Інтегрований урок:Технологія виробництва чавуну й сталі. Проблеми й перспективи розвитку чорної металургії - Географія - Щоб урок був цікавим... - Каталог статей - Учительська світлиця
Головна » Статті » Щоб урок був цікавим... » Географія

Інтегрований урок:Технологія виробництва чавуну й сталі. Проблеми й перспективи розвитку чорної металургії

Інтегрований  урок
  Тема.      Технологія      виробництва     чавуну     й     сталі.      Проблеми     й    перспективи    розвитку    чорної    металургії.
  Мета уроку:     сформувати     знання    про     значення,     проблеми     й    перспек -тиви     чорної     металургії,     дати     уявлення     про      технології      ви-робництва     чавуну    й    сталі;     розвивати     просторове    й    логіч-не    мислення;     виховувати    почуття    хазяїна    своєї    землі.
  Тип уроку:     вивчення     нового    матеріалу.
  Обладнання:     підручник     географії,     підручник     хімії,    контурні    карти,    ат-лас,     настінна    карта     «Корисні    копалини     України»    й    «Чор-на    металургія»,     колекція    «Метали    та    їхні     сплави».
Учитель географії. Сьогодні ви познайомитеся з однією з найстаріших
галузей  світової  та  української  промисловості  —  чорною  металургією.
Ця галузь виробляє чавун і сталь. Особливо великим є значення сталі. Із
цього конструкційного матеріалу виготовляють найрізноманітніші види
промислової продукції. Спробуймо на хвилину уявити, що з нашого су-часного світу зникла сталь. Зруйнувалися б заводи й трубопроводи, побу -това й сільськогосподарська техніка. Сталь можна порівняти з кальцієм
в організмі людини. Без кальцію неможливе життя людини, без сталі  —
промисловості.
Виробництво  чорних  металів  —  надзвичайно  матеріаломістка  галузь.
Так,  для  виробництва  1  т  сталі  необхідно  витратити  майже  7  т  сирови-ни,  насамперед  руди  чорних  металів  і  коксу.  Тому  для  її  формування  в
Україні  найбільше  значення  мали  родовища  залізної  та  марганцевої
руд,  коксівного  вугілля,  високоякісних  вапняків,  формувальних  пісків
і  вогнетривів,  а  також  наявність  споживача  й кваліфікованих  трудових
ресурсів.
Транспортний чинник найбільшою мірою впливає на розміщення під-приємств із виробництва залізорудної сировини й палива (коксу). В ос-танні роки зростає значення екологічного чинника.
Найважливіша сировина для чорної металургії — залізна руда. Її го-ловні мінерали: магнетит, гематит, гетит. Розрізняють багаті руди з уміс -том заліза понад 50 %, рядові, які містять 50—25 %, і  бідні — до 25 %
заліза. За оцінками вчених, в Україні залягає десята частина розвіданих
запасів залізних руд усього світу.
— Пригадайте, де розташовані великі родовища залізної руди. Позна-чте їх на контурній карті.
Учитель хімії. Після видобутку залізну руду подрібнюють і збагачу-ють  — відокремлюють від порожньої породи. Потім збагачену руду обпа-люють у  присутності коксового пилу, тобто піддають агломерації. У ході
цього  процесу  з  руди  видаляється  частина  шкідливих  домішок  і  відбу-вається часткове відновлення заліза. Потім спечений агломерат дроблять
на шматки.
Інший  важливий  компонент  металургійного  виробництва  —  кокс,
який  використовується  при  виплавці  чавуну  як  паливо  й  відновлювач
заліза.  Кокс  виробляють  із  коксівного  вугілля  шляхом  нагрівання  до
1000 °С без доступу повітря. При цьому з вугілля видаляються органічні
й неорганічні сполучення. Отримане паливо містить до 98  % вуглецю.
Учитель  географії. Кам’яне  вугілля  —  тверда  горюча  корисна  копа-лина  рослинного  походження.  Це  перехідна  форма  від  бурих  вугіль  до
антрацитів. За виходом летучих речовин і спікливістю кам’яне вугілля
поділяється  на  ряд  марок,  серед  яких:  довгополуменеві  (Д),  газові  (Г),
жирні (Ж), коксо-жирні (КЖ), коксові (К), отощенно-спікливі (ОС). Мар-ки від Г до ОС використовуються як коксохімічна сировина.
