环保效果好、效益提高等等方面。
由于无机化学实验课程的特殊性,使得学生产生一种心理,认为做实验不重要,重要的是记忆住理论知识,使得学生在进行无机化学实验时随意走动,不专心做实验,甚至是交头接耳互相谈论无关课堂的话题,严重影响课堂秩序,加上学生在课前也不进行预习工作,导致课堂上教师的实验操作步骤无法吃透,长期以往,学生在进行期末考试时,发现许多实验步骤课本上都有,但是到自己实际操作时就忘记流程和步骤,导致实验结果的失败,无法得到正确的实验结果,久而久之,缺乏对无机化学实验课堂的兴趣,学习效率得不到提高,学生缺乏学习兴趣,无机化学实验课堂就无法正常进行下去,因此教师需要合理引导学生建立正确的认识,重视无机化学实验课堂的作用,从而真正把精力集中到课堂上来,提高学习积极性和主动性,只有这样才能真正提高学生做实验的兴趣。
2合理安排无机化学实验内容
在进行实验课堂教学时,选择先易后难的实验教材,让学生在进行无机化学实验时有个难易程度的转换,通过一些简单好操作的实验来增强学生的自信心,从而更加愿意更深层次的去钻研无机化学实验教程。特别是在进行一些基础操作时,教师需要合理安排好顺序,先将基础要领实验程序给学生交代清楚,教会基础操作时,在进行复杂的化学实验时相对来说会轻松许多。将基础操作要领教会以后,可适度根据教材和教学大纲的要求进行更新和变化实验内容,不要多次出现重复的无机化学实验,同时还可以在安排一些相类似的化学元素,让两者在实验时有个很好的衔接作用,如在进行氧化铁的化学反应时,在做完一氧化碳还原氧化铁反应后,紧接着进行氧化铁的化学实验,让二者实验之间有个很好的衔接,也正好给学生进行很好的比较,观察在进行实验时,二者有何异同点,从而加深学生对氧化铁的印象,增强学生的综合实验能力和动手能力。
3加强对实验实际操作的演示
对于化学专业的学生一开始就进行无机化学实验有时会不知所措,也不清楚具体的实验流程,导致课堂上的实验效率比较低,因此教师在进行无机化学实验时,可以先进行模拟操作,对一些简单基础实验步骤加以演示,让学生看清和了解具体流程后自己进行实际操作,这样学生在进行实验时就会有示范可借鉴,不会手忙脚乱,使得无机化学实验课堂效率大大提高。特别是在学生遇到一些难点地方,教师可以让学生集中汇总,然后结合学生的难点进行归类,选择有代表性的实验步骤进行演示,帮助学生解决在无机化学实验课堂中的困难,克服实验过程中的每个问题,这样学生的实验创新能力得到大大提升。教师还可以进行鼓励式实验教学,鼓舞学生在原有的实验基础上加以创新,提高实验课堂的有效性,真正让学生在实验中体验化学知识的乐趣,从而培养无机化学实验的学习兴趣,更加愿意开展实验课堂比赛,推动实验课堂教学课程的有序进行。
4增强综合性设计实验的内容
在大学里进行无机化学实验课堂时,许多实验题材的进行大多是为证明化学理论知识,帮助学生更好的理解化学原理,从而真正掌握化学原理的来龙去脉,帮组学生理解化学知识,从而更加感受到化学的魅力。教师在进行这些验证性实验时,需要有个难易的梯度,保证让学生在实验操作时,用一些简单的实验内容来验证实验结果,让学生真正理解理论知识,从而更好的在实践中运用这些理论知识,解决实际生活中遇到的化学问题,增强化学实验的实用性。
5改革和创新实验的考核方法
实验技能的高与低很大程度上取决于学生在无机化学实验课堂上的学习效率,学生要想更好的步入社会,就需要有高超的实验技能,更需要具备创新精神和创新能力。因此培养创新能力和动手能力需要学生和教师共同努力,教师需要制定出符合实际情况的实验教案,具有一定的目的性对学生进行有针对性的创新能力培养,学生更需要主动积极的参与到无机化学实验课堂中来,学会独立自主的进行化学实验。然后教师根据学生完成的实验情况进行合理的评价和考核,在考核过程中,一定要建立合理的考核机制,通过民主的方式进行考核,多多听取学生的意见和建议,确保实验课堂的有效性,在给予学生合理的评价之后,教师多多进行鼓励,从而激发学生的兴趣,真正培养学生的创新能力和创造能力。
6结语