Właściwości chemiczne żelaza 2 3. Właściwości chemiczne i fizyczne żelaza

ŻELAZO, Element chemiczny, waga atomowa 55,84, sekwencję numer 26; Znajduje się w grupie VIII układu okresowego w jednym rzędzie z kobaltem i niklem, temperatura topnienia wynosi 1529 ° C, temperatura wrzenia wynosi 2450 ° C; Stan stały ma kolor srebrny srebrny. W wolnej postaci żelaza znajduje się tylko w meteorytach, które jednak zawierają jednak zanieczyszczenia NI, P, C i inne elementy. W naturze związki żelaza są rozpowszechnione wszędzie (gleba, minerały, zwierzęta hemoglobiny, rośliny chlorofilu), ch. Arr. W postaci tlenków, hydratów tlenków i związków siarki, jak również dwutlenek węgla, z których składają się większość rud żeliwnych.

Chemicznie czyste żelazo uzyskuje się przez ogrzewanie żelaza nieuchronnego, a w 440 ° C otrzymuje się proszek tlenku żelaza matowego, który ma zdolność zapalania powietrza (żelaza T. N. Pyrooforyczne); Przy późniejszym przywróceniu tego Zaki otrzymany proszek nabywa szary i traci właściwości piroforowe, poruszając się do metalowego żelaza. Gdy żelazo jest przywrócone w 700 ° C, żelazko jest podświetlone jako małe kryształy, które są następnie połączone pod próżnią. Inną metodą uzyskania chemicznie czystego żelaza polega na elektrolizie roztworu soli żelaza, na przykład FESO 4 lub FECL 3 w mieszaninie z MgSO4, Casl 2 lub NH4 CL (w temperaturach powyżej 100 ° C). Jednak w tym samym czasie żelaza oklukudzie znacząca ilość wodoru elektrolitycznego, w wyniku której twardość nabywa. Przy obliczaniu do 700 ° C uwalniane jest wodór, a żelazko staje się miękkie i cięte do noża, podobnie jak ołów (twardość w skali MOS - 4.5). Bardzo czyste żelazo można uzyskać przez aluminiową z czystego tlenku żelaza. (Patrz aluminiowa). Dobrze wykształceni kryształy żelaza są rzadkie. W jamach dużych grudek żeliwa są czasami utworzone kryształy kształtu oktahedrycznego. Charakterystyczną własnością żelaza jest jego zmiękczenie, drożność i pitching w temperaturze, znacznie niższa niż temperatura topnienia. Zgodnie z działaniem na silnym żelaznym kwasie azotowym (nie niskie tlenki zawierające azot) żelazo jest pokryte tlenkami i staje się nierozpuszczalny w kwasie azotowym.

Związki Jean.

Łatwo łączenie się z tlenem, żelazo tworzy kilka tlenków: tlenek fey - żelazo, tlenek żelaza, FEO 3 jest bezwodnikiem kwasu żelaza i bezwodnika kwasu anellicznego FEO. Ponadto żelazo tworzy więcej tlenku mieszanego typu fe 3 O 4 - zazka-tlenek żelaza, tzw. Żelazna okalina. Jednak w suchym powietrzu żelazo nie jest utlenione; Rust to wodne tlenki żelaza utworzone z udziałem wilgotności powietrza i CO 2. Tlenek żelaza FEO odpowiada hydratowi Fe (OH) 2 i szereg biwalentnych soli żelaza zdolnych do poruszania się w soli tlenku żelaza, Fe 2 O 3, w którym żelazo pokazuje się jako element trójwartościowy; W powietrzu, hydrat żelaza Zaksi, charakteryzujący się silnymi właściwościami odzyskiwania, jest łatwo utlenione, obracając się do hydratu tlenku żelaza. Żelazny hydrat jest lekko rozpuszczony w wodzie, a to roztwór ma oczywiście alkaliczną reakcję, co wskazuje główny charakter biwalentnego żelaza. Tlenek żelaza znajduje się w przyrodzie (patrz żelazny surik), sztucznie tego samego m. B. Otrzymano w postaci czerwonego proszku podczas kalcynacji proszku żelaznego i spalania siarki siarki w celu uzyskania gazu siarki. Bezwodny tlenek żelaza, Fe 2 O 3, m. B. Uzyskano w dwóch modyfikacjach, przejście jednego z nich do drugiego występuje po podgrzaniu i towarzyszy im znaczne uwalnianie ciepła (samoobsługowy). Przy silnym kalcynacji Fe2 O 3, atrakcyjne tlen i przechodzi do magnetycznego tlenku Skumbum, Fe 3 O 4. Zgodnie z działaniem alkalicznych na roztworach trwałych soli żelaza, osad hydratu Fe 4 O 9 H 6 (2FE 2 O 3 · 3H2O) spadki; Podczas wrzących go wodą powstaje fe 2 O 3 · H2O, trudne do rozpuszczenia w kwasach. Żelazo tworzy związki o różnych metaloidach: z C, P, S, z halogenkami, a także metale, na przykład, z MN, CR, W, CU itp.

Sole żelaza są podzielone na luźno-biwalentny żelazo (żelaza) i tlenku, żelaza trwały (sole promowe).

Sole z żelaza Zakiga

Żelazko chlorkowe, FECL 2 otrzymuje się pod działaniem suchego chloru na żelazie, w postaci bezbarwnych liści; Gdy żelazo rozpuszcza się w HCl, chlorek żelaza otrzymuje się jako hydrat FECL 2 · 4H2O i jest stosowany w postaci roztworów wodnych lub alkoholowych w medycynie. Iron Iodide, FEJ 2, uzyskany z żelaza i jodu pod wodą w postaci zielonych liści i stosuje się w medycynie (Sikus Ferri Jodati); Z dalszym ustawą jodu, FEJ 3 (Alkohol Ferri Sesquijodati) powstaje.

Sulfat Zakuzny Żelazo, Żelazna Vigor, FESO 4 · 7H2O (zielone kryształy) powstaje w naturze w wyniku utleniania pirytu i siarki siarki; Sól ta jest również tworzona jako produkt uboczny w produkcji ałunu; Kiedy wyblakły lub pod ogrzaniem do 300 ° C przechodzi do białej bezwodnej soli - Feso 4; Również tworzą hydraty z cząstkami wody 5, 4, 3, 2 i 1; Łatwo rozpuszczony w zimnej wodzie (gorąco do 300%); Roztwór ma kwasową reakcję z powodu hydrolizy; W powietrzu jest utlenione, szczególnie łatwo w obecności innej substancji utleniającej, na przykład sole tlenkowe, które FESO 4 obejmuje w reakcji utleniania koniugatu, przebarwienia KMNO 4; W tym przypadku proces wpływa zgodnie z następującym równaniem:

2KMNO 4 + 10FESO 4 + 8H2SO4 \u003d 2MNSO4 + K2SO4 + 5FE 2 (SO 4) 2 + 8H 2 O.

W tym celu jednak powietrze stosuje się bardziej stałą podwójną sól Mora (NH4) 2 FE (SO 4) 2 · 6N 2 O. Żelazo Vitriol jest stosowany w analizie gazu w celu określenia tlenku azotu wchłonięty przez roztwór FESO 4 tworzenie kolorowych w ciemności - francuskim kompleksie (FENO) SO 4, a także do produkcji atramentu (z kwasami opalającymi), jako obrzęk umierającym, do wiązania cichego gazów (H 2 S, NH3) landfits i tak dalej.

Sole żelaza Zakisa są używane na zdjęciach z powodu ich zdolności do przywrócenia srebrnych połączeń na ukrytym obrazie, który przechwycony na płycie fotograficznej.

Dwutlenek węgla, FECO 3 znajduje się w przyrodzie w postaci wizyta lub żelaznego spat; Wytrącony żelazny żelazo dwutlenku węgla, otrzymane przez wytrącanie roztworów wodnych, żelazo dwutlenku węgla, łatwo traci CO 2 i jest utlenione w powietrzu do Fe 2 O 3.

Iron wodorowęglan, H 2 FE (CO 3) 2, rozpuszczalny w wodzie i występuje w naturze w źródłach żeninowych, z których utleniający jest uwalniany na powierzchni Ziemi w postaci hydratu tlenku żelaza, Fe (OH) 3, włączając Brown Ironhouse.

Żelazko fosforozofone, Fe 3 (PO 4) 2 · 8H2O, biały osad; Występuje w naturze nieznacznie malowane, ze względu na utlenianie żelaza, w kolorze niebieskim, w postaci zapalenia wirówki.

Sole żelaza tlenkowego

Żelazo chloru, FECL3 (Fe 2 Cl 6) otrzymuje się w ramach działania nadmiaru chloru na żelazie jako sześciokątne czerwone tabletki; Żelazko chlorowe w powietrzu rozpada się; Z wody krystalizuje w postaci FECL 3 · 6N 2 O (żółte kryształy); Roztwory mają kwasową reakcję; Podczas dializa jest stopniowo hydrolizowany prawie do końca, tworzeniem koloidalnego roztworu fe (OH) 3 hydrat. FECL 3 rozpuszcza się w alkoholu i mieszaninie alkoholu z eterem, gdy podgrzewany przez FECL 3 · 6H 2O rozkłada się na HCl i Fe 2 O 3; Jest stosowany jako dreated i jako hemostatyczny (alkohol ferri sesqurlorati).

Żelazo tlenku siarczanowego, Fe2 (SO 4) 3, w stanie bezwodnym ma żółtawy kolor, w roztworze mocno hydrolizowany; Gdy roztwór jest ogrzewany, pojawią się główne sole; Alses żelaza, MFE (SO 4) 2 · 12H 2 O, M jednowalający metalowy metal; Alum amonowy, NH 4 FE (SO 4) 2 · 12N 2 O. jest lepiej krystalizowany.

Utleniany bezwodnik kwasu żelaza, jak również hydrat tego tlenku H 2 FEO 4 - kwas żelaza - w stanie wolnym nie m. b. b. uzyskane na uwadze ich skrajną kruchość; Ale sole kwasowe ironiczne mogą istnieć w roztworach alkalicznych, ferry (na przykład K2 FEO 4), które są utworzone przez wpływ na proszek żelazny z salterem lub KSLO 3. Znana również o niskiej rozpuszczalnej soli barowej kwasu żelaza BAFO 4; t. o. Kwas żelaza pod pewnymi względami jest bardzo podobny do kwasu siarkowego i chromowego. W 1926 r. Kijowski Chemik Kryulevich opisuje związki tlenkowe o osiem obsługiwany bezwodnik. Opłata 4, otrzymana przez fuzję FE2 O 3 z solą stowarzyszoną lub bertolen w postaci soli potasowej o znacznikowym kwasie K2 FEO 5; FEO 4 jest substancją gazową, która nie tworzy się z wodą superrelowej kwasu H 2 FEO 5, która jednak m. B. Jest izolowany w bezpłatnej rozkładu przez kwasy kwasowe K 2 FEO 5. Sól barowa BAFEO 5 · 7H2O, jak również sole wapniowe i strontu otrzymano przez Maulicę w postaci białych kryształów białych wydalanych tylko w 250-300 ° C i jednocześnie zielony.