—  Пригадайте,  де  розташовані  великі  родовища  коксівного  вугілля.
Позначте їх на контурній карті.
Виробництво  коксу  є  досить  дорогим,  витрати  на  нього  становлять  до
половини  вартості  сировини.  Тому  найважливіше  завдання  в  підвищенні
ефективності виробництва чавуну й сталі — економія цього палива.
Перша  основна  ланка  чорної  металургії  передбачає  виробництво  ча-вуну  відновною  плавкою  в  доменних  печах.  Підприємства,  які  мають
у своєму виробничому циклі цю ланку, зазвичай розташовуються побли -зу сировини. Значну роль у їхньому розміщенні відіграє і транспортний
чинник.  Це  пов’язане  з  економією  витрат  у  процесі  перевезення  напів-фабрикатів, палива й готової продукції.
Учитель  хімії.  Чавун  —  це  сплав  заліза  з  вуглецем,  що  містить  до -мішки кремнію, сірки, фосфору, марганцю. Це твердий і крихкий метал,
який при затвердінні не стискається, а розширюється.
Чавун одержують у результаті доменного процесу. Вихідною сирови-ною служить шихта — це спеціально підготовлені залізорудний агломе-рат, кокс і флюси, які необхідні для утворення шлаків (як правило, вико -ристовується вапняк). Сутність доменного процесу полягає в східчастому
відновленні заліза, видаленні шкідливих домішок за допомогою флюсів
і насиченні заліза вуглецем.
Виплавка  чавуну  робиться  у  величезних  доменних  печах  заввишки
з десятиповерховий будинок. Їх спочатку завантажують коксом, а потім
пошарово  спеченою  з  флюсом  залізною  рудою.  Горіння  підтримується
вдуванням підігрітого повітря або кисню.
Спочатку горить кокс з утворенням оксиду вуглецю (IV).
С + О
2
 =  СО
2
Речовина, що утворилася, проходить через розпечений кокс (темпера-тура до 1700 °С) і відновлюється до оксиду вуглецю (II).
СО
2
 + С  2СО
В  умовах  високої  температури  оксид  вуглецю  (II)  відновлює  залізо.
Цей процес відбувається головним чином у верхній частині домни. Його
можна виразити таким сумарним рівнянням.
Fe
2
O
3
 + 3СО = 2Fe  + 3СО
2
Таким чином, утворюється металеве залізо у твердому стані. Поступо-во залізо опускається в більш гарячу частину печі — распар, при цьому
воно розчиняє вуглець та інші елементи, утворюючи чавун.
Більшу частину порожньої породи становить діоксид кремнію SiО
2
.
Це  — тугоплавка речовина, для її перетворення на більш легкоплавкі
сполуки  до  руди  додається  флюс.  Зазвичай  як  флюс  використовують
вапняк — CaCО
3
, який під впливом високої температури розкладається.
CaCО
3
 = CaCo + CO
2
При  взаємодії  оксиду  кальцію  (CaCО),  що  утворився,  із  SiО
2
  утво -рюється CaSiО
2
, що легко відокремлюється у вигляді шлаків.
122
Чавун плавиться та поступово стікає в нижню частину горна, а рідкі
шлаки збираються на його поверхні, захищаючи чавун від окислювання
(шлаки більш легкі). Ці продукти плавлення періодично випускаються
через отвори (льотки) у нижній частині доменної печі.
Раніше шлак був відходом, зараз він використовується для виробни-цтва будівельних матеріалів, наприклад гравію або шлакобетону.
Учитель  географії.  Розрізняють  ливарний  і  білий  чавун.  Ливарний
становить  приблизно  десяту  частину  всього  обсягу  одержуваного  спла -ву. Він застосовується для виготовлення фасонного лиття: станін, плит.
Основна маса чавуну — це білі сорти, які використовуються як сировина
при виплавці сталі.
Учитель хімії. Сталь — це залізо з умістом вуглецю до 2 % і можли -вою наявністю легуючих добавок. Порівняно з чавуном у сталі міститься
менше вуглецю, кремнію, сірки, фосфору. Для одержання цього металу
необхідно знизити концентрацію цих речовин шляхом окисного плав-лення.
