Сценарий урока «Чугун – богатство на все времена»

Сценарий урока «Чугун – богатство на все времена»
Автор: Скворцов Геннадий Васильевич
Учитель химии 1-ой категории МОУ «Хочашевская СОШ»
Ядринского района Чувашской Республики
Этапы подготовки к уроку:
1. Подготовительный
2. Внеурочная самостоятельная работа учащихся
3. Урок защиты проектов
Задания
Что могу я
придумать?
1. Задание химикам-технологам
• Выберите сырьё для производства чугуна, сравнив экономическую эффективность
2. Задание группе исследователей
• Подберите вспомогательные материалы для производства чугуна
3. Задание историкам и языковедам.
• Дать краткую характеристику истории появления доменных печей и этимологии
4. Задание конструкторам
Представить проект устройства и работы доменной печи.
5. Задание научно-исследовательской группе
• Как обеспечить высокую скорость доменного процесса; высокую производительность?
6. Задание группе охраны окружающей среды
• Выявить области применения побочных продуктов: шлака, колошникового газа.
7. Задание рекламодателям
• На основе различных технических свойств чугунов, указать области их применения
8. Задание кинематографу
• «Снять» фильм об устройстве и работе доменной печи.
Поисковая работа
1. Для подбора ответов
ученики располагали:
 дополнительной литературой.
 широким доступом в Интернет.
2. Основополагающий вопрос:
 «Какие общие принципы химических
производств соблюдаются в доменной печи при
производстве чугуна?»
3. Проблемные вопросы:
 Какова роль кокса, флюсов в доменном
процессе?
 Каковы условия, ускоряющие химические
реакции, и как они используются в доменном
процессе?
Дидактические цели:










Образовательная: Научить ребят самостоятельно анализировать и
синтезировать умения и навыки, применяя ранее усвоенные сведения и
приобретения новых знаний и умений. Применить полученные знания в
конкретной игровой ситуации.
Воспитательная:
Развить познавательный интерес к химии и стимулировать к
самостоятельному расширению знаний и добывание новых.
Поддерживать интерес и стремление к освоению компьютерной техники и
освоению информационных технологий
Воспитать уверенность в себе и в своих силах
Развивающая: Поставить мысленный эксперимент и решить творческую
задачу: «Что такое оптимальные условия производства? Как они
соблюдаются в доменном процессе»
Методические задачи проекта:
Помочь учащимся осознать своё отношение к химической
промышленности страны
Научить кратко и точно излагать свои мысли; расширить язык химии
Предоставить учащимся необходимую информацию производств чугуна и
его применения
«Производство чугуна»
Тип урока: «Совершенствование и применение
теоретических знаний»
 Цель урока: Обеспечить в ходе урока усвоение
учениками новых знаний по производству.
 Формирование обобщённых умений, закрепление
основных понятий, теорий и научных фактов.
 Прилагается: кинофрагмент «Производство чугуна»,
макет доменной печи, карта полезных ископаемых,
коллекция железных руд, раздаточные таблицы:
 Важнейшие природные соединения железа
 Производство чугуна в сентябре 2006 года, тыс. тонн
 Технические свойства чугунов

Творческая группа
► Директор
компании
«Чугун-сталь»
► Пресс-секретарь
Атласова Оля
Семёнова
Наташа
Бармина
Оля
Скворцов Г.В.
Ильина Юлия
1-й исследователь
►- Железо - самый распространённый после
алюминия металл: оно составляет 4% (по
массе) земной коры. Встречается железо в виде
различных соединений: оксидов, сульфидов,
силикатов. В свободном состоянии только в
метеоритах.
2-й исследователь




Мы пришли к выводу, что в пределах России
месторождения железных руд находятся на Урале,
где целые горы, например: Магнитная, Качканар,
Высокая - образованы магнитным железняком
превосходного качества.
Богатые залежи на Кольском полуострове, в
Западной и Восточной Сибири и на Дальнем Востоке.
1-й химик-технолог
- Нами разрешена задача подбора вспомогательных
материалов, в частности - восстановителя. Это – кокс
(С), воздух, флюсы (известняк – СаСО3, доломит –
CaMg(CO3)2)
2-й химик-технолог








Восстановление оксидов железа в доменной печи происходит по
стадиям:
Fе2O3→ Fе3O4 → FеО → Fe
Для восстановления железа из руд применяют каменноугольный
кокс: С + О2 → СО2 + 393 кДж/моль
Проходя через раскалённый кокс, СО2 восстанавливается до
оксида углерода (2).
СО2 + Сраск. → 2СО
Восстановление оксидов железа осуществляется оксидом
углерода (2)
3Fе2O3 + СО → 2Fе3O4 + СО2
450 – 500 оС
Fе3O4 + СО → 3FеO + СО2
600 оС
FеO + СО → Fе + СО2
примерно 700 оС
Динамическая 3-х
минутка
Д3
3-ий химик-технолог
 Сложные превращения претерпевают примеси, содержащиеся в





руде и коксе. При высокой температуре частично
восстанавливаются и соединения кремния, фосфора, серы,
которые тоже растворяются в железе. В результате образуется
чугун – сплав железа с углеродом, кремнием, фосфором и
серой. Пустая порода переходит в шлак. Для перевода пустой
породы в шлак применяют флюсы. При высокой температуре
флюсы разлагаются:
СаСО3 → СаО + СО2
Оксид кальции реагирует с пустой породой, например:
СаО + SiО2 → CaSiO3
3CaO + P2O5 → Ca3(PO4)2
Шлак собирается на поверхности расплавленного чугуна..
1-й конструктор.
Доменная печь представляет собой сооружение высотой
до 20 м и выше, их внутренний объём достигает 5000 м3.
Корпус печи снаружи обшит стальными листами. Изнутри
выложен огнеупорным кирпичом.
 Верхняя её часть служит для загрузки шихты. В домне
расплавляют не железную руду, а агломерат. Ниже т. н.
колошника идёт самая большая по высоте коническая часть
домны — шахта, которая переходит далее в цилиндрическую
часть — горн. В горне как раз и собирается расплавленный
чугун.
 В верхней части горна располагаются фурмы — отверстия
для подачи нагретого до высокой температуры сжатого
воздуха. На уровне фурм развивается температура около 1200
°C. По мере удаления вверх температура снижается, и у
колошников доходит около 300 °C. Таким образом в печи на
разной высоте устанавливается разная температура,
благодаря чему протекают различные процессы перехода
руды в металл.

Применение чугуна

Широкое применение чугуна
Вывод:
 1. Чугун – это сплав железа, содержащий
углерод более 2,06% с примесями
кремния, марганца, фосфора, серы.
 2. В производстве чугуна лежат общие
технологические принципы:
 1. Непрерывность процесса
 2. Противоток
 3. Принцип использования отходов.