Żelazo zapewnia połączenia: azotem - azotysta Iron. (azotek) Fe2 N W przypadku podgrzewanego proszku żelaza w strumieniu NH3, z węglowodorem - węglikiem fe 3 C, gdy satywatuje w elektrycznym węglowym węglu żelaznym. Ponadto badano wiele związków z tlenku węgla - karbonyle żelaza, na przykład, pentabronyl FE (CO) 5 - lekko pomalowana ciecz o około 102,9 ° C (przy 749 mm, ciężar właściwy 1,4937), a następnie pomarańczowy solidny fe 2 (CO) 9, nierozpuszczalny na powietrzu i chloroform, o określonej masie 2,085.

O dużym znaczeniu związki cyjaniczne żelaza. Oprócz prostych cyjanków FE (CN) 2 i Fe (CN) 3, żelazo stanowi szereg złożonych związków z solami cyjaninowymi, takimi jak, na przykład sole kwasu i ironizatora (CN) 6 i żelaza sole kwasowe H3 FE (CN) 6, na przykład, czerwona sól krwi, która z kolei wprowadź w reakcję rozkładu wymiany z solą i tlenkiem i solami tlenkowymi, tworząc wspólny kolor połączenia - Berlin Azure i Turnbullah niebieski. Przy wymianie soli Ironistosichinodist Kwas H 4 F (CN) 6 z jednej grupy CN dla grup jednowartościowych (nie, nr 2, NH3, SO 3, CO), nitropruside sodu (nitrozy-zdegenerowane) Na2 · 2N uformowany. 2 o, uzyskane przez działanie palenia HNO 3 na K 4 FE (CN) 6, a następnie neutralizację sody, w postaci kryształów rubinowo-czerwonych oddzielonych krystalizacji z wyboru jednocześnie; Odpowiedni nitromezystowiec kwas kwaśny H2 jest również krystalizowany jako ciemnoróżkowe kryształy. Sodu nitopruside stosuje się jako wrażliwy odczynnik do siarkowodoru i metalu siarki, z którym daje krew-czerwony, obracając się w niebieski, barwiący. Zgodnie z działaniem gminy miedziowej na sodowym nitrowsku, powstaje blado zielona nierozpuszczalna w wodzie i alkoholu osadu, wykorzystywana do testowania olejków eterycznych.

Analitycznie żelazo wykrywa się przez działanie na jego sole, w roztworze alkalicznym, żółte sole krwi. Sole trójwartościowego żelaza tworzą niebieski osad berlińskich Lazuri. Sole biwalentnego żelaza tworzą niebieski osad turbullah niebieski pod działaniem czerwonych soli krwi na nich. Z Rodanny Ammonium NH 4 CNS Sole żeliwne Postać rozpuszczalne w wodzie z krwionośnymi barwieniem Ryan Iron Fe (CNS) 3; Z solami taniny z włókniny tlenku. Sole miedziane kwasów klejenia żelaza wyróżniają się również w intensywnych kolorach, które znajdują zastosowanie (metoda Deshromoy) w fotografii kolorowej. Z związków żelaznych stosowanych w medycynie, oprócz wspomnianych związków halogenowych z żelaza, są ważne: metalowe żelazo (Reductum F. Hydóro), żelazny cytrynowy kwas (F. Cittricum - 20% Fe), ekstrakt z żelaza Apple (Ekstrakty Ferri Pomatum) , Żelazny albuminy (albuminacja albuminacji filmu Ferri), łączenie ferratyny - białko z 6% żelaza; Ferratoza - roztwór Ferris, Carniferin - związek żelaza z nukleinem (30% fe); Ferratogen z jądra drożdży (1% Fe), hematogen - 70% roztworu hemoglobiny w glicerynie, hemol - hemoglobina przywrócona z kurzem cynkowym.

Właściwości fizyczne żelaza

Dane numeryczne dostępne w literaturze, charakteryzujące różne właściwości fizyczne żelaza, wahają się ze względu na trudność otrzymywania żelaza w chemicznie czystym stanie. Dlatego najbardziej niezawodne dane uzyskane dla żelaza elektrolitycznego, w którym całkowita zawartość zanieczyszczeń (C, SI, MN, S, P) nie przekracza 0,01-0,03%. Następujące dane w większości przypadków i należą do takich gruczołów. W tym celu temperatura topnienia wynosi 1528 ° C ± 3 ° C (Rouer i Klebover, 1914), temperatura wrzenia ≈ 2450 ° C. W stanie stałym żelazo istnieje w czterech różnych modyfikacjach - α, β, γ i δ, dla których następujące limity temperatury są dość dokładne:

Przejście żelaza z jednej modyfikacji do innego wykrywa się na krzywe chłodzenia i ogrzewania z punktami krytycznymi, dla których przyjęto następującą notowanie:

Te krytyczne punkty są prezentowane na FIG. 1 schematyczne krzywe ogrzewania i chłodzenia. Istnienie modyfikacji Δ-, γ- i α-Fe jest obecnie uważane za bezsporne, niezależność istnienia β-Fe jest kwestionowana z powodu niewystarczających różnic jej właściwości od właściwości α-Fe. Wszystkie modyfikacje żelaza krystalizuje się w postaci sześcianu, z α, β i δ mają przestrzenną kratę kostki sześcianu i γ-fe - sześcian z wyśrodkowymi twarzy. Najbardziej odrębne cechy krystalograficzne modyfikacji żelaza otrzymano na widma rentgenowskie, jak pokazano na FIG. 2 (Westgrin, 1929).

Od zmniejszonych radiogramów wynika, że \u200b\u200bdla α-, β- i Δ-FE linia widma rentgenowskiego jest taka sama; Odpowiadają kratownicy ze środkowym sześcianem z parametrami 2.87, 2,90 i 2,93 ȧ, a dla γ-FE, widmo odpowiada kratownicy kostki z centrowymi krawędziami i parametrami 3,63-3.68 A.

Udział żelaza waha się od 7,855 do 7,864 (Krzyż i Gille, 1927). Po podgrzaniu proporcja żelaza zmniejsza się ze względu na rozszerzenie termiczne, dla których współczynniki wzrastają z temperaturą, ponieważ dane tabeli pokazuje. 1 (Drisen, 1914).

Spadek współczynników ekspansji w odstępach 20-800 ° C, 20-900 ° C, 700-800 ° C i 800-900 ° C wyjaśniono za pomocą anomalii w ekspansji podczas przejścia przez krytyczne punkty C2 i C3. W tym przejściu towarzyszą kompresję, zwłaszcza wyraźnie wymawiane w punkcie C3, jak pokazano krzywe kompresji i ekspansji na FIG. 3. Temperatura topnienia towarzyszy im ekspansję o 4,4% (Gonda i End, 1926). Pojemność cieplna żelaza jest dość znaczna w porównaniu z innymi metalami i jest wyrażona dla różnych zakresów temperatur od 0,11 do 0,20 RAL, jako dane tabeli. 2 (Oberhoffer i Gross, 1927) i zbudowany na podstawie ich krzywej (rys. 4).

W danych transformacji konwersji A 2, A 3 i 4 oraz topnienie żelaza występuje tak wyraźnie, że efekty termiczne są łatwo obliczane dla nich: i 3 ... + 6 765 Sal i 4 ... + 2.531 Sol , Iron topienie ... - 64.38 RAL (S. Uminino, 1926, - 69,20 RAL).

Żelazo charakteryzuje się około 6-7-krotnymi niższą przewodnością cieplną niż srebro i 2 razy mniej niż aluminium; Mianowicie przewodność cieplna żelaza jest równa w 0 ° C - 0,2070, w 100 ° C - 0,1567, w 200 ° C - 0,1357 i w 275 ° C - 0,1120 Cal / cm · ° C Najbardziej charakterystyczne właściwości żelaza są magnetyczne, wyrażone jako liczba stałych magnetycznych uzyskanych przez pełny cykl magnetyzacji żelaza. Stałe te dotyczące żelaza elektrolitycznego są wyrażone przez następujące znaczenia w Gaussan (Gumlih, 1909 i 1918):

Podczas przełączania punktu C2, ferromagnetyczne właściwości żelaza prawie znikają i m. B. Wykryto tylko przy bardzo dokładnych pomiarach magnetycznych. Praktycznie β-, γ- i δ-modyfikacje są uważane za niemagnetyczne. Przewodność elektryczna żelaza w temperaturze 20 ° C jest równa R -1 M / mm 2 (gdzie R oznacza odporność elektryczną żelaza, równa 0,099 Ω mm 2 / m). Współczynnik temperatury rezystancji elektrycznej A0-100 ° C X10 5 waha się od 560 do 660, gdzie

Przetwarzanie na zimno (walcowanie, kucie, przeciąganie, tłoczenie) bardzo wyraźnie odzwierciedlone na fizycznych właściwości żelaza. Zatem zmiana% podczas walcowania na zimno jest wyrażona przez następujące liczby (biernes, 1911): napięcie przymusowe + 323%, histereza magnetyczna + 222%, odporność elektryczna + 2%, waga specyficzna - 1%, przepuszczalność magnetyczna - 65 %. Ta ostatnia okoliczność sprawia, że \u200b\u200bte istotne wahania właściwości fizycznych obserwowanych od różnych badaczy: efekt obróbki zimnej jest często połączone z wpływem zanieczyszczeń.

Niewiele wiadomo o właściwościach mechanicznych czystego żelaza. Żelazko elektrolityczne, skondensowane w pustce, odkryte: tymczasowe odporność na szczelinę o powierzchni 25 kg / mm 2, wydłużenie wynosi 60%, kompresja przekroju wynosi 85%, twardość brinella wynosi od 60 do 70.

Struktura żelaza zależy od zawartości zanieczyszczeń (przynajmniej w niewielkich ilościach) i wstępnie przetwarzania materiału. Mikrostrukturę żelaza, jak inne czyste metale, składa się z mniej lub bardziej dużych ziarna (krystalitów), noszących nazwę ferryt

Rozmiary i ostrość ich konturów zależą Ch. Arr. Od prędkości żelaza chłodzącego: ten ostatni, tym więcej rozwiniętych ziarna i ostrzejszy ich kontury. Od powierzchni ziarna najczęściej różni się w wyniku nierównej krystalografii, orientacji ich i nierównych obowiązujących skutków odczynników w różnych kierunkach w krysztale. Często ziarno są wydłużone w jednym kierunku w wyniku obróbki obróbki. Jeśli przetwarzanie wystąpiło w niskich temperaturach, pojawia się na powierzchni ziarna, pojawiają się zmiany (linie Neimane), w wyniku przesuwania poszczególnych części krystalitów zgodnie z ich płaszczyznami rozprzestrzeniającymi. Te linie są jednym ze znaków etykiety i zmiany w wymienionych powyżej właściwościach.