Як  уже  говорив  учитель  географії,  сировиною  для  одержання  сталі
є чавун і сталевий скрап (подрібнений металобрухт). Окислювачем слу -жить залізна руда. Як легуючі добавки використовуються різні елемен-ти,  що  змінюють  властивості  сталі  (мідь,  нікель,  вольфрам,  алюміній,
хром, кобальт, титан).
Учитель географії. У металургійній промисловості сталь виплавля -ють в  основному в трьох агрегатах: у мартенівських печах, конвекторах
та електричних печах. В Україні близько половини сталі виробляється
високозатратним мартенівським способом. У цьому випадку джерелом
тепла  служить  газ,  що  спалюється  в  печі  в  присутності  збагаченого
киснем повітря. Більшість мартенівських печей опалюються сумішшю
доменного, коксувального й генераторного газів, використовують і при -родний газ.
Учитель хімії. Хоча мартенівським методом можна переробляти ча-вун у сталь, а потім одержувати високолеговані сталі, він є технологіч -но застарілим і малоефективним. Будівництво печей вимагає великих
капіталовкладень, під час плавлення витрачається велика кількість па -лива, а продуктивність значно нижча, ніж при киснево-конверторному
методі.
Учитель  географії.  Доменна  піч  працює  безперервно  протягом  кіль -кох років. Для підтримання процесу, у міру того як верхні шари шихти
опускаються, до неї додають нові. Через кілька років роботи піч вимагає
капітального ремонту.
Для України це особливо актуально, оскільки на багатьох підприєм-ствах  використовується  застаріле  обладнання.  У  зв’язку  з  глобальною
економічною кризою зараз важко здійснити програми з їх відновлення.
Учитель  хімії.  Більш  прогресивним  є  киснево-конверторний  метод
перетворення чавуну на сталь. У ньому використовується кисневий конвертор, що має глекоподібну форму й здатний нахилятися за допомогою
поворотного механізму. Конвертор має горловину, через яку завантажу-ють шихту й опускають прилад для вдування кисню, а також льотку для
випуску сталі й шлаків.
Перед  початком  процесу  конвертор  нахиляють,  заливають  розплав-лений чавун, засипають скрап і флюси. Потім його переводять у верти-кальне положення та починають вдувати кисень. Досягаючи температу-ри  плавлення,  залізо  чавуну  реагує  з  киснем,  утворюючи  оксид  заліза
з виділенням великої кількості тепла.
Оксид заліза, що утворився, розчиняється в шихті й реагує з надлиш-ком вуглецю та інших домішок.
Оксиди,  що  утворилися,  взаємодіють  із  флюсами  й  утворюють  шла-ки.  Потім  подання  кисню  припиняють  і  проводять  розкислення.  Його
мета — видалити надлишок FeO, що утворився і погіршує якість сталі.
Розкислення проводять, додаючи феромарганець, ванадій, титан, які ре-агують із FeО.
Без традиційних печей працюють електрометалургійні заводи. Вони
використовують  електричні  печі  двох  типів:  дугові  й  індукційні  (висо -кочастотні).
Більш широке застосування одержали дугові печі. У них можна одер-жувати дуже високі температури, розплавляти метал із високою концен-трацією  тугоплавких  компонентів,  добре  очищати  сталь  від  домішок.
Цим методом можна одержувати будь-які види жаростійкої та легованої
сталі, за винятком низьковуглецевої. Недоліком методу є великі витрати
на електроенергію при розігріві й розплавлюванні шихти.
Учитель географії. На електросталі припадає незначна частина загаль -ного виробництва металу в Україні. Одне з підприємств  — «Дніпроспец-сталь»  —  розташоване  в  місті  Запоріжжя  (показує  на  настінній  кар-ті,  учні  підписують  об’єкт  на  контурній  карті).  Зверніть  увагу,  що  це
підприємство розташоване поблизу сировини й споживача  — великих
машинобудівних заводів Запоріжжя та Дніпропетровська. Інше підпри -ємство розташоване в Броварах (Київська область), воно орієнтується на
споживача. У найближчі роки кількість сталі, виробленої на електроду -гових печах, буде збільшуватися.