Żelazko w Metalurgy.

Terminowe żelazko w nowoczesnym metalurgii jest przypisany tylko do dławika spawalniczego, tj. Małego węgla uzyskanego w trudnym warunkiem w temperaturze niewystarczającym do topnienia żelaza, ale tak bardzo, że pojedyncze cząstki są dobrze spawane ze sobą, Dając jednorodny miękki produkt po żądaniu bez gaszenia. Żelazo (w określonym znaczeniu słowa) Okazuje się: 1) bezpośrednio z rudy w trudnym warunkiem procesu sera; 2) W ten sam sposób, ale w niższej temperaturze, niewystarczającą do spawania cząstek żelaza; 3) transmisje żeliwa na szydełku; 4) Odzudnienie żeliwa niebiańskiego.

1) Proces sera w teraźniejszości. Czas jest nakładany tylko przez narody niskokulturowe i w takich miejscach, w których nie mogą (w przypadku braku wygodnych tras komunikacyjnych), aby przeniknąć do amerykańskiego lub europejskiego żelaza otrzymanego przez nowoczesne metody. Proces prowadzi się w otwartych drobnych gruboziarnistych górach i piecach. Surowce dla niego są rudy żelaza (zwykle brązowy Zheleznyak) i węgiel drzewny. Węgiel spada śpi w rogu w tej połowie, gdzie dostarczany jest dmuchanie, rudy jest grupą, od przeciwnej strony. Tlenek węgla w grubej warstwie spalania węgla przechodzi przez cały tłum rudy i, o wysokiej temperaturze, przywraca żelazo. Rude Restoration jest stopniowo - z powierzchni poszczególnych elementów do rdzenia. Począwszy od górnych części sterty, przyspiesza, gdy rudy porusza się do wyższego regionu temperaturowego; W tym samym czasie tlenek żelaza porusza się najpierw do tlenku magnetycznego, na powierzchni plastry rudy pojawia się metalowe żelazko. Jednocześnie, ziemskie zanieczyszczenia rudy (pusta rasa) są podłączone do nieco zmniejszonego żelaza i tworzą lekko stałe żużlowanie żelaza, co jest remontem przez szczeliny powłoki metalowej, jakby powłoki w każdym kawałku rudy. Ogrzewane do ciepła Whemeland, te muszle są spawane ze sobą, tworząc na dnie góry, gąbczasty dużo żelaza - Crisza, nasycony żużlami. W przypadku separacji od ostatniego, Critz jest zniszczony na kilka części z góry, z której każda rurowa, hodowla, po ochłodzeniu w tej samej górze w pasku lub bezpośrednio do produktu (artykuły gospodarstwa domowego, broni). W Indiach proces sera jest przeprowadzany, a teraz w drobnych piecach, które różnią się od gór tylko nieco większej wysokości - około 1,5 m. Ściany pieców są wykonane z masy gliny (nie cegły) i tylko jeden służy do topnienia. Dmuchanie jest podawany do pieca przez jedno futra furmy, napędzane nogami lub rękami. W pustym piecu załadowano pewną ilość węgla drzewnego ("Kolosh"), a następnie przemian, oddzielnie oddzielne warstwy, rudy i węgiel, a ilość pierwszego stopniowego wzrasta, aż osiągnie pewną postawę do rogu; Waga całej obrzęk rudy jest określona przez pożądaną masę krytyka, która generalnie mówi, jest nieznaczna. Proces odzyskiwania idzie taki sam jak w górach; Żelazo jest również całkowicie przywrócone, a kryształ włącza krawężnik, aby zrobić dużo żelaznego żużla. Crizza usuwa się w piecu filcu i pokrojony na części, 2-3 kg ważenia. Każdy z nich jest podgrzewany w górnictwie kowala i leczony pod młotkiem; Rezultatem jest doskonały miękki żelazo, który jest między innymi materiał do produkcji indyjskiej stali "WCC" (Bulat). Skład jego następny (w%):

Nienaganna zawartość elementów - zanieczyszczeń żelaza - lub brak ich nieobecności ze względu na czystość rudy, niekompletność redukcji żelaza i niskiej temperatury w piecu. Zużycie węgla drzewnego z powodu małego wielkości gór i pieców, a okresowość ich działań jest bardzo duża. W Finlandii, Szwecji i Ural, żelazo zostało wypłacane w piecu serowym HusEvel, w którym można regulować przebieg procesu przywrócenia i nasycenia żelaza przez węgiel; Zużycie węgla w nim - do 1,1 na jednostkę żelaza, której wydajność osiągnęła 90% jej treści w rudie.

2) W przyszłości konieczne jest oczekiwanie, że rozwój produkcji żelaza bezpośrednio z rudy bez użycia procesu sera, ale do redukcji żelaza w temperaturze niewystarczającej do tworzenia żużla, a nawet do spieszenia pustej rasy rudy (1000 ° C). Zalety takiego procesu są możliwość stosowania paliw o niskiej jakości, eliminacji strumienia i zużycia ciepła do topienia żużla.

3) Uzyskanie żelaza spawalniczego przez przenośnik żeliwa żeliwa przez zamitualny proces odbywa się w miażdiach hal. Arr. W Szwecji (mamy w Uralach). W przypadku redystrybucji opłaca się specjalne żeliwo, tak dalej. Lancashirsky, dając najmniejszy graton. W ramach tego: 0,3-0,45% SI, 0,5-0,6% MN, 0,02 p,<0,01% S. Такой чугун в изломе кажется белым или половинчатым. Горючим в кричных горнах может служить только древесный уголь.

Proces jest szlakiem. Obr.: Góry, uwolnione od krytyków, ale z pozostałym końcem procesu pozostającego na dolnej płycie jest wypełnione węglem, Ch. Arr. Sosna, która jest ułożona przez produkty spalania żeliwa w wysokości 165-175 kg (na przekroju 3/8 m2 z rogu kont 100 kg obudowy żeliwnej). Obrót zaworu w odkurzaniu powietrza jest kierowany przez rury umieszczone w przestrzeni wodorowej w górze i ogrzewane tutaj do temperatury 150-200 ° C, przyspieszając t. O. Topienie żeliwa. Topniczny żeliwo jest utrzymywany przez cały czas (za pomocą złomu) na kącie powyżej Furm. Dzięki tej operacji cała masa żeliwa jest poddawana efektem oksydacyjnym powietrza tlenowego i dwutlenku węgla, przekazując strefę spalania w postaci kropelek. Duża powierzchnia ich przyczynia się do szybkiego utleniania żelaza i jego zanieczyszczeń - krzemu, manganu i węgla. Oglądając treść tych zanieczyszczeń, żeliwo jest mniej lub bardziej traci je przed gryzieniem na dnie góry. T. K. W szwedzkiej górze, niskocząsteczkową i małymi ładunkiem żeliwicy kosmici, a następnie przechodząc horyzont Furm, traci wszystkie swoje SI i MN (których tlenki z żelazą zazyu tworzą główny żużel) i znaczącą część węgla. Topnianie żeliwa trwa 20-25 minut. Na końcu tego procesu dozwolone jest zimne dmuchanie. Metalowy metal zaczyna reagować z dojrzałymi żużlami znajdującymi się tam, zawierający ciężki nadmiar sam w sobie (w porównaniu z ilością krzemionki) tlenków żelaza - FE 3O4 i FEO, utleniający węgiel z uwalnianiem tlenku węgla, co prowadzi do gotowania całego metalu. Kiedy metal zagęszcza się (z utraty węgla) i "widzi towar", drugi podnosi się nad Furm, pićmy ponownie gorąco i pływać "Towary".

Podczas topienia wtórnego, metal jest tlenem w tlenu jako wybuch i żużla, które są włożone z niego. Krople metalowe na dnie góry po pierwszym windzie, jest wystarczająco miękki, aby zebrać Crisza z poszczególnych najbardziej dojrzałej części. Ale wcześniej, przy użyciu odmian krzemionek żeliwa, konieczne było uciekanie się do drugiego, a nawet trzeciego podnoszenia produktu, które oczywiście zmniejszyło wydajność rogu, zwiększył spożycie paliwa i UG żelaza. Wyniki pracy były pod wpływem odległości od dolnej płyty (głębokość góry) i nachyleniem FAN: chłodnicy furmy i mniej głębokości góry, tym bardziej znacząco działanie atmosfery oksydacyjnej na metalu. Więcej sznurów Tilt Turm, a także wysoką głębokość góry, zmniejsza bezpośrednie działanie tlenu blast, zapewniając, ponieważ, większa rola działania żużla na zanieczyszczeniach żelaza; Utlenianie jest wolniejsze, ale bez fularza żelaza. Wraz ze wszystkimi tymi warunkami najwyższa pozycja Pourm w stosunku do dolnej płyty jest określana przez doświadczenie; W nowoczesnym szwedzkim oku górskim Furma jest instalowany w odległości 220 mm od dolnej płyty, a nachylenie FAN zmienia się w ścisłej limitach - od 11 do 12 °.

Na dole góry Kritz stwierdza, w przeciwieństwie do sera, bardzo mało mechanicznie namiętny żużel; Jeśli chodzące zanieczyszczenia żelaza, następnie Si, MN i m. B. W pełni usunięte (wskazane przez analizy, nieznaczna zawartość SI i MN jest częścią mechanicznego zanieczyszczeń - żużel) i siarki - tylko częściowo, utlenianie wybuchu podczas topnienia. W tym samym czasie fosforu utlenia się, płynąca do żużla w postaci soli fosforowej, ale ten drugi jest następnie przywrócony przez węgiel, a końcowy metal może sprawić, że nawet stosunkowo więcej fosforu (od napełniania żelaza) niż oryginalny żeliwo. Dlatego, aby uzyskać metalową metalową do eksportu w Szwecji, są one przeniesione do redystrybudzkiego czystego w stosunku do żeliwa r. Usunięcie gotowej Crisza jest zniszczone przez trzy części (każda 50-55 kg) i zaciskania je pod młotkiem, dając typ równoległej.

Czas trwania procesu redestowanego szwedzkiego góry - od 65 do 80 minut; W ciągu dnia okazuje się od 2,5 do 3,5 tony sprężonego elementów "Ogień", z zużyciem węgla drzewnego, tylko 0,32-0,40 na jednostkę wykończonego materiału i wyjścia od 89 do 93,5% żeliwa określonego w redystrybucji . Ostatnio, w Szwecji, udane eksperymenty zostały wytworzone przez redystrybucję płynnego żeliwa, pobrane z wielkich pieców i przyspieszyć proces wrzenia, mieszając metal za pomocą kamieni mechanicznych; W tym przypadku Avgar zmniejszył się do 7%, a zużycie węgla - do 0,25.