Перспективним  напрямком  у  розвитку  чорної  металургії  є  будівни-цтво міні-заводів. Як сировину вони використовують металобрухт.
Проте найбільші обсяги продукції в Україні поки що будуть одержувати
на металургійних комбінатах повного циклу. Вони дають увесь чавун й ос-новну частину сталі. Ці індустріальні гіганти мають істотні недоліки. Так,
їх складно забезпечити сировиною, паливом, водою, трудовими ресурсами
(на одному великому комбінаті налічується від 10 до 40 тис. робітників).
Вони є основними забруднювачами навколишнього середовища.
У  цілому  зараз  на  перший  план  виходить  необхідність  виробництва
складної та дорогої продукції високих переділів. Пріоритетними напрямками розвитку галузі мають стати: розвиток мінерально-сировинної бази
та забезпечення якості сировини; заміна мартенівського способу вироб -ництва  металу  киснево-конверторним;  упровадження  установок  безпе-рервного  розливу  сталі;  розширення  електроплавильного  виробництва
металу; збільшення обсягу виробництва спеціальних сталей і сплавів.
Урок закінчується виконанням завдань на закріплення матеріалу.
1.   Учні працюють із підручником і картами атласу. Їхнє завдання — стисло
схарактеризувати  металургійні  райони  за  планом:  назва,  кам’яновугільний  ба-сейн, що забезпечує район коксівним вугіллям, родовища залізної руди, найбільші
центри. Завдання ділиться на три варіанти — кожному відповідає один район.
2.   Створюємо моделі. Завдання сприяє закріпленню наявних знань і форму-ванню нових, розвитку вміння створювати образ об’єкта.
Приклад.  Модель  виробничого  циклу  з  виробництва  сталі.  Виходить  кілька
учнів,  учитель  розподіляє  між  ними  ролі,  це  можуть  бути  як  підприємства
(гірничозбагачувальний  комбінат,  коксовий  завод,  чавуноливарний  цех,  стале-плавильний цех, прокатний цех), так і сировина й види продукції (руда, агломе -рат, кокс, чавун, сталь, прокат). Учні простежують «рух» сировини та виробленої
продукції  за  технологічним  ланцюжком,  розповідають,  як  і  в  результаті  чого
змінюються їхні властивості та склад.
3.   Опис  основних  видів  продукції,  що  одержуються  на  металургійному
підприємстві, може бути поданий у найрізноманітнішій формі. Тут у  вчителя є всі
можливості для розвитку творчих здібностей, як своїх, так і учнів.
Приклад.  Поблизу  міста  Машинобудівник  був  помічений  громадянин,
що  назвався  Чавуновим  Ферумом  Марганцевичем.  Громадянин  прибув  до
міста  по  залізничній  магістралі  зі  сходу  країни  й  хоче  знайти  роботу  в  місті
Машинобудівник. Ферум Марганцевич звернувся на один із заводів із проханням
узяти його на роботу на посаду «Головний виробник деталей і вузлів». Однак на цю
відповідальну посаду його не взяли, посилаючись на те, що результати медичного
обстеження показали: громадянин Чавунов не гнучкий у взаєминах з оточуючими,
погано контактує навіть із родичами, не стійкий до ударів долі, його тіло досить
слабке, а характер важкий. Чавунову запропонували роботу зі складання вузлів і
підтримання їх у відповідному стані.
Посаду  «Головний  виробник  деталей  і  вузлів»  отримав  громадянин  Сталевий
Нікель Ферумович. Його освіта й особисті якості більше відповідають цьому місцю.
На  диво  громадянина  Чавунова,  виявилося,  що  Нікель  Ферумо-вич  походить  із  того  самого  міста,  що  й  він.  Більше  того,  вони  зі  Стале-  
вим  Н. Ф.  близькі  родичі  за  чорнометалургійною  лінією  і  добре  знають  тих,  хто
проживає в їхньому рідному місті, — Прокатного Мартена Профелівеча й Трубного
Комбіната Металургієвича.