Skład chemiczny szwedzkiego i południowego żelaza daje koncepcję następujących danych (w%):

Ze wszystkich narodzin żelaza wytwarzanego przez metody przemysłowe, szwedzki kręcone zbliża się chemicznie czyste i zamiast tego ostatniego stosowane w praktyce laboratoryjnej i pracy badawczej. Różni się od żelaza serowego z jego jednorodnością, a na najbardziej miękkiej metalowej metalu (żeliwa), brak manganu; Charakteryzuje się najwyższym stopniem spawalności, szczelności i przekleństw. Szwedzki żelazo płacze wykrywa niewielki odporność na czas na szczelinę - tylko około 30 kg / mm 2, z wydłużeniem 40% i zmniejszenia przekroju poprzecznego 75%. Obecnie roczna wydajność płaczącego żelaza w Szwecji spadła do 500 000 ton, ponieważ po wojnie 1914-18. Pole zastosowań przemysłowych dla tego żelaza został znacznie zmniejszony. Największy na produkcji go (w Anglii CHAP. Arr. I w Niemczech) najwyższych klas stali instrumentalnych i specjalnych; W samym szwedzku robią specjalny drut ("kwiatowy"), paznokcie podkowy, dobrze pocałunki w zimnym stanie, łańcuchy i pasek puste dla spawanych rur. W ciągu ostatnich dwóch celów właściwości gruczołu krzywiznego są szczególnie ważne: niezawodna spawacz, a także do rur, ponadto najwyższą odporność na rdzewień.

4) Rozwój produkcji żelaza przez proces szydełkowy pociągał za sobą eksterminację lasów; Po tym, jak te ostatnie w różnych krajach zostały podjęte pod ochroną prawa, które ograniczyły swoje obniżenie rocznego wzrostu, Szwecji, a następnie Rosji - kraje zalesione, które radzą sobie z wysokiej jakości rudami - stały się głównymi dostawcami żelaza na rynku międzynarodowym przez XVIII wieku. W 1784 r. Sąd brytyjski wynalazł pagling - proces miażdżenia żeliwa na dziedzińcu pieca płomienia, w ogniu, w którym kamienny węgiel został spalony. Po śmierci Trybunału Rogersa i Goll wprowadzili znaczne ulepszenia w projektowaniu pieca, który przyczynił się do szybkiego rozprzestrzeniania się narządu we wszystkich krajach przemysłowych i całkowicie zmieniają charakter i wielkość produkcji żelaza w nich w pierwszej połowie XIX wieku. Proces ten został uzyskany przez masę metalu, który był potrzebny do budowy żelaznych statków, kolei, lokomotyw, kotłów parowych i samochodów.

Paliwo do obudowy jest długi węgiel kamienny, ale tam, gdzie nie, musiałem uciekać się do brązowego węgla, aw naszych uralach - do drewna. Sosnowe drewno opałowe daje dłuższy płomień niż kamienny węgiel; Ogrzewa się dobrze, ale zawartość wilgoci w drewnie opałowym nie powinna przekraczać 12%. Następnie piec regeneracyjny Siemens został zastosowany do paglingu w Uralach. Wreszcie, w Stanach Zjednoczonych i my (w Basenie Volzhsky i Kama), pudling piece pracowały na oleju rozpylane do obszaru roboczego pieca bezpośrednio.

W przypadku prędkości, ponownego przerobu i zmniejszenia zużycia paliwa, pożądane jest mieć zimno sproszkowane żeliwo; Jednakże, jednak w koksie, jednak w produkcie okazuje się dużo siarki (0,2, a nawet 0,3%), a dzięki wysokim fosforu w rudie i fosforu. W przypadku zwykłych zakupów żelaza tak niskie krzemowe żeliwo (mniej niż 1%), zwane redystrybucją, został zapłacony wcześniej w dużych ilościach. WoodFounded astron, który został zmieniony w Uralach, aw Central Rosji, nie zawierał siarki i dał produkt, który chodził po produkcji żelaza dachowego. Obecnie obudowa służy do wytwarzania wysokiej jakości metali do specyfikacji specjalnych, a zatem w piecach w proszku nie otrzymują zwykłego żeliwa żeliwa, ale wysokiej jakości, na przykład, manganu lub hematytu (niski fosfael), lub, na Wręcz przeciwnie, silny fosferyczny do produkcji klucza żelaza. Poniżej znajduje się treść (w%) głównych elementów w niektórych odmianach żeliwa używanego do obudowy:

Piec pudling na końcu poprzedniej operacji zwykle ma normalną ilość żużla do pracy z następnym zbiornikiem. Podczas przetwarzania silnego krzepnięcia żeliwa, żużla pozostaje dużo w piecu i należy go uruchomić; Wręcz przeciwnie, białe żeliwo pozostawia pod piekarnikami "suche", a praca musi rozpocząć się od rzucania na pożądaną ilość żużla, które zajmują spod młotek ("Dojrzałe", najbogatszy tlenek magnetyczny). Kryształ jest rzucony na żużel, ogrzewany w żeliwie odlewanej (250-300 kg w zwykłej i 500-600 kg w piecach binarnych); Następnie świeża część paliwa jest rzucana do pieca, można jeść z gratem, a w piecu jest zainstalowana pełna trakcja. Przez 25-35 minut. żeliwne topnieje, przechodzące b. lub m. Znacząca zmiana w składzie. Stałe żeliwo jest utlenione przez tlen płomienia, a żelazo, mangan i krzem daje podwójny krzemian płynący na piecu; Topniczny żeliwo naraża wszystkie nowe i nowe warstwy stałego żeliwa, który jest również utleniony i stopiony. Pod koniec okresu topnienia dwa ciekłe warstwy - żeliwo i żużla, na powierzchni kontaktu, z których występuje, choć w słabym stopniu proces utleniania węgla tlenku magnetycznego żelaza, o czym świadczy tlenek tlenek węgla . Patrząc na zawartość krzemu i manganu w żeliwie, pozostaje nierówna ilość w stopionym metalu: w niskiej klasie z kurczaka żeliwa lub topnienie koksu - silikon w większości przypadków miga w topnieniu całkowicie; Czasami pozostaje niektóre z nich w metalu (0,3-0,25%), a także mangan. W tym czasie fosfor jest również utleniany, przesuwając się do soli fosfiernej. Po zmniejszeniu masy metalu podczas spalania od siebie zanieczyszczenia% zawartości węgla mogą nawet zwiększyć, chociaż pewna ilość jest niewątpliwie spalona z tlenem płomienia i żużlami pokrywającymi pierwsze części stopionego metalu.

Aby przyspieszyć wypalenia pozostałych ilości krzemu, manganu i kurortu węglowego do kiełku, czyli, mieszając żeliwa z żużlem za pomocą patyka z podniesionym prawym końcem rogu. Jeśli metalem cieczy (żeliwa żeliwa szarego jest wysoce węgla), a następnie mieszanie nie osiąga celu, a wanna jest wstępnie przygotowana do niego gruby żużla, lub zmniejszenie pchnięcia jest zainstalowany w piecu niekompletny spalanie , w towarzystwie uzyskania silnego chłodzonego płomienia (przyjmowanie). Po kilku minutach, podczas których nieustannie mieszano, obfite pęcherzyki palącego tlenek węgla pojawiają się na powierzchni kąpieli - produkt utleniania węgla żeliwa tlenku z tlenem tlenku magnetycznego rozpuszczonego w głównym żelaznym żużlu. W wyniku procesu procesu utlenianie jest wzmocnione i przechodzi do szybkiego "gotowania" całej masy metalu, któremu towarzyszy mu obrzęk, a taki znaczny wzrost objętości, który jest przepełniona próg otworów roboczych. Ponieważ płonie, temperatura topnienia metalu wzrasta, a w celu wrzący do kontynuowania zwiększa się w sposób ciągły w piecu. Wrząca zakończyła się w niskich temperaturach, daje surowy produkt, tj. Duża gąbczasta masa żelaza, niezdolna do spawania; W gorącym piecu "Soots" dojrzałe towary. Proces utleniania zanieczyszczeń żelaznych w częściowym piecu zaczyna się ze względu na tlen żużla, reprezentujący stop z aluminium żelaza (Fe 2 SiO4) z tlenkiem magnetycznym i tlenkiem kompozycji naprzemiennej. W piecach angielskich kompozycja mieszaniny tlenków wyraża się wzorem 5FE 3 O 4 · 5 FEO; Na końcu gotowania stosunek tlenków w wyczerpanym żużlu wyraża się przez formułę Fe 3 O4 · 5FEO, tj. 80% całego tlenku skywania magnetycznego weź udział w procesie utleniania. Reakcje utleniające m. B. reprezentowany przez następujące równania termochemiczne:

Jak widać z tych równań, utlenianie Si, P i Mn towarzyszy mu uwalnianie ciepła, a zatem ogrzewa kąpiel, podczas gdy utlenianie z przywróceniem Fe 3 O 4 w FEO absorbuje ciepło, a zatem wymaga wysokiej temperatury . Wyjaśnia to kolejność usuwania zanieczyszczeń żelaznych i faktu, że wypalenie węgla kończy się bardziej w gorącym piecu. Przywrócenie fe 3 O 4 do metalu nie występuje, ponieważ wymaga wyższej temperatury niż ten, w którym wrzący.

Sortowanie "Towary", aby stać się dobrze spawanym sprzętem, potrzebuje w parze: towary pozostawają przez kilka minut w piecu i od czasu do czasu zamieniają się w skany, a dolne części są umieszczane do góry; Pod skumulowaną działaniem płomieni tlenu i żużlów, które impregnowały całą masę żelaza, węgiel nadal wynosi w tym czasie. Tak szybko, jak otrzymano pewną ilość dobrze spawanego metalu, unikając nadmiaru utleniania, kruchy zaczynają sięczyć. Całkowite walcowanie, ponieważ towary są udawane od 5 do 10 krotności (nie więcej niż 50 kg); Kroty są przechowywane (kradzież) w progu w najwyższej powierzchni temperatury i są podawane pod młotkiem do kompresji, który jest osiągnięty przez wybór żużla i daje im kawałek (sekcja od 10x10 do 15x15 cm), wygodne dla walcowanie w rolkach. Miejsce wyemitowanych na kryzkach jest przenoszone, przeprowadzając naprzód podążając za nimi, aż do tego ostatniego. Czas trwania procesu wytwarzania najwyższej jakości metalu (żelazo włóknistego) z dojrzałego (wysokiego węgla) żeliwo rasy z kurczaka było w Uralach: 1) Żeliwo lądowania - 5 min., 2) Topnienie - 35 min., 3) jutro - 25 min., 4) Kustoszenie (mieszanie) - 20 min., 5) Parzenie towarów - 20 min., 6) Pompowanie i parowanie Critz - 40 min., 7) Tworzenie krytyków (10-11 PC .) - 20 minut; zaledwie 165 minut. Podczas pracy na białym żeliwie, na zwykłym żelazku obrotu, czas trwania procesu został zmniejszony (w 3Apad Europie) do 100, a nawet 75 minut.