Допоможіть  установити  можливе  місце  народження  наших  героїв;
місто, куди вони могли прибути для влаштування на роботу; батьків гро-мадянина Чавунова Ф. М. Поясніть його характеристику.Варіант  ІІ.  (Інтегрований  урок)
  Тема.      Технологія      виробництва     чавуну     й     сталі.      Проблеми     
й    перспективи    розвитку    чорної    металургії.
  Мета уроку:     сформувати     знання    про     значення,     проблеми     й    перспек -тиви     чорної     металургії,     дати     уявлення     про      технології      ви-робництва     чавуну    й    сталі;     розвивати     просторове    й    логіч-не    мислення;     виховувати    почуття    хазяїна    своєї    землі.
  Тип уроку:     вивчення     нового    матеріалу.
  Обладнання:     підручник     географії,     підручник     хімії,    контурні    карти,    ат-лас,     настінна    карта     «Корисні    копалини     України»    й    «Чор-на    металургія»,     колекція    «Метали    та    їхні     сплави».
Учитель географії. Сьогодні ви познайомитеся з однією з найстаріших
галузей  світової  та  української  промисловості  —  чорною  металургією.
Ця галузь виробляє чавун і сталь. Особливо великим є значення сталі. Із
цього конструкційного матеріалу виготовляють найрізноманітніші види
промислової продукції. Спробуймо на хвилину уявити, що з нашого су-часного світу зникла сталь. Зруйнувалися б заводи й трубопроводи, побу -това й сільськогосподарська техніка. Сталь можна порівняти з кальцієм
в організмі людини. Без кальцію неможливе життя людини, без сталі  —
промисловості.
Виробництво  чорних  металів  —  надзвичайно  матеріаломістка  галузь.
Так,  для  виробництва  1  т  сталі  необхідно  витратити  майже  7  т  сирови-ни,  насамперед  руди  чорних  металів  і  коксу.  Тому  для  її  формування  в
Україні  найбільше  значення  мали  родовища  залізної  та  марганцевої
руд,  коксівного  вугілля,  високоякісних  вапняків,  формувальних  пісків
і  вогнетривів,  а  також  наявність  споживача  й кваліфікованих  трудових
ресурсів.
Транспортний чинник найбільшою мірою впливає на розміщення під-приємств із виробництва залізорудної сировини й палива (коксу). В ос-танні роки зростає значення екологічного чинника.
Найважливіша сировина для чорної металургії — залізна руда. Її го-ловні мінерали: магнетит, гематит, гетит. Розрізняють багаті руди з уміс -том заліза понад 50 %, рядові, які містять 50—25 %, і  бідні — до 25 %
заліза. За оцінками вчених, в Україні залягає десята частина розвіданих
запасів залізних руд усього світу.
— Пригадайте, де розташовані великі родовища залізної руди. Позна-чте їх на контурній карті.
Учитель хімії. Після видобутку залізну руду подрібнюють і збагачу-ють  — відокремлюють від порожньої породи. Потім збагачену руду обпа-люють у  присутності коксового пилу, тобто піддають агломерації. У ході
цього  процесу  з  руди  видаляється  частина  шкідливих  домішок  і  відбу-вається часткове відновлення заліза. Потім спечений агломерат дроблять
на шматки.
Інший  важливий  компонент  металургійного  виробництва  —  кокс,
який  використовується  при  виплавці  чавуну  як  паливо  й  відновлювач
заліза.  Кокс  виробляють  із  коксівного  вугілля  шляхом  нагрівання  до
1000 °С без доступу повітря. При цьому з вугілля видаляються органічні
й неорганічні сполучення. Отримане паливо містить до 98  % вуглецю.
Учитель  географії. Кам’яне  вугілля  —  тверда  горюча  корисна  копа-лина  рослинного  походження.  Це  перехідна  форма  від  бурих  вугіль  до
антрацитів. За виходом летучих речовин і спікливістю кам’яне вугілля
поділяється  на  ряд  марок,  серед  яких:  довгополуменеві  (Д),  газові  (Г),
жирні (Ж), коксо-жирні (КЖ), коксові (К), отощенно-спікливі (ОС). Мар-ки від Г до ОС використовуються як коксохімічна сировина.
—  Пригадайте,  де  розташовані  великі  родовища  коксівного  вугілля.