Jeśli chodzi o wyniki pracy, w różnych obszarach metalurgicznych, zmieniły się w zależności od rodzaju paliwa, jakość żeliwa i wytworzonego klapy. Piece Ural pracujące nad drewnem opałowym, dał żelazko wyjściowe na 1 m 3 drewno opałowe od 0,25 do 0,3 ton; Zużycie oleju jest na jednostkę żelaza - 0,3 z, kamienny węgiel w piecach europejskich - od 0,75 do 1,1. Codzienna wydajność naszych dużych pieców (żeliwa sałatka 600 kg) podczas pracy na suszonym drewnie opałowym wynosiła 4-5 ton; Wydajność materiału odpowiedniego do wytwarzania żelaza dachowego wynosiła 95-93% ilości wprowadzonego żeliwa. W Europie dzienne wykonanie zwykłych pieców (tył 250-300 kg) wynosi około 3,5 tony z wulgarnym w 9%, oraz wysokiej jakości żelaza - 2,5 ton z ostrą 11%.

Przez skład chemiczny i właściwości fizyczne, poczernice jest znacznie gorszym produktem niż krzyk, z jednej strony, a obsada Martenovskoe - z drugiej. Zwykłe odmiany żelaza zostały wykonane wcześniej w 3Apad Europie zawierały dużo siarki i fosforu, ponieważ został wyprodukowany z nieczystych kokardek żelaza, a obie te szkodliwe zanieczyszczenia są tylko częścią żużla; Ilość żużla w dławiku jest 3-6%, w wysokiej jakości metalu nie przekracza 2%. Obecność żużla znacznie obniża wyniki badań mechanicznych żelaza w proszku. Poniżej znajdują się dane w%, charakteryzująca pudling Ise - zwykły ZAP.-europejski i dobry Ural:

Cenna nieruchomość, dla której obecnie wspierana jest produkcja częściowego żelaza, jest jej piękna spawalność, która jest czasami szczególnie ważna z punktu widzenia bezpieczeństwa. Dane techniczne J.-D. Społeczeństwa są przepisywane produkcji urządzeń sprzęgających z żelaza, trakcji do przetłumaczonych strzałek i śrub. Ze względu na lepszą odporność na korozyjną akcję wody, wylany żelazo jest również do produkcji rur wodnych. Wykonany jest z orzechów (gruboziarnistych metali fosforu) i wysokiej jakości włóknisty żelaza do nitów i łańcuchów.

Struktura żelaza spawalniczego, wykryta przez mikroskop, nawet o słabym wzroście, charakteryzuje się obecnością czarnych i jasnych elementów na obrazie fotograficznym; Pierwszy należy do żużla, a drugi - ziarna lub włókna żelaza uzyskane, gdy metalowy wylot.

Żelazny handel

Rośliny metalurgiczne są produkowane na potrzeby przemysłu żelaza dwóch głównych typów: 1) liść i 2) odmiany.

Blacha jest obecnie zwijana do 3 metrów szerokości; O grubości 1-s mm, nazywa się to cyklem grzywny; Od 3 mm i powyżej (zwykle do 40 mm) - kotła, zbiornik, statek, w zależności od przeznaczenia, co odpowiada kompozycji i właściwościach mechanicznych materiału. Najbardziej łagodnym jest żelazo kotła; Zawiera zwykle 0,10-0,12% C, 0,4-0,5% MN, P i S - każdy nie więcej niż 0,05%; Tymczasowy odporność na szczelinę nie jest d. Ponad 41 kg / mm 2 (ale nie mniej niż 34 kg / mm 2), wydłużając się w przerwie - około 28%. Zbiornik żelaza jest opublikowany jako twardy i trwały; Zawiera 0,12-0,15% C; 0,5-0,7% MN i nie więcej niż 0,06% zarówno p, a s; Odporność na pęknięcie 41-49 kg / mm 2, wydłużanie 25-28%. Długość arkuszy kotła i zbiornika jest ustalana przez kolejność zgodnie z wielkością produktu, kleksy z arkuszy (unikając niepotrzebnych szwów i przycinania), ale zazwyczaj nie przekracza 8 m, ponieważ jest ograniczony do cienkiego Arkusze ich szybkiego chłodzenia w czasie procesu walcowania i na grubą wagę.

Żeliwo ma mniej niż 1 mm grubość zwana czarną puszką; Służy do produkcji białej cyny i jak materiał dachowy. Dla ostatniego celu w ZSRR prześcieradła 1422x711 mm są walcowane, ważące 4-5 kg, o grubości 0,5-0,625 mm. Żelazo dachowe jest produkowane przez rośliny w opakowaniach o wadze 82 kg. Za granicą, czarny los jest klasyfikowany w obrotu według liczby specjalnych kalibru - od 20 do 30. (normalna grubość niemieckiej puszki z 0,875 do 0,22 mm, a język angielski wynosi od 1,0 do 0,31 mm). Los jest wykonany z najbardziej miękkiego żeliwa zawierającego 0,08- 0,10% C, 0,3-0,35% MN, jeśli jest wykonany z chorych kawałków energicznego wytapiania (od nas), a 0,4-0,5% MN, jeśli materiał źródłowy jest obsługiwany przez żeliwo koksu; Odporność na pęknięcie - od 31 do 34 kg / mm 2, wydłużenie - 28-30%. Różnorodność żelaza jest falistym (falistym) żelazem. Jest oddzielony naturą fal na żelazie o niskich i wysokich falach; W pierwszej - stosunek szerokości fali do głębokości waha się od 3 do 4 w drugim 1-2. Faliste żelazo powoduje grubość 0,75-2,0 mm i szerokość arkuszy 0,72-0,81 m (o niskich falach) i 0,4-0,6 m (o wysokich falach). Faliste żelazo jest używane do dachów, ścian konstrukcji lekkich, żaluzji, a z wysokimi falami, dodatkowo, że buduje się pokrywa się do cięcia.

Żelazo odmiana dzieli się na dwupaskładnikowe przekroje: zwykłe żelazo odmiana i kształt.

Pierwsza klasa odnosi się do rundy żelaza (o średnicy mniejszej niż 10 mm zwanej drutem), kwadratowym, płaskim lub paskiem. Ten ostatni z kolei jest podzielony na: faktycznie pasek - szerokość od 10 do 200 mm i grubość więcej niż 5 mm; Wciągnik jest taką samą szerokość, ale o grubości od 5 do 1 mm, wskazana przez liczbę kaliber (od trzeciego do 19 normalnego niemieckiego i od 6 do 20 nowego angielskiego kalibru); Opona - od 38 do 51 mm szerokość i grubość do 22 mm; Uniwersalny - od 200 do 1000 mm szerokości i nie mniej niż 6 mm grubości (walcowany w rolkach specjalnych - uniwersalny). Zarówno opona, jak i żelazo hoop są produkowane przez rośliny z łyżwami, walcowaną drutową - serics; Pozostałe odmiany są w postaci bezpośrednich (prawych) pasków, zwykle nie więcej niż 8 m długości (zwykle - od 4,5 do 6 m), ale przez specjalne zamówienie na konstrukcje betonowe, paski są ograniczone do 18 mm, a czasami jeszcze.

Główne typy kształtów żelaza: kątowa (równowaga i niejednolita), pudełko (kanał), marki, kanał (belka), kolumna (kwadrat) i żelazo zeta; Istnieją również inne mniej wspólne typy żelaza w kształcie. W naszym normalnym sortowaniu metrycznym rozmiar kształtowanego żelaza jest wskazywany nr profilu (nr. - Numer patrz szerokość półki lub najwyższej wysokości profilu). Kątowy niejednolity i bezmyślny żelazo mają podwójne nr; Na przykład, nr 16/8 oznacza kątowe półki na poziomie 16 i 8 cm lub marki z półką 16 cm i wysokością marki 8 cm. Najbardziej ciężkie profile wyłączone z naszego kształcie żelaza: nr 15 - Kątowy, nr 30 - zwyczaj, nr 40 - pętla.

Skład zwykłego spawanego żelaza odmiany: 0,12% C, 0,4% MN, mniej niż 0,05% p i s - każdy; odporność na pęknięcie 34-40 kg / mm 2; Ale okrągłe żelazo do nitów wykonane jest z bardziej miękkiego materiału kompozycji: mniej niż 0,10% C, 0,25-0,35% MN, około 0,03% p i s - każdy. Odporność na przerwę 32-35 kg / mm 2, a wydłużenie 28-32%. W kształcie nie jest spawany, a kryptowalne żelazo ("stal budowlana") zawiera: 0,15 - 0,20% C, 0,5% MN, do 0,06% p i s - każdy; Jego odporność na pęknięcie 40-50 kg / mm 2, wydłużenie 25-20%. Do wytwarzania orzechów, żelazo (Tomasovskoye) jest wytwarzany, zawierający około 0,1% C, ale od 0,3 do 0,5% p (większą nakrętkę, Większy P). Za granicą, aby zaspokoić potrzeby specjalnych zakładów wynajmu w handlu adresami półproduktu - kwadratowy puste, zwykle 50 x 50 mm w przekroju poprzecznym.

Związki żelaza (II)

Związki żelaza z stopniem utleniania żelaza +2 jest małe odporne i łatwo utlenione do żelaznych pochodnych (III).

FE 2 O 3 + CO \u003d 2FEO + CO 2.

Żelazny wodorotlenek (II) Fe (OH) 2w świeżo wyłożonej formie ma szaro-zielony kolor, nie rozpuszcza się w wodzie, w temperaturze powyżej 150 ° C rozkłada się, szybko ciemnieje z powodu utleniania:

4FE (OH) 2 + O2 + 2H2O \u003d 4FE (OH) 3.

Wykazuje właściwości amfoteryczne o niskim napięciu z przewagą podstawowego, łatwo reaguje z kwasami nie utleniającymi:

FE (OH) 2 + 2HCL \u003d FECL 2 + 2H 2 O.

Interakcja z skoncentrowanymi roztworami alkalicznymi przy ogrzaniu do tworzenia tetrahydrokseratu (II):

FE (OH) 2 + 2AOH \u003d Na2.

Eksponuje właściwości redukujące, gdy wchodząc w interakcje z nitką lub stężonym kwasem siarkowym, sole żelaza (III):

2FE (OH) 2 + 4H2SO4 \u003d Fe 2 (SO 4) 3 + SO2 + 6H 2 O.

Okazuje się w interakcji soli żelaza (II) z moździerzem alkaliowym w przypadku braku tlenu powietrza:

Feso 4 + 2naoh \u003d Fe (OH) 2 + Na2S 4.

Sole żelaza (II).Żelazo (II) tworzy sole z prawie wszystkimi anionami. Zazwyczaj sole krystalizuje się w postaci zielonego krystalicznego wodoru: FE (nr 3) 2 · 6H 2O, FESO 4 · 7H2O, FESO 2 · 6H2O, (NH4) 2 FE (SO 4) 2 · 6h 2 o (sól Mora) i inni. Salts Solutions mają jasnozielony kolor, a ze względu na hydroliza, kwaśna środa:

Fe 2+ + H2O \u003d FEOH + + H +.

Wykazują wszystkie właściwości soli.

Gdy stojąc w powietrzu powoli utleniane przez rozpuszczonego tlenu do soli żelaza (III):

4FECL 2 + O2 + 2H2 O \u003d 4FEOHCL 2.

Wysokiej jakości reakcja do kationu Fe 2+ - interakcja z hexaciciatorywem potasu (III) (czerwona sól fizjologiczna):

Feso 4 + K 3 \u003d KFE ↓ + K 2 SO 4

Fe 2+ + K + + 3- \u003d KFE ↓

w wyniku reakcji powstaje niebieski osad - Hexaciananrat (II) żelazo (III) - potas.

Stopień utleniania wynosi +3 charakterystyczny żelaza.

Tlenek żelaza (III) Fe 2 O 3 -brązowa substancja istnieje w trzech modyfikacjach polimorficznych.

Wykazuje niskie właściwości amfoteryczne z przewagą głównego. Łatwo reaguje z kwasami:

Fe 2 O 3 + 6HCl \u003d 2FECL 3 + 3H 2 O.

Dzięki rozwiązaniom Alkalis nie odpowiada, ale podczas utraty frezowania ferrytów:

Fe 2 O 3 + 2AOH \u003d 2Nafeo 2 + H2O.

Pokazuje właściwości oksydacyjne i rehabilitacyjne. Gdy ogrzewany jest przywracany przez wodór lub tlenek węgla (II), pokazujący właściwości oksydacyjne:

Fe 2 O 3 + H 2 \u003d 2FEO + H2O,

FE 2 O 3 + CO \u003d 2FEO + CO 2.

W obecności silnych środków utleniających ośrodek alkaliczny pokazuje właściwości rehabilitacji i utlenia się do żelaznych pochodnych (VI):

Fe 2 O 3 + 3KNO 3 + 4KOH \u003d 2K 2 FEO 4 + 3KNO 2 + 2H 2 O.

W temperaturach powyżej 1400 ° C rozkłady:

6FE 2 O 3 \u003d 4FE 3 O 4 + O2.

Okazuje się z rozkładem termicznym żelaznym wodorotlenkiem (III):

2FE (OH) 3 \u003d Fe 2 O 3 + 3H 2 o

lub utlenianie pirytu:

4FES 2 + 11O 2 \u003d 2FE 2 O 3 + 8SO2.

FECL 3 + 3KCNS \u003d FE (CNS) 3 + 3KCl,

Żelazo - główny materiał konstrukcyjny. Metal jest używany dosłownie wszędzie - od rakiet i okrętów podwodnych do sztućców i kuta biżuterii na siatce. W dużej mierze przyczynia się do elementu w naturze. Jednak prawdziwy powód jest jednak jego siłą i trwałością.

W tym artykule otrzymamy charakterystykę żelaza jako metalu, wskazane są jego użyteczne właściwości fizyczne i chemiczne. Oddzielnie mówimy, dlaczego żelazo nazywa się metalem żelaznym niż różni się od innych metali.

Jak nie dziwne, ale czasami istnieje pytanie o to, czy żelazo jest metalem lub nonmetall. Żelazo - element 8 grupy, 4 okresy tabeli D. I. Mendeleeev. Masa cząsteczkowa 55,8, która jest dość dużo.

Jest to srebrny szary metal, dość miękki, plastikowy, który ma właściwości magnetyczne. W rzeczywistości znaleziono czyste żelazo i jest niezwykle rzadkie, ponieważ metal jest aktywny chemicznie i wchodzi do różnych reakcji.

O tym, co jest żelazem, mówi o tym filmie:

Koncepcja i funkcje

Żelazo jest zwykle nazywane stopem o małej frakcji zanieczyszczeń - do 0,8%, co zachowuje prawie wszystkie właściwości metalu. Uniwersalne zastosowanie nie jest nawet taką opcją, ale stal i żeliwo. Nazwa jest czarna metalowa, żelazna, ale raczej mówiąca, cała ta sama żeliwa i stal, otrzymała kolor rudy - czarny.

Dziś metale żelazne nazywane są stopami żelaza: stal, żeliwa, ferryt, a także mangan, a czasami chrom.

Żelazo jest bardzo częstym elementem. Według treści w skorupie Ziemi zajmuje 4 miejsce, uzyskując tlen i. W jądrze ziemi jest 86% żelaza i tylko 14% w płaszczu. W wodzie morskiej substancji zawierającej bardzo niewiele - do 0,02 mg / l, w wodzie rzeki nieco więcej - do 2 mg / l.

Żelazo - typowy metal, oprócz całkiem aktywny. Interakuje z rozcieńczonymi i skoncentrowanymi kwasami, ale pod działaniem bardzo silnych utleniaczy może tworzyć sole kwasu żelaza. W powietrzu żelazo jest szybko pokryte folią tlenkową ostrzegającą dalszą reakcję.

Jednak w obecności wilgoci, zamiast folii tlenkowej pojawia się rdza, która ze względu na luźną strukturę, nie zapobiega dalszym utlenianiu. Ta funkcja jest korodująca w obecności wilgoci, jest główną wadą stopów żelaza. Warto zauważyć, że prowokują korozję zanieczyszczeń, podczas gdy chemicznie czysta metal jest odporny na wodę.

Ważne parametry.

Czyste metalowe żelazo jest ładne plastikowe, dobrze wystarczające kuta i słabo wstrzyknięta. Jednak małe zanieczyszczenia węgla znacząco zwiększa jego twardość i kruchość. Ta jakość stała się jednym z powodów przemieszczenia z brązu narzędzi pracy.

• Jeśli porównujesz stopy żelaza, a od tych, które były znane w starożytnym świecie, oczywiste jest, że iw odporności na korozję, a oznacza to, że w trwałości. Jednak masa doprowadziła do wyczerpania kopalni cyny. A ponieważ jest znacznie mniej niż, przed metalurgami przeszłości, pozostała kwestia wymiany. I żelaza zastąpiła brąz. W pełni ten ostatni został dostarczony, gdy pojawił się stal: taką kombinację twardości i elastyczności, brąz nie daje.
• Żelazne formy z kobaltem i triadą żelazną. Właściwości elementów są bardzo blisko, bliżej niż ich analogi o tej samej strukturze warstwy zewnętrznej. Wszystkie metale mają doskonałe właściwości mechaniczne: łatwo przetworzone, walcowane, rozciągnięte, mogą być walcowane i stemplowane. Kobalt, a nie tak reagujący i bardziej odporny na korozję niż żelazo. Jednak mniejsze rozpowszechnienie tych elementów nie pozwala na używanie ich tak szerokości jak żelaza.
• Główny "konkurenta" gruczoł w dziedzinie stosowania stojaków. Ale w rzeczywistości obie materiały mają zupełnie inne cechy. Nie tak trwałe jak żelazo, jest gorsza, nie jest podatna na kucie. Z drugiej strony metal jest inna, znacznie mniejsza waga, która znacznie ułatwia projekty.

Przewodność elektryczna żelaza jest dość średnia, podczas gdy aluminium jest tylko gorszy od srebra i złota. Żelazo jest ferromagnesem, czyli, zachowuje namagnesowanie przy braku pola magnetycznego i jest wciągany do pola magnetycznego.

Takie różne właściwości powodują absolutnie różne obszary zastosowań, więc "walki" materiały strukturalne są bardzo rzadkie, na przykład, w produkcji mebli, gdzie łatwość profilu aluminiowego jest przeciwna wytrzymałości stali.

Zalety i wady żelaza są brane pod uwagę poniżej.

Plusy i minusy

Główną zaletą żelaza w porównaniu z innymi metalami strukturalnymi jest częstość występowania i względna prostota wytapiania. Ale biorąc pod uwagę ilość żelaza, jest to bardzo ważny czynnik.

Korzyści

Metalowe plusy obejmują inne cechy.

• Siła i twardość, zachowując elastyczność, nie dotyczy chemicznie czystego gruczołu, ale o stopach. Ponadto cechy te różnią się dość szerokościami, w zależności od klasy stalowej, sposobu obróbki cieplnej, metoda odbioru i tak dalej.
• Różnorodność stali i ferrytu umożliwia tworzenie i wybranie materiału dosłownie dla każdego zadania - z ramki mostowej do narzędzia do cięcia. Możliwość uzyskania określonych właściwości przy dodaniu bardzo drobnych zanieczyszczeń jest niezwykle wielką godnością.
• Łatwość przetwarzania mechanicznego pozwala uzyskać produkty najbardziej innym typ: pręty, rury, kształtowane produkty, belki, żelazo liści i tak dalej.
• Właściwości magnetyczne żelaza są takie, że metal jest głównym materiałem do wytwarzania magnetoidów.
• Koszt stopów zależy oczywiście na kompozycji, ale nadal znacznie niższe niż większości kolorów, nawet z większą cechami wytrzymałości.
• Żelazne płyty zapewniają materialne bardzo wysokie funkcje dekoracyjne.

niedogodności

Minusy żelaznych stopów są znaczące.

• Przede wszystkim jest to niewystarczająca odporność na korozję. Specjalne typy stali są nierdzewne, posiadają te użyteczną jakość, ale także kosztować znacznie droższe. Wiele częściej metal jest chroniony przez powłokę - metal lub polimer.
• Żelazo może gromadzić energię elektryczną, więc produkty z jego stopów są narażone na korozję elektrochemiczną. Przypadki instrumentów i maszyn, rurociągów musi w jakiś sposób bronić się - ochrona katody, ochraniacz i tak dalej.
• Metalowy ciężki, dlatego struktury żelaza są zauważalnie ważenie obiekt budowlany - budynek, samochód kolejowy, statek morski.

Skład i struktura

Żelazo istnieje w 4 różnych modyfikacjach, które różnią się od siebie z parametrami i strukturą sieci. Obecność faz jest naprawdę kluczowa dla wytapiania, ponieważ przejścia fazowe i ich zależność od elementów stopowych zapewnia całość procesów metalurgicznych na tym świecie. Mówimy więc o następujących fazach:

• Faza α jest stabilna do +769 C, ma wszechświatową grille sześcienne. Faza α jest ferromagnesa, która jest, zachowuje namagnesowanie przy braku pola magnetycznego. Temperatura w 769 c jest punktem Curie dla metalu.
• Faza β istnieje z +769 z +917 C. Struktura modyfikacji jest taka sama, ale parametry kratowe są kilkoma innymi. W tym samym czasie, prawie wszystkie właściwości fizyczne są zachowane z wyjątkiem magnetycznego: żelaza staje się paramagnet.
• Faza γ pojawia się w zakresie od +917 do +1394 C. dla niej, granulowanej sieci sześciennej.
• Faza δ istnieje powyżej temperatury w +1394 ° C, ma grille sześcienne ze środkiem objętościowo.

Modyfikacja ε jest również izolowana, która pojawia się na wysokim ciśnieniu, a także przez doping z niektórymi elementami. ε -faza ma sześciokąską kratkę.

O właściwościach fizycznych i chemicznych żelaza zrobi to wideo:

Właściwości i cechy

Bardzo zależy od jego czystości. Różnica między właściwościami chemicznie czystym żelazem a zwykłym technicznym, a jeszcze bardziej tak stalową stalową jest bardzo istotna. Z reguły podano cechy fizyczne dla żelazka technicznego z ułamkiem zanieczyszczeń o 0,8%.

Konieczne jest odróżnienie szkodliwych zanieczyszczeń z dodatków stopowych. Na przykład pierwsza - siarka i fosfor dają kruchość stopu, bez zwiększenia twardości lub odporności mechanicznej. Węgiel w stali zwiększa te parametry, to jest użyteczny składnik.

• Gęstość żelaza (g / cm3) w pewnym stopniu zależy od fazy. Tak więc α-Fe ma gęstość równą 7,87 g / kostki. Patrz w normalnej temperaturze i 7,67 g / kostki. Patrz przy +600 C. Gęstość fazy γ poniżej wynosi 7,59 g / kostki. Patrz, a fazy δ są nawet mniej - 7,409 g / cm. Cm.
• Temperatura topnienia substancji wynosi +1539 S. żelaza odnosi się do metalowych metali ogniotrwałych.
• Punkt wrzenia - +2862 C.
• Siła, czyli odporność na mnóstwo różnego rodzaju - ciśnienie, rozciąganie, zginanie, jest regulowane dla każdej klasy stalowej, żeliwa i ferryt, dzięki czemu wskaźniki te są ogólnie trudne do mówienia. Zatem stal o dużej prędkości ma wytrzymałość na zginanie równą 2,5-2,8 GPA. A ten sam parametr zwykłego żelaza technicznego wynosi 300 MPa.
• Twardość w skali Moos wynosi 4-5. Specjalna stalowa i chemicznie czyste żelazo osiąga znacznie wyższe wskaźniki.
• Specyficzna rezystancja elektryczna 9,7 · 10-8 ohm · m. Żelazo prowadzi obecnie znacznie gorsze niż miedź lub aluminium.
• Przewodność cieplna jest również niższa niż metale i zależy od kompozycji fazowej. Przy 25 s wynosi 74,04 W / (M · K)., Przy 1500 s - 31,8 [W / (MK)].
• Żelazo jest piękne, zarówno w normalnych, jak i podwyższonych temperaturach. Żeliwo i stalowa perspektywa.
• Nie można wymienić biologicznie obojętnej substancji. Jednak jego toksyczność jest bardzo niska. Jest jednak podłączony, nie tak bardzo z aktywnością elementu, ile z niezdolnością ludzkiego ciała jest dobre, aby go przyswoić: Maksymalna jest 20% uzyskanych dawki.

Niemożliwe jest przypisanie żelaza do substancji środowiskowych. Jednak główną szkodą środowiska powoduje, że nie jego odpady, jak rdza żelaza i dość szybko, a odpady produkcyjne - żużle wyróżniające się gazami.

Produkcja

Żelazo odnosi się do bardzo wspólnych elementów, więc nie wymaga obszernych wydatków. Depozyty obu otwartych i wałów są opracowywane. W rzeczywistości wszystkie rudy górskie obejmują żelazko, ale tylko te, w których odsetek metalu jest wystarczająco duży. Są to bogate rudy - czerwone, magnetyczne i brązowe i brązowe z palakami żelaza do 74%, rudy o średniej treści - na przykład marcasit oraz biednych rud o żelaznym udziałie co najmniej 26% - Siderite.

Rich ruda natychmiast trafia do rośliny. Rasy o średniej i niskiej zawartości są wzbogacone.

Istnieje kilka metod wytwarzania stopów żelaza. Z reguły, wytapianie dowolnej stali obejmuje produkcję żeliwa. Jest wypłacany w piecu wybuchowym w temperaturze 1600 C. Simchti - aglomerat, pelety, załadowane wraz z strumieniem do pieca i zablokowane gorące powietrze. Jednocześnie metalowe topnieje, a koks jest oświetlony, co pozwala rozmazać niechciane zanieczyszczenia i oddzielić żużlę.

Aby uzyskać stal, białe żeliwo jest zwykle stosowane - węgiel jest związany z połączeniem chemicznym z żelazem. Najczęściej 3 sposoby:

• martenovsky - stopiony żeliwo z dodatkiem rudy i złomu pływaka w 2000 r. W celu zmniejszenia zawartości węgla. Dodatkowe składniki, jeśli w ogóle dodają na końcu wytapiania. Zatem otrzymuje się najwyższą stal jakość.
• converter Oxygen jest bardziej produktywny. W piecu grubość żeliwa jest oczyszczona powietrzem pod ciśnieniem w 26 kg / sq. Zobacz mieszaninę tlenu z powietrzem lub czystym tlenem, można stosować do poprawy właściwości stalowych;
• fala elektryczna - częściej używana do uzyskania specjalnych stali stopowych. Żeliwo jest uznawane w piecu elektrycznym w temperaturze 2200 C.

Stal można uzyskać metodą bezpośrednią. Aby to zrobić, pelety są ładowane dużą zawartością żelaza, a w temperaturze 1000 s jest oczyszczona wodorem. Ten ostatni przywraca żelazo z tlenku bez etapów pośrednich.

Ze względu na specyfikę hutnictwa żelaza albo rudy z pewną zawartością żelaza spada na sprzedaż lub gotowe produkty - żeliwo, stal, ferryt. Ich cena jest bardzo inna. Średni koszt rudy żelaza w 2016 r. Jest bogaty, z zawartością elementów ponad 60%, wynosi 50 USD za tonę.

Koszt stali zależy od zestawu czynników, które czasami udaje, a spadek cen jest popełniony nieprzewidywalny. Jesienią 2016 r., Koszt zbrojenia stali walcowanej na gorąco wzrosła dramatycznie z powodu nie mniejszego wzrostu cen węgla koksowego - niezbędnego uczestnika wytapiania. W listopadzie europejskie firmy oferują rolę stalową walcowaną na gorąco za 500 euro za ton.

Obszar zastosowań

Zakres stosowania żelaznych i żelaznych stopów jest ogromny. Łatwiej jest określić, gdzie metal nie ma zastosowania.

• Budowa - konstrukcja wszystkich rodzajów ramek, z tuszy mostu przewoźnika, do pudełka ozdobnego kominka w mieszkaniu, nie może zrobić bez stali różnych odmian. Armatura, pręty, Boutons, kanały, narożniki, rury: absolutnie wszystkie produkty w kształcie i odmianach są używane w budownictwie. To samo dotyczy produktów walcowanych liści: jest wykonany z dachu z niego i tak dalej.
• Inżynieria mechaniczna - do wytrzymałości i odporności na zużycie ze stali, bardzo mało, które można porównać, tak że części ciała bezwzględnej większości maszyn są wykonane ze stali. Zwłaszcza w przypadkach, gdy sprzęt powinien działać w wysokich temperaturach i ciśnieniach.
• Narzędzia - z elementami stopowymi i utwardzaniem metalu można dać twardość i siłę blisko diamentów. Stal filtracyjny - podstawa wszelkich narzędzi do przetwarzania.
• W inżynierii elektrycznej stosowanie żelaza jest bardziej ograniczone, dlatego, że zanieczyszczenia znacząco pogarszają swoje właściwości elektryczne i są tak małe. Ale metal jest niezastąpiony w produkcji części magnetycznych urządzeń elektrycznych.
• Rurociąg - wykonany ze stali i żeliwa powodują komunikację dowolnego rodzaju i typu: ogrzewanie, rury wodne, rurociągi gazowe, w tym pnia, skorupy do kabli zasilających, rurociągów olejowych i tak dalej. Tylko stal może wytrzymać tak duże obciążenia i ciśnienie wewnętrzne.
• Użycie domowego - stal jest stosowany wszędzie: od akcesoriów i sztućców do drzwi żelaznych i zamków. Wytrzymałość na metal i odporność na zużycie sprawiają, że jest niezbędny.

Żelazo i jego stopy łączą siłę, trwałość odporność na zużycie. Ponadto metal jest stosunkowo niski w produkcji, co czyni go niezbędnym materiałem dla nowoczesnej gospodarki narodowej.

O żelaznych stopach z metali nieżelaznych i ciężki czarny powiedzie to wideo:

• Oznaczenie - FE (żelazo);
• Okres - IV;
• Grupa - 8 (VIII);
• Waga atomowa - 55,845;
• Numer atomowy - 26;
• Promień atomu \u003d 126 pm;
• Promień kowalencyjny \u003d 117 pm;
• Dystrybucja elektronowa - 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 6 4S 2;
• t topnienie \u003d 1535 ° C;
• t gotowanie \u003d 2750 ° C;
• Energia elektryczna (przez Paulonga / przez Alpredę i Rokhov) \u003d 1,83 / 1.64;
• Stopień utleniania: +8, +6, +4, +3, +2, +1, 0;
• Gęstość (n. Y.) \u003d 7,874 g / cm3;
• Objętość molowa \u003d 7,1 cm3 / mol.

Związki Jean.:

Żelazo jest najczęstszym metalem w skorupie Ziemi (5,1% wagowo) po aluminium.

Na ziemi żelazo jest w wolnym stanie występuje w niewielkich ilościach w formie bryłek, a także w upadłych meteorytach.

Przemysłowy proces żelaza jest wydobywany na depozytach kolejowych, od minerałów zawierających żelaza: magnetyczna, czerwona, brązowa kolejowa.

Należy powiedzieć, że żelazko jest częścią wielu naturalnych minerałów, powodując ich naturalny obraz. Kolor minerałów zależy od koncentracji i stosunku jonów żelaza Fe 2+ / Fe 3+, a także z atomów otaczających te jony. Na przykład, obecność zanieczyszczeń jonów żelaza wpływa na kolor wielu cennych i półszlachetnych kamieni: Topaz (z jasnożółtych do czerwonych), szafires (od niebieskiego na ciemnoniebieski), aquamarins (z jasnoniebieskiego na zielonkawo niebieski) i wkrótce.

Żelazko jest zawarte w tkankach zwierzęcych i roślin, na przykład, około 5 g żelaza jest obecny w ciele osoby dorosłej. Żelazo jest istotnym elementem, jest częścią białka hemoglobiny, uczestnicząc w transporcie tlenu z płuc do tkanek i komórek. Przy braku żelaza w ludzkim ciele, niedokrwistość jest rozwijająca się (niedokrwistość niedoboru żelaza).

Figa. Struktura żelaznego atomu.

Elektroniczna konfiguracja atomu żelaza - 1S 2 2S 2 2P 6 3S 2 3P 6 3D 6 4S 2 (patrz struktura elektroniczna atomów). W tworzeniu wiązań chemicznych z innymi elementami, 2 elektrony znajdujące się na zewnętrznym poziomie 4S + 6 elektronów 3D (tylko 8 elektronów) mogą uczestniczyć, dlatego w związkach z żelaza może przyjąć stopień utleniania +8, +6 , +4, +3, +2, +1, (najczęściej spotyka +3, +2). Żelazo ma średnią aktywność chemiczną.

Figa. Stopień utleniania żelaza: +2, +3.

Właściwości fizyczne żelaza:

• metalowy kolor srebrno-biały;
• dość miękki i plastik;
• utrudnia dobre przewodność ciepła i elektryczna.

Żelazo istnieje w postaci czterech modyfikacji (różni się w strukturze krystalicznej kraty): α-żelaza; β-żelazo; γ-żelazo; δ-żelaza.

Właściwości chemiczne żelaza

• reaguje z tlenem, w zależności od temperatury i stężenia tlenu, różne produkty lub mieszaninę produktów utleniania żelaza można utworzyć (FEO, Fe2 O 3, Fe 3 O 4):
  3FE + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4;
• olenianie żelaza w niskich temperaturach:
  4FE + 3O 2 \u003d 2FE 2 O 3;
• reaguje z parą wodną:
  3FE + 4H2O \u003d Fe 3 O 4 + 4H 2;
• dższe rozdrobnione żelazo reaguje po ogrzaniu szarym i chlorem (siarczkowy i chlorek żelaza):
  Fe + S \u003d Fes; 2FE + 3Cl 2 \u003d 2FECL 3;
• w wysokich temperaturach reaguje z silikonem, węglem, fosforu:
  3FE + C \u003d FE 3 C;
• z innymi metalami i bez metali żelazo może tworzyć stopy;
• Żelazo wypiera mniej aktywnych metali z ich soli:
  FE + CUCL 2 \u003d FECL 2 + CU;
• przy rozcieńczonych kwasach, żelazne działa jako środek redukujący, formowanie soli:
  Fe + 2HCl \u003d FECL 2 + H2;
• w przypadku rozcieńczonego kwasu azotowego, żelazo tworzy różne produkty odzyskiwania kwasów, w zależności od stężenia (N2, N2O, nr 2).

Uzyskanie i użycie żelaza

Otrzymuje się żelazko przemysłowe wytapianie Żeliwo i stal.

Żeliwo jest stopem żelaza z zanieczyszczeń krzemowych, manganu, siarki, fosforu, węgla. Zawartość węgla w żeliwie przekracza 2% (w stali mniejszej niż 2%).

Czyste żelazo dostaje:

• w przetwornikach tlenu z żeliwa;
• przywrócenie tlenków żelaza z wodorem i biwalentnym tlenkiem węgla;
• elektroliza odpowiednich soli.

Żeliwo otrzymuje się od przywrócenia rudy żelaza tlenków żelaza. Wytrzymanie żeliwa jest wykonywane w piecach wybuchowych. COX jest używany jako źródło ciepła w piecu wybuchowym.

Piec domeny jest bardzo złożoną strukturą techniczną o wysokości kilkudziesięciu metrów. Jest on układany z ogniotrwałej cegły i jest chroniony przez zewnętrzną stalową obudowę. Od 2013 roku, największy piec domeny został zbudowany w Korei Południowej przez firmę stalową Posco w zakładzie metalurgicznym w mieście Kwangjan (piekarnik po modernizacji był 6000 metrów sześciennych w rocznej wydajności 5 700 000 ton).

Figa. Piec wybuchowy.

Proces wytapiania żeliwa w piecu wybuchowym jest w sposób ciągły przez kilka dziesięcioleci, podczas gdy piekarnik nie wytwarza swojego zasobu.

Figa. Żeliwny proces wytapiania w piecu wybuchowym.

• wzbogacone rudy (magnetyczne, czerwone, brązowe Zheleznyak) i koks zasypiają przez pośpiech, znajdujący się na samym szczycie pieca Blast;
• procesy do redukcji żelaza z rudy w ramach działania tlenku węgla (II) postępują w środkowej części Piec wybuchowego (kopalni) w temperaturze 450-1100 ° C (tlenki żelaza są przywracane do metalu):
  • 450-500 ° C - 3FE 2 O 3 + CO \u003d 2FE 3 O 4 + CO 2;
  • 600 ° C - Fe 3 O 4 + CO \u003d 3FEO + CO 2;
  • 800 ° C - FEO + CO \u003d FE + CO 2;
  • kawałek dwustronnego żelaza jest przywrócony przez koks: FEO + C \u003d FE + CO.
• równolegle, proces przywracania silikonów i tlenków manganu jest twąśni (wchodząc do rudy żelaza w postaci zanieczyszczeń), krzem i mangan znajdują się częścią wyciągnięcia żeliwa:
  • SiO2 + 2C \u003d SI + 2CO;
  • MN 2 O 3 + 3C \u003d 2MN + 3CO.
• z rozkładem termicznym wapienia (wprowadzony do pieca do włókien) powstaje tlenek wapnia, który reaguje z krzemionymi i aluminiowymi tlenkami zawartymi w Ore:
  • Caco 3 \u003d CAO + CO 2;
  • CAO + SIO 2 \u003d CASIO 3;
  • Cao + Al 2 O 3 \u003d CA (Alo 2) 2.
• w 1100 ° C proces odzyskiwania żelaza przestaje;
• poniżej kopalni znajduje się najszersza część pieca blastowego, znajduje się poniżej której przybrzeżna jest przestrzegana, w której powstają oparzenia koktajlowe i produkty wytapiające płynne produkty - żeliwo i żużle gromadzące się na samym dole pieca - góry;
• w górnej części góry w temperaturze 1500 ° C, intensywny spalanie koksu występuje w strumieniu intensywnego powietrza powietrza: C + O2 \u003d CO 2;
• przechodząc przez gorącą koks, tlenek węgla (IV) zamienia się w tlenek węgla (II), który jest środkiem redukującą żelaza (patrz wyżej): CO2 + C \u003d 2CO;
• żużle utworzone przez krzemiany i glinokianiki wapnia znajdują się nad żeliwem, chroniąc go przed działaniem tlenu;
• poprzez specjalne otwory znajdujące się na różnych poziomach rogu, żeliwo i żużle są na zewnątrz;
• większość żeliwa przechodzi do dalszej recyklingu - stalowa wytapianie.

Stal jest zabroniony z żeliwa i złomu z metodą konwertera (Martenovsky jest już przestarzały, chociaż jest również używany) lub filcu elektryczne (w zagłębieniach elektrycznych, piecach indukcyjnych). Istota procesu (żeliwa Redo) jest zmniejszenie stężenia węgla i innych zanieczyszczeń przez utlenianie tlenu.

Jak wspomniano powyżej, stężenie węgla w stali nie przekracza 2%. Dzięki temu stal, w przeciwieństwie do żeliwa, jest dość łatwa do przenoszenia kucia i walcowania, co pozwala na wykonanie różnych produktów o wysokiej twardości i trwałości.

Twardość stali zależy od zawartości węgla (im więcej węgla, twardszego stali) w określonej marce warunków obróbki stali i ciepła. Na wakacjach (wolno chłodzące) stal staje się miękki; Podczas hartowania (szybkie chłodzenie) stal uzyskuje się bardzo stałe.

Aby nadać niezbędne właściwości dodać dodatki do ligatingu: chrom, nikiel, krzem, molibden, wanad, mangan i tak dalej.

Żeliwo i stal są niezbędnymi materiałami strukturalnymi w przytłaczającej większości sektorów gospodarki narodowej.

Żelazna rola biologiczna:

• ciało osoby dorosłej zawiera około 5 g żelaza;
• Żelazo odgrywa ważną rolę w dziedzinie ciał hematopoetycznych;
• Żelazo jest częścią wielu złożonych kompleksów białkowych (hemoglobin, mioglobin, różne enzymy).

68. Związki żelaza.

Tlenek żelaza (II) FEO- Czarna substancja krystaliczna nierozpuszczalna w wodzie i alkaliach. FEO.odpowiada bazie FE (OH) 2.

Dostać się.Żelazo (II) tlenek można uzyskać przez niekompletną redukcję magnetycznego tlenku węgla Zheleznyak (II):

Właściwości chemiczne.Jest głównym tlenkiem. Reakcja z kwasami, sole tworzy:

Żelazny wodorotlenek (II) Fe (OH) 2- Biała krystaliczna substancja.

Dostać się.Wodorotlenek żelaza (II) otrzymuje się z soli dwuwartościowej prasowania działań rozwiązań alkalskich:

Właściwości chemiczne.Podstawowy wodorotlenek. Reaguje z kwasami:

Na powietrzu FE (OH) 2 utlenia się na FE (OH) 3:

Tlenek żelaza (III) FE2O3- Substancja brązowego koloru, występuje w naturze w postaci czerwonej strefy, nierozpuszczalna w wodzie.

Uzyskiwanie. Podczas wypalania piryt:

Właściwości chemiczne.Pokazuje słabe właściwości amfoteryczne. Podczas interakcji z alkalami tworzy sole:

Żelazny wodorotlenek (III) Fe (OH) 3- Red-brązowe rzeczy, nierozpuszczalne w wodzie i nadmiar alkali.

Uzyskiwanie. Otrzymany przez utleniający tlenek żelaza (III) i wodorotlenku żelaza (II).

Właściwości chemiczne.Jest to związek amfoteryczny (z przewagą właściwości podstawowych). Wytrącony pod działaniem alkaliczności na trwalentnych soli żelaznych:

Sole biwalentnego żelazauzyskaj interakcję żelaza metalicznego z odpowiednimi kwasami. Są silnie hydro-lisps, ponieważ ich wodne rozwiązania - energetyczne środki redukujące:

Po podgrzaniu powyżej 480 ° C rozkłada się, tworzące tlenki:

W ramach działania alkalicznych na siarczan żelaza (II) powstaje wodorotlenek żelaza (II):

Formy krystalicznie hydratu - Feso4? 7n2o (żelazna wigor). Żelazny chlorek (III) FECL3 -substancja krystaliczna jest ciemnobrązowa.

Właściwości chemiczne.Rozpuszczalny w wodzie. FECL3.pokazuje właściwości oksydacyjne.

Przypracowcy - magnez, cynk, siarkowodór, utleniający bez ogrzewania.