Позначте їх на контурній карті.
Виробництво  коксу  є  досить  дорогим,  витрати  на  нього  становлять  до
половини  вартості  сировини.  Тому  найважливіше  завдання  в  підвищенні
ефективності виробництва чавуну й сталі — економія цього палива.
Перша  основна  ланка  чорної  металургії  передбачає  виробництво  ча-вуну  відновною  плавкою  в  доменних  печах.  Підприємства,  які  мають
у своєму виробничому циклі цю ланку, зазвичай розташовуються побли -зу сировини. Значну роль у їхньому розміщенні відіграє і транспортний
чинник.  Це  пов’язане  з  економією  витрат  у  процесі  перевезення  напів-фабрикатів, палива й готової продукції.
Учитель  хімії.  Чавун  —  це  сплав  заліза  з  вуглецем,  що  містить  до -мішки кремнію, сірки, фосфору, марганцю. Це твердий і крихкий метал,
який при затвердінні не стискається, а розширюється.
Чавун одержують у результаті доменного процесу. Вихідною сирови-ною служить шихта — це спеціально підготовлені залізорудний агломе-рат, кокс і флюси, які необхідні для утворення шлаків (як правило, вико -ристовується вапняк). Сутність доменного процесу полягає в східчастому
відновленні заліза, видаленні шкідливих домішок за допомогою флюсів
і насиченні заліза вуглецем.
Виплавка  чавуну  робиться  у  величезних  доменних  печах  заввишки
з десятиповерховий будинок. Їх спочатку завантажують коксом, а потім
пошарово  спеченою  з  флюсом  залізною  рудою.  Горіння  підтримується
вдуванням підігрітого повітря або кисню.
Спочатку горить кокс з утворенням оксиду вуглецю (IV).
С + О
2
 =  СО
2
Речовина, що утворилася, проходить через розпечений кокс (темпера-тура до 1700 °С) і відновлюється до оксиду вуглецю (II).
СО
2
 + С  2СО
В  умовах  високої  температури  оксид  вуглецю  (II)  відновлює  залізо.
Цей процес відбувається головним чином у верхній частині домни. Його
можна виразити таким сумарним рівнянням.
Fe
2
O
3
 + 3СО = 2Fe  + 3СО
2
Таким чином, утворюється металеве залізо у твердому стані. Поступо-во залізо опускається в більш гарячу частину печі — распар, при цьому
воно розчиняє вуглець та інші елементи, утворюючи чавун.
Більшу частину порожньої породи становить діоксид кремнію SiО
2
.
Це  — тугоплавка речовина, для її перетворення на більш легкоплавкі
сполуки  до  руди  додається  флюс.  Зазвичай  як  флюс  використовують
вапняк — CaCО
3
, який під впливом високої температури розкладається.
CaCО
3
 = CaCo + CO
2
При  взаємодії  оксиду  кальцію  (CaCО),  що  утворився,  із  SiО
2
  утво -рюється CaSiО
2
, що легко відокремлюється у вигляді шлаків.
122
Чавун плавиться та поступово стікає в нижню частину горна, а рідкі
шлаки збираються на його поверхні, захищаючи чавун від окислювання
(шлаки більш легкі). Ці продукти плавлення періодично випускаються
через отвори (льотки) у нижній частині доменної печі.
Раніше шлак був відходом, зараз він використовується для виробни-цтва будівельних матеріалів, наприклад гравію або шлакобетону.
Учитель  географії.  Розрізняють  ливарний  і  білий  чавун.  Ливарний
становить  приблизно  десяту  частину  всього  обсягу  одержуваного  спла -ву. Він застосовується для виготовлення фасонного лиття: станін, плит.
Основна маса чавуну — це білі сорти, які використовуються як сировина
при виплавці сталі.
Учитель хімії. Сталь — це залізо з умістом вуглецю до 2 % і можли -вою наявністю легуючих добавок. Порівняно з чавуном у сталі міститься
менше вуглецю, кремнію, сірки, фосфору. Для одержання цього металу
необхідно знизити концентрацію цих речовин шляхом окисного плав-лення.
Як  уже  говорив  учитель  географії,  сировиною  для  одержання  сталі
є чавун і сталевий скрап (подрібнений металобрухт). Окислювачем слу -жить залізна руда. Як легуючі добавки використовуються різні елемен-ти,  що  змінюють  властивості  сталі  (мідь,  нікель,  вольфрам,  алюміній,
хром, кобальт, титан).
Учитель географії. У металургійній промисловості сталь виплавля -ють в  основному в трьох агрегатах: у мартенівських печах, конвекторах
та електричних печах. В Україні близько половини сталі виробляється
високозатратним мартенівським способом. У цьому випадку джерелом
тепла  служить  газ,  що  спалюється  в  печі  в  присутності  збагаченого
киснем повітря. Більшість мартенівських печей опалюються сумішшю
доменного, коксувального й генераторного газів, використовують і при -родний газ.
Учитель хімії. Хоча мартенівським методом можна переробляти ча-вун у сталь, а потім одержувати високолеговані сталі, він є технологіч -но застарілим і малоефективним. Будівництво печей вимагає великих
капіталовкладень, під час плавлення витрачається велика кількість па -лива, а продуктивність значно нижча, ніж при киснево-конверторному
методі.
Учитель  географії.  Доменна  піч  працює  безперервно  протягом  кіль -кох років. Для підтримання процесу, у міру того як верхні шари шихти
опускаються, до неї додають нові. Через кілька років роботи піч вимагає
капітального ремонту.
Для України це особливо актуально, оскільки на багатьох підприєм-ствах  використовується  застаріле  обладнання.  У  зв’язку  з  глобальною
економічною кризою зараз важко здійснити програми з їх відновлення.
Учитель  хімії.  Більш  прогресивним  є  киснево-конверторний  метод
перетворення чавуну на сталь. У ньому використовується кисневий кон-
вертор, що має глекоподібну форму й здатний нахилятися за допомогою
поворотного механізму. Конвертор має горловину, через яку завантажу-ють шихту й опускають прилад для вдування кисню, а також льотку для
випуску сталі й шлаків.
Перед  початком  процесу  конвертор  нахиляють,  заливають  розплав-лений чавун, засипають скрап і флюси. Потім його переводять у верти-кальне положення та починають вдувати кисень. Досягаючи температу-ри  плавлення,  залізо  чавуну  реагує  з  киснем,  утворюючи  оксид  заліза
з виділенням великої кількості тепла.
Оксид заліза, що утворився, розчиняється в шихті й реагує з надлиш-ком вуглецю та інших домішок.
Оксиди,  що  утворилися,  взаємодіють  із  флюсами  й  утворюють  шла-ки.  Потім  подання  кисню  припиняють  і  проводять  розкислення.  Його
мета — видалити надлишок FeO, що утворився і погіршує якість сталі.
Розкислення проводять, додаючи феромарганець, ванадій, титан, які ре-агують із FeО.
Без традиційних печей працюють електрометалургійні заводи. Вони
використовують  електричні  печі  двох  типів:  дугові  й  індукційні  (висо -кочастотні).
Більш широке застосування одержали дугові печі. У них можна одер-жувати дуже високі температури, розплавляти метал із високою концен-трацією  тугоплавких  компонентів,  добре  очищати  сталь  від  домішок.
Цим методом можна одержувати будь-які види жаростійкої та легованої
сталі, за винятком низьковуглецевої. Недоліком методу є великі витрати
на електроенергію при розігріві й розплавлюванні шихти.
Учитель географії. На електросталі припадає незначна частина загаль -ного виробництва металу в Україні. Одне з підприємств  — «Дніпроспец-сталь»  —  розташоване  в  місті  Запоріжжя  (показує  на  настінній  кар-ті,  учні  підписують  об’єкт  на  контурній  карті).  Зверніть  увагу,  що  це
підприємство розташоване поблизу сировини й споживача  — великих
машинобудівних заводів Запоріжжя та Дніпропетровська. Інше підпри -ємство розташоване в Броварах (Київська область), воно орієнтується на
споживача. У найближчі роки кількість сталі, виробленої на електроду -гових печах, буде збільшуватися.
Перспективним  напрямком  у  розвитку  чорної  металургії  є  будівни-цтво міні-заводів. Як сировину вони використовують металобрухт.
Проте найбільші обсяги продукції в Україні поки що будуть одержувати
на металургійних комбінатах повного циклу. Вони дають увесь чавун й ос-новну частину сталі. Ці індустріальні гіганти мають істотні недоліки. Так,
їх складно забезпечити сировиною, паливом, водою, трудовими ресурсами
(на одному великому комбінаті налічується від 10 до 40 тис. робітників).
Вони є основними забруднювачами навколишнього середовища.
У  цілому  зараз  на  перший  план  виходить  необхідність  виробництва
складної та дорогої продукції високих переділів. Пріоритетними напрям -
ками розвитку галузі мають стати: розвиток мінерально-сировинної бази
та забезпечення якості сировини; заміна мартенівського способу вироб -ництва  металу  киснево-конверторним;  упровадження  установок  безпе-рервного  розливу  сталі;  розширення  електроплавильного  виробництва
металу; збільшення обсягу виробництва спеціальних сталей і сплавів.
Урок закінчується виконанням завдань на закріплення матеріалу.
1.   Учні працюють із підручником і картами атласу. Їхнє завдання — стисло
схарактеризувати  металургійні  райони  за  планом:  назва,  кам’яновугільний  ба-сейн, що забезпечує район коксівним вугіллям, родовища залізної руди, найбільші
центри. Завдання ділиться на три варіанти — кожному відповідає один район.
2.   Створюємо моделі. Завдання сприяє закріпленню наявних знань і форму-ванню нових, розвитку вміння створювати образ об’єкта.
Приклад.  Модель  виробничого  циклу  з  виробництва  сталі.  Виходить  кілька
учнів,  учитель  розподіляє  між  ними  ролі,  це  можуть  бути  як  підприємства
(гірничозбагачувальний  комбінат,  коксовий  завод,  чавуноливарний  цех,  стале-плавильний цех, прокатний цех), так і сировина й види продукції (руда, агломе -рат, кокс, чавун, сталь, прокат). Учні простежують «рух» сировини та виробленої
продукції  за  технологічним  ланцюжком,  розповідають,  як  і  в  результаті  чого
змінюються їхні властивості та склад.
3.   Опис  основних  видів  продукції,  що  одержуються  на  металургійному
підприємстві, може бути поданий у найрізноманітнішій формі. Тут у  вчителя є всі
можливості для розвитку творчих здібностей, як своїх, так і учнів.
Приклад.  Поблизу  міста  Машинобудівник  був  помічений  громадянин,
що  назвався  Чавуновим  Ферумом  Марганцевичем.  Громадянин  прибув  до
міста  по  залізничній  магістралі  зі  сходу  країни  й  хоче  знайти  роботу  в  місті
Машинобудівник. Ферум Марганцевич звернувся на один із заводів із проханням
узяти його на роботу на посаду «Головний виробник деталей і вузлів». Однак на цю
відповідальну посаду його не взяли, посилаючись на те, що результати медичного
обстеження показали: громадянин Чавунов не гнучкий у взаєминах з оточуючими,
погано контактує навіть із родичами, не стійкий до ударів долі, його тіло досить
слабке, а характер важкий. Чавунову запропонували роботу зі складання вузлів і
підтримання їх у відповідному стані.
Посаду  «Головний  виробник  деталей  і  вузлів»  отримав  громадянин  Сталевий
Нікель Ферумович. Його освіта й особисті якості більше відповідають цьому місцю.
На  диво  громадянина  Чавунова,  виявилося,  що  Нікель  Ферумо-вич  походить  із  того  самого  міста,  що  й  він.  Більше  того,  вони  зі  Стале-  
вим  Н. Ф.  близькі  родичі  за  чорнометалургійною  лінією  і  добре  знають  тих,  хто
проживає в їхньому рідному місті, — Прокатного Мартена Профелівеча й Трубного
Комбіната Металургієвича.
Допоможіть  установити  можливе  місце  народження  наших  героїв;
місто, куди вони могли прибути для влаштування на роботу; батьків гро-мадянина Чавунова Ф. М. Поясніть його характеристику.

Категорія: Географія | Додав: uthitel (06.11.2014)
Переглядів: 718 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Ім`я *:
Email *:
Код *: