時間：2023-10-11 16:14:50
序論：在您撰寫氧化鐵的化學元素時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
關鍵詞：煉鋼；精煉；連鑄；質量管理
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.08.001
高碳鋼廣泛用鑄造各種精密工具、刀具、機械，在工業生產體系中有著不可或缺的位置。所謂高碳鋼，是指碳含量約為0.60%到1.70%的特種鋼材。高碳鋼不僅堅硬，還有良好的淬火和回火性能。日常生活中的大錘、撬棒就屬于高碳鋼鑄造工具的一種，鉆頭、鉸刀等切割工具也是由高碳鋼鑄造而成。所不同的是，前者碳含量約為0.75%，后者含碳量約為1%。
作為高碳鋼生產大國，國內的大部分鋼鐵企業都把高碳鋼的質量控制放在首位，尤其是連鑄技術出現以后，如果在智能化、自動化、機械化的生產過程中實現質量控制更是煉鋼工藝的重中之重。本文首先對高碳鋼的成分進行詳述，在把握高碳鋼成分的基礎上對煉鋼過程的質量控制進行分析，以鋼鐵制造企業有一定的參考意義。
1 高碳鋼添加成分綜述
在煉鋼過程中，加入適量的碳元素固體而基本不加其他化合金屬，經過熱處理與冷拔之后，經過硬化而成形的鋼坯就是高碳鋼。這種鋼材無論是硬度還是強度都強于一般鋼種，且彈性較好，磨損及切口極限很高，還具有一定的削切性能，因此，被大范圍使用。要確保高碳鋼的質量，首先須從高碳鋼的化學添加成分入手，各化學元素在高碳鋼中起到的性能俱不相同，常用添加化學元素具體性能如下：碳元素C（提高強度）、硅元素Si（提高強度）、錳元素Mn（提高強度）、硫元素S（增大脆性、降低韌性、熱脆性）、磷元素P（增大脆性、降低韌性、冷脆性）。
煉鋼過程是一系列物理反應、化學反應的綜合，因此，煉鋼過程中，除了要注意各種化學元素的配比，還要注意空氣中的主要氣體元素對高碳鋼性能的影響。空氣中主要氣體在煉鋼過程中的來源、存在形式及相應的影響如下：氫元素（電離水可得，氫氣溶解于表皮，表面氣孔、增大脆性）、氮元素（電離空氣可得，氮化物溶解于鋼水，內部晶核、增大脆性）、氧元素（電離、還原可得，氧化物溶解與鋼水、表皮，內部氣孔、降低韌性）。
綜上分析可得，各種化學元素通過主動或被動添加與煉鋼過程中，都會對高碳鋼的性能有所影響，因此，高碳鋼質量的控制首先是添加化學元素的控制，這就需要機械操作人員在實際工作過程中根據實際情況而定，不可盲目操作。
2 高碳鋼連鑄過程的質量控制
鋼絲是四大鋼材中的一種，應用極為廣泛。作為高碳鋼的一種，本文以鋼絲連鑄過程為例，簡述連鑄過程的質量控制。
20世紀70年代，鋼絲鑄造技術以模鑄生產方式為主，這種方式操作較為簡單，但是生產效率不高；80年代后，鋼水預處理工藝開始逐步應用，使得煉鋼效率大為提升。此后，連鑄小方坯技術逐漸問世，成熟的高碳鋼絲質量也大為提高。
2.1 鋼水預處理質量控制
鋼水成分對鋼絲質量影響巨大，對鐵水進行預處理就是為了提高成品鋼絲質量。鋼水預處理工作的核心為脫硫，提高鋼絲韌性。當前企業廣泛采用的脫硫方法為噴吹法，通過嚴格噴水而后的鋼水質量極高，可使含硫量降低至0.01%以下。
2.2 轉爐冶煉質量控制
轉爐冶煉過程其實就是煉鋼過程的主體，目前國內企業主要通過以下兩種方法進行該過程質量控制。
（1）高拉碳補吹法。這種方法主要對鋼絲中的碳元素和硫元素、磷元素進行控制，從而取得最佳的煉鋼效果。生產過程的前期材料可用高純度鐵水或者鐵水與專業廢鋼的結合物，主要注意吹煉過程中的碳含量。碳含量的多寡通過道爐測溫進行取樣而判斷，為了使碳含量的配比最為科學化，需要進行多次倒爐多次取樣。值得注意的是，這種方法雖然可以保證碳含量科學化，卻因為多次倒爐導致溫度損失很大，提高了生產成本。另外，在多次倒爐后不利于溫度控制，且氧化鐵含量低，使出爐后的精煉工序開展困難。
（2）低拉碳增碳法。相比于高拉碳控制過程，低拉碳過程較為簡單。低拉碳增碳法放碳過程只有兩次，即在鋼水注入前一次性加入所需碳量，一般約為0.07%-0.15%，連鑄后再次加入碳粉。這種方法操作簡單，要求爐溫較高，脫磷效果較好，且對后期的精煉有較大的促進作用。不足的是這種方法是成品剛韌性受到影響，所以要求操作人員有極高的操作水平、觀測水平。
2.3 脫氧過程質量控制
鋼水凝固后，鋼水中經過電離反應產生的氧元素會以氧化鐵的形式分布在成品晶界上，使陳品高碳鋼的可塑性受到影響。此外，氧化鐵和伴生物硫化鐵共同作用于成品高碳鋼會發生熱脆現象，因此，脫氧過程也是高碳鋼連鑄工藝質量控制必不可少的步驟。
一般鋼鐵企業都通過化學方式進行脫氧，所不同的是有鋁脫氧和無鋁脫氧。有鋁脫氧是指通過硅鐵，錳鐵，和少量鋁熱劑進行反應，達到脫氧效果。無鋁脫氧是指只用硅鐵和錳鐵進行反應，達到脫氧效果。在具體操作過程中，究竟用那種方式脫氧還需視具體情況而定。
2.4 精煉過程質量控制
精煉是高碳鋼連鑄過程的最后一步，通過精煉，高碳鋼的性能進一步優化并固定，此過程進行質量控制同樣必不可少。
一般的精煉或者二次精煉都才用鋼包吹爐法，目的在于控制爐渣堿度。一般的低堿度數值為1，高堿度數值為2-3，主要依據為檢測爐渣中氧化鈣、二氧化鋅等堿性物質的含堿度。
3 結語
關鍵詞：主線；暗線；活動；化學課堂
文章編號：1008-0546（2014）11-0039-04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.11.014
一、問題提出的背景
在化學教學中，教師應該創設有效的課堂教學情境，推進學生積極主動地參與化學課堂，全面提高學生的化學學科素養，而達成這一目標必須要對教學內容進行精心設計。在進行教學設計時可以從“主線”與“暗線”的視角出發，“主線”即知識線，是直接用文字、插圖等形式寫在教材里的知識的串聯與整合，反映著知識的縱向、橫向聯系，是學科知識傳承的載體，是貫穿一節課上、下的紐帶；“暗線”即思想、方法線，是從某些具體的化學事實性知識以及對化學知識認識過程中總結、提煉上升的化學觀點和學科精髓，是對化學學科本質、規律及價值的再認識，是統攝一節課的靈魂。厘清教學的“主線”與“暗線”有利于教師在教材中找到教學的抓手和知識點的落腳點，有效地幫助學生掌握知識、構建知識網絡、鍛煉思維能力、領悟思想方法，為終身發展所需科學素養奠定基礎。
二、設計思路
本節課選自滬教版九年級化學上冊第五章第二節，教學的“主線”是鐵的冶煉，以氧化鐵鐵的轉化核心知識點為主線，按照煉鐵原料的選擇、煉鐵的反應原理、反應裝置的選擇和優化、尾氣的處理、生成物的驗證、工業煉鐵等知識要素的邏輯順序設計。“暗線”設計有兩條，一條是圍繞“化學元素觀”展開的學科思想、方法“線”：煉鐵反應原理的提煉上升、實驗裝置的選擇和優化、尾氣方法的設計、反應產物的檢驗證明；另一條線是情感態度“線”，從遼寧艦鐵礦資源最豐富的國家產鐵量最大的國家進口鐵礦最多的國家煉鐵鐵礦的選擇，培養學生的民族自豪感和環保意識。
為了使本節課的教學目標順利達成，對于學生上課用的學案改成了“活動案”形式，即上課的每個環節用一張32K紙的學案，便于教師及時批閱點評，學生方便交流討論，從教師“教為主導”到“教為引導，學為主導”，學生在教師的引導下和同伴互助下，主動地構建關于現實知識的過程，真正體現“生本”的課堂、“體驗”的課堂、“合作”的課堂、“愉悅”的課堂。
三、目標設計
1. 知識與技能
（1）知道一些常見金屬礦物（鐵礦、鋁礦等）的主要化學成分；
（2）通過鐵的冶煉，使學生了解工業煉鐵的原理、設備、原料，從而將書本上的化學知識與工業生產相結合；
（3）認識鐵在生產、生活和社會發展中的重要作用。
2. 過程與方法
（1）通過對工業上鐵的冶煉原理的探討與研究，掌握金屬的冶煉方法，培養學生運用知識于實際生活的能力；
（2）學習從日常生活事物中發現和提出問題，提高學生分析和解決實際問題的能力及創新思維能力。
3. 情感與態度
（1）通過我國鋼鐵冶煉和使用的歷史介紹，培養學生的民族自豪感；
（2）通過對冶鐵原理的分析，培養學生安全操作意識和良好的環保意識。
四、過程實錄
活動一：猜一猜――“暗線”創設情境，牽出“主線”，讓學生“心動”
以“猜謎游戲”引入新課，活躍課堂氣氛。
1. 純氧氣體中，火星濺；藍色溶液里，換紅妝。――打一元素名稱。
學生：鐵
2. 展示圖片――猜猜它是誰？
學生：遼寧艦
教師：這是我國第一艘可以搭載固定翼飛機的航空母艦。
設計意圖：增強學生的民族自豪感。
3. 鐵礦資源最豐富的國家是？
學生：中國
投影：依次揭示排名：第一名是俄羅斯，第二名是巴西，第三名才是中國。
設計意圖：不直接揭示答案，讓學生經過反反復復的猜測，形成認知沖突，使得他們的注意力完全集中到課堂中來。
4. 產鐵量最大的國家是？
學生：堅定的說是中國，但有些學生卻是帶著懷疑的態度等待答案。通過表格“鋼鐵企業世界前10強”讓學生自己得出結論：目前產鐵量最大的國家是中國，而且從2000年到2013年我國產鐵量發展速度很快。
設計意圖：激發學生的愛國熱情。
5. 進口鐵礦石最多的國家是？
學生猜測：中國，因為中國人口多，用鐵也多。但也有學生提出異議，中國是產鐵量最多的國家，不需要進口很多鐵礦。學生之間展開辯論，課堂繼續升溫。教師以柱狀圖揭開謎底，更加直觀，解釋盡管中國擁有豐富的鐵礦石儲量，但大部分鐵礦的質量不高，加上技術有限，提煉鐵礦石的成本相對比進口鐵礦石的價格要高一些，因此我國還需要進口大量鐵礦，是進口鐵礦石最多的國家。我國主要向含有高純度鐵礦石的澳大利亞和巴西進口鐵礦。
設計意圖：拓展學生的課外知識。
6. 現有三種鐵礦石可供選擇，用于煉鐵：赤鐵礦、磁鐵礦、黃鐵礦。你選擇煉鐵的礦石是？為什么？
提示：Fe、O、S的相對原子質量，學生小組討論后，通過同純度礦石含鐵量的高底和是否含有硫等有害元素選擇了赤鐵礦、磁鐵礦。
設計意圖：讓學生在認識常見的鐵礦的同時，討論研究出適合煉鐵的礦石，提高學生分析問題、解決問題和理論運用于實際的能力。
過渡：今天如果我們選擇其中的赤鐵礦來煉鐵，它的主要成分氧化鐵，同學們，你們有什么辦法可以讓它變成鐵呢？
活動二：想一想――“主線”逐漸明晰，隱含“暗線”，讓學生“腦動手動”
學生：通過觀察兩種物質的化學式，比較出氧化鐵比鐵多了氧元素，提出若能有一種物質能把氧元素奪走就好了。
教師：向大家介紹一種比鐵更具魅力的物質，它就是一氧化碳。它有一項超能力――還原性，能“順手牽氧”。氧化鐵化學式中含有3個氧原子，那就要有3個一氧化碳分子牽走這三只“氧”，接下來就是把二氧化碳前面加上3和鐵前面加上2就行了。接著請學生模仿這個化學方程式在電子白板上進行展示寫出一氧化碳和四氧化三鐵反應的化學方程式。
設計意圖：含鐵化合物中獲取單質鐵的反應原理既是幫助學生建立初級“化學元素觀”的基礎，也是引導學生對金屬氧化物本質的認識，是由煉鐵的原理提煉、上升到一般金屬礦物冶煉規律總結的教學切入點和著力點。同時利用學校現有電子白板設備，通過現代信息手段調動學生的上課積極性，加深學生的印象。
教師：反應原理有了，那一氧化碳和氧化鐵反應的裝置是什么樣子的呢？接下來就讓我們走進裝置選擇的世界吧！
投影：PPT展示反應裝置圖，學生參照之前制取氣體的發生裝置的選擇條件開始討論，最終根據反應物和生成物的狀態、反應條件、安全角度進行考慮，選出適合此反應的裝置圖，固體和氣體反應且需要加熱。
設計意圖：此處對于實驗裝置的選擇是提升學生思維能力“暗線”的重點線索之一。之前，學生學過了實驗室制取氧氣、二氧化碳、氫氣的方法，對于“固體+固體反應，需要加熱”或“固體+液體反應，常溫”的裝置已經非常熟悉，但是煉鐵的反應是“固體+氣體，需要加熱”，裝置相對于之前有所不同，實驗操作的注意事項都有待于學生進行思維碰撞產生具體的解決方法，提升了學生的思維能力和分析解決問題的能力。
教師：接下來我們來玩個游戲：大家來找茬――找出投影中的裝置圖（見下頁圖1）與課本圖的不同之處。看誰找得快。
設計意圖：課堂進行到此時，可能有部分學生注意力開始分散，利用游戲吸引學生的注意力，提高課堂的有效性。
活動三：畫一畫――“主線”“暗線”交融，小組PK，讓課堂“活動”起來
教師：這些不同之處有一個比較重要，那就是尾氣處理裝置，因為一氧化碳是有毒氣體。那尾氣究竟該如何處理呢？請學生從活動案三中右圖中給出的儀器中選擇合適的儀器，設計合理的尾氣處理裝置，在圖上作補充，并說出設計的依據。先小組討論，然后每組一名代表進行展示，提醒學生可以自己畫圖，也可以從系統自帶軟件里拖出儀器。
設計意圖：既能培養學生的合作和競爭意識，也能提高學生分析、解決問題的能力。
過渡：我們都知道實踐出真知，剛才都是紙上談兵，接下來我們就真的來煉鐵。
活動四：議一議――實驗佐證“主線”“暗線”，形象直觀，讓學生“情動”
鐵是怎樣煉成的呢？請同學生帶著以下問題仔細觀察老師的演示實驗（見圖3）。（為了使全體學生清楚的看到實驗，將課前準備好的攝像頭對準實驗投影在屏幕上。）
設計意圖：此實驗在以往的課堂中通常是以動畫或視頻的形式呈現，通過改進書本上的實驗裝置將實驗真實地演示給學生看，更加直觀生動，既有助于加深印象，也便于學生理解掌握。
1. 歸納實驗步驟。
學生歸納：（1）查：檢查裝置的氣密性；（2）裝：裝入藥品并固定裝置；（3）通：向玻璃管內通入純凈的一氧化碳氣體；（4）點：給氧化鐵加熱；（5）熄：熄滅酒精噴燈，停止加熱；（6）停：待玻璃管冷卻后停通一氧化碳。
2. 玻璃管中的固體發生了什么變化？
學生：紅色或紅棕色固體逐漸變成了黑色。
3. 澄清石灰水的作用是什么？實驗中會出現什么現象？
學生：檢驗二氧化碳，澄清石灰水變渾濁。
4. 已知灼熱的鐵會與氧氣反應生成氧化鐵，實驗結束前應如何操作，才能保證制得的鐵粉較純？
學生：等到裝置內溫度冷卻至室溫。
教師：書上的裝置，通一氧化碳至裝置冷卻。
5. 如何驗證實驗中產生了鐵？
學生：物理方法――磁鐵吸引；化學方法――取樣分別和稀鹽酸或硫酸銅溶液反應。
實驗：
（1）通過實驗證明反應中生成了鐵。利用磁鐵吸引，取出黑色固體與試管和培養皿中，在試管中加入稀鹽酸，有氣泡生成；在培養皿中加入少量硫酸銅溶液，有紅色固體生成。
（2）尾氣燃燒，通過直觀的現象讓學生知道尾氣處理的重要性。
過渡：同學們想知道工業上是如何煉鐵的嗎？學生回答想。
活動五：憶一憶――視頻展示工業煉鐵，升華“主線”“暗線”，讓學生“聯動”
觀看工業煉鐵的視頻前，要求學生預習活動案五，比比看誰看得最認真，誰的記憶力最好，誰記錄的最正確。學生觀看視頻，教師巡視，批閱學生的活動案，選擇一位學生的活動案利用實物展臺進行集體講解。
1. 工業煉鐵的設備是什么？
學生：高爐
2. 焦炭在高爐中有兩個作用，你知道是什么嗎？
學生：提供熱量，生成一氧化碳
3. 為什么要鼓入熱空氣？
學生：提供氧氣，保持爐溫
4. 石灰石在煉鐵的過程中起什么作用？
學生：除去雜質二氧化硅
5. 出鐵口低于爐渣出口的原因是什么？
學生：爐渣的密度小于鐵水
6. 設備中主要有哪幾個反應？
C+O2CO2 CO2+C2CO
3CO+Fe2O32Fe+3CO
7. 從出鐵口出來的是純鐵嗎？
學生：不是，混合物，是生鐵，含碳量2-4.3
過渡：最后讓我們用一句話來談談本節課的想法。那我就先說，算是拋磚引玉吧！
活動六：談一談――課堂總結“主線”，詩歌優化“暗線”，讓學生“感動”
教師：明代民族英雄于謙著有一首《石灰吟》，今天在課堂上老師也現場改編一首《詠生鐵》：千錘萬鑿出深山，烈火焚燒若等閑。粉身碎骨渾不怕，脫氧留鐵身手顯。同學們，你們也來試試吧！
學生1：紅的進去，黑的出來。
學生2：冷的進去，熱的出來。
……
設計意圖：以改變詩歌的形式示范給學生，讓學生用自己的語言歸納出本節課的感受，既是對本節課的內容的總結，也提高學生歸納整理的能力。
五、教后反思
本節課按照“猜一猜”、“想一想”、“畫一畫”、“議一議”、“憶一憶”、“談一談”六個環節進行授課，“主線”“暗線”貫穿其中，學生的學案也按照這六個環節設計成了活動案，即每個環節一張32K學案紙。活動案短小輕便，便于上課及時檢查批閱和展示，有利于控制學生上課的注意力，促進學生至始至終積極主動參與化學課堂，而且可以直接通過實物展臺進行集體講解，將學生學習過程中存在的問題和精彩的回答可以原生態的在課堂上展示出來，真實、及時、生動，學生課堂發言踴躍，思維活躍，課堂氛圍靈動融洽。
同時本節課除了利用化學課堂上常有的實驗、視頻、Flash 動畫播放等，還通過游戲、電子白板、實物展臺、攝像機等現代信息手段進行有機結合，優化教學過程，吸引學生的注意力，激發他們的競爭意識，調動他們上課的積極性，讓整個課堂真正“活”了起來。
總之，學生主動參與學習的化學課堂是需要教師有全新的教學理念，精心設計教學的“主線”“暗線”，“主線”根據具體的化學專業知識，影響學生的世界觀、人生觀、價值觀的思維方式和解決問題的能力，“暗線”培養學生化學學科特有的思維習慣、思想方法、人文涵養等，因此課堂上一定要利用我們的學科特點讓學生“心動、腦動、手動、情動、聯動、感動”，最大限度地促進學生主動參與課堂的各個環節，使得化學課堂處處散發活力。
參考文獻
一、選擇題
1、鐵、銅等金屬可拉成絲或軋成薄片，是因為它們具有良好的
(
)
A
導電性
B
傳熱性
C
延展性
D
密度小
2、下列關于鐵的敘述正確的是
(
)
A
鐵是地殼中含量最多的元素
B
純鐵具有銀白色的金屬光澤
C
鐵器可用來盛放酸性物質
D
鐵與鹽酸反應生成氯化鐵和氫氣
3、下列有關鐵在氧氣中燃燒現象的敘述中，不正確的是
(
)
A
火星四射
B
產生大量的熱
C
生成黑色固體
D
生成紅色固體
4、下列四種物質中有一種在適當條件下能跟其它三種反應，這種物質是
(
)
A
氧氣
B
鐵
C
硫酸
D
硫酸銅
5、世界衛生組織把鋁確定為儀器污染源之一，鋁的下列應用必須加以控制的是(
)
A
用鋁合金制門窗
B
有金屬鋁制裝碳酸飲料的易拉罐
C
用鋁合金作飛機、火箭材料
D
用金屬鋁制電線
6、人體中化學元素含量的多少會直接影響人體健康。下列元素中，因攝入不足容易導致人患有骨質疏松癥的是
(
)
A
鈉
B
鐵
C
鈣
D
鋅
7、西漢劉安所蓍的《淮南萬畢術》中有“曾青得鐵則化為銅”的記載(“曾青”指的是如硫酸銅之類的化合物)，它的反應原理屬于
(
)
A
化合反應
B
置換反應
C
分解反應
D
無法確定
8、下列屬于鐵的物理性質的是
（
）
A
鐵投入稀硫酸中有氣泡冒出
B
鐵在純氧中能劇烈燃燒，火星四射
C
鐵具有良好的導電導熱性能
D
鐵在潮濕的空氣中能生銹
9、將鐵片放入下列溶液中，過一會兒取出，溶液的質量不會發生變化的是
（
）
A
稀鹽酸
B
硫酸銅
C
稀硫酸
D
硫酸亞鐵溶液
10、以下不屬于金屬共同性質的是
（
）
A
有銀白色金屬光澤
B
有良好的延展性
C
導熱性較好
D
導電性能好
11、聯合國衛生組織經過嚴密的科學分析，認為我國的鐵鍋是最理想的炊具，并向全世界大力推廣，其主要原因是
（
）
A
價格便宜
B
烹飪的食物中留有人體需要的鐵元素
C
傳熱性能好
D
硬度高
12、鐵、鋁、銅三種金屬的活動性順序是
（
）
A
Fe>Al>Cu
B
Al>Fe>Cu
C
Cu>Fe>Al
D
Fe>Cu>Al
13、社會上一些不法分子以銅鋅合金（金黃色，俗稱黃銅）假冒黃金進行詐騙活動，為了鑒別黃銅，以下方法不可行的是
（
）
A
觀察顏色
B
放在火上燒烤
C
加入硝酸銀溶液中
D
放入稀硫酸溶液中
14、地殼中含量最多的金屬元素與非金屬元素組成的氧化物的化學式為
（
）
A
Fe2O3
B
CuO
C
Al2O3
D
FeO
15、11．2克某金屬和足量的稀硫酸充分反應后，生成0.4克的氫氣，該金屬是
（
）
A
鐵
B
鋁
C
銅
D
鎂
二、連線題
16、用連線表示下列金屬的用途(左邊)與性質(右邊)的對應關系。
A
鐵鍋
(1)導電
B
金箔畫
(2)導熱
C
銅電纜
(3)耐腐蝕
D
磁鐵制作磁卡電話
(4)機械強度大
E
銅鏡
(5)磁性
F
金屬材料
(6)金屬光澤
三、填空題
17、日常生活中，用于鐵欄桿外層涂料的“銀粉”大多是金屬
的粉末；家用熱水瓶內膽壁的銀色金屬是
；溫度計中填充的金屬是
；燈泡里做燈絲的金屬是
18、已知鋁粉和氧化鐵粉混合物在高溫引燃條件下發生反應，生成鐵和氧化鋁，同時放出大量的熱，該反應屬于
反應，寫出反應方程式
19、硫酸亞鐵溶液中混有少量硫酸銅，為了除去其中的硫酸銅，可加入足量的
(填化學式)，反應的化學方程式是
20、把一根銅絲在酒精燈上加熱，使其表面變黑，該反應的化學方程式為
，然后將其浸入稀硫酸中，充分反應后，溶液變為藍色，試寫出該反應的化學方程式
四、實驗探究題
21、用兩種不同的方法證明鐵比銅的金屬活動性強(簡要寫出步驟、現象、結論)
關鍵詞：金屬及其化合物；元素化合物知識；元素觀；化學觀念教學
文章編號：1005–6629（2013）9–0027–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B
作為高中化學新課程內容的重要組成部分，化學1模塊中的無機元素化合物知識選擇以典型的元素及其重要化合物為代表，將物質性質的學習融入有關的生活現象和社會問題的分析解決活動中，通過實驗探究來學習物質的性質。然而在教學實踐中，教師普遍感覺教學效果不理想[1]，學生也常常感覺元素化合物知識“好學”，但難以記憶。究其原因，主要有：第一，學生要在化學1模塊集中學量的元素化合物知識，其知識本身具有龐雜、零散的特點；第二，化學1階段元素化合物知識被編排在原子結構與元素周期律之前，關于物質性質的學習主要是基于實驗現象的分析與總結，不能從結構出發來推斷或解釋，而基于實驗獲得的知識是感性的，且有些內容又容易混淆；第三，元素化合物知識應用方面的內容較為廣泛，許多知識只能作為常識性介紹。現實中，學生對物質性質及應用的學多停留在對實驗事實的感知與記憶水平，由于缺乏對元素化合物知識內在聯系及其所蘊含的學科觀念與方法的理解，導致學生在處理實際問題時往往缺乏思考或求解問題的基本思路[2]。為此，幫助學生建立起研究和認識物質性質的思路與方法、加強從元素視角認識物質及其轉化以建立元素化合物知識的內在聯系，就顯得尤為重要。
1 構建從元素視角認識物質及其轉化的思考框架
在化學1階段，應如何幫助學生建構無機元素化合物知識體系？從學科知識的角度看，無機元素化合物知識注重“物質性質及應用”的學習，其中“物質性質”是核心，物質性質決定了物質的用途、制法、保存等，不認識物質性質，就不可能理解物質的應用。而物質的性質是由其元素組成和內部結構所決定的，不從組成和結構角度認識物質性質，就難以形成對物質性質的深入理解。從中學階段無機元素化合物知識的編排看，學生對無機元素化合物知識的學習是逐步發展的。初中階段元素化合物知識以物質為中心，學習典型物質（如氧氣、二氧化碳）的性質、制法及用途等，以典型代表物學習一類物質（金屬、酸、堿、鹽）的性質等。高中化學1階段元素化合物知識注重以元素為核心，通過核心元素將其單質及其化合物知識組織起來，學習含有同種元素不同物質的重要性質及相互轉化關系；高中化學2階段，借助元素周期表和周期律對元素化合物知識進行整合，建立以周期、族為系列形成對物質性質遞變規律的認識[3]，建立不同元素及其物質性質等知識的聯系。限于化學1階段元素化合物知識的編排特點和學生的認識發展水平，有必要加強從元素視角認識物質及其轉化（見表1），即要加強對元素與物質性質、物質分類、物質之間的轉化等學科實質性問題的認識，發揮“元素觀”對元素化合物知識學習的指導作用，幫助學生逐步領會和運用“元素觀”來分析解釋問題，增進學生對化學知識的理解。
作為中學化學的核心觀念之一，“元素觀”是從元素視角對物質及其化學變化本質的深層次理解[4，5]，大致包括三方面含義：一是對元素的認識，包括什么是元素、元素的種類、元素的性質等。就元素的性質而言，還涉及元素之間的差異、元素性質的周期性、一類元素性質的相似性等。二是從元素視角看物質，即元素與物質有什么關系，具體包括元素組成與物質的分類、性質有什么關系等。三是從元素角度看化學反應，即元素與化學反應有什么關系，在化學反應中元素種類是否發生變化、含有同種元素的不同物質之間的轉化存在什么規律等。
在化學1階段，強調從元素的視角認識物質，就是要對元素與物質性質的關系有深入的了解，這包括兩個層面：一是從元素視角認識物質的“個性”，即認識物質的性質與組成物質的元素種類、元素形態（化合價、相鄰元素的結合方式、分子中元素間的相互作用等）密切相關[6]。對于簡單的化合物或單質，元素組成對于物質的性質甚至起著決定性的作用。具體為：（1）物質元素組成上的細微差別，會引起物質性質上的巨大差異。如氧化鋁、氫氧化鋁、鋁鹽雖然都含有鋁元素，但因元素組成不同而其性質不同；氧化鈉、氧化鋁、氧化鐵，雖然都是氧化物，但由于組成氧化物的金屬元素不同，其性質不同。（2）組成物質的元素種類相同但其形態不同，物質性質不同。如氫氧化鐵、氫氧化亞鐵雖然含有相同的組成元素，但由于其中鐵元素的價態不同，兩者的性質不同。二是從元素視角認識物質的“共性”，即認識基于物質元素組成可以將純凈物進行分類，基于物質類別認識同類物質具有相似的性質，如氧化銅、氧化鐵都是金屬氧化物，它們都能與鹽酸發生反應。
從元素的視角認識物質間的轉化，就是要以元素為核心，認識含有同種元素不同物質之間的轉化規律，建立某一元素的不同物質之間的聯系，形成相應的知識結構，這包括兩方面：一是同一元素相同價態不同物質間的轉化，如Al2O3—Al（OH）3之間的轉化、Fe2O3—FeCl3—Fe（OH）3之間的轉化等；二是同一元素不同價態物質之間的轉化，如Fe—Fe2+—Fe3+之間的轉化。
借助表1中的思考框架，可以幫助學生建立研究物質性質、研究物質間轉化的基本思路與方法，即通過實驗的方法，從物質分類、氧化還原角度來認識物質性質[7]。具體地說，從金屬（或非金屬）、氧化物、堿（或酸）、鹽等物質類別所具有的通性預測某個具體物質可能具有的性質，從物質所含元素的化合價角度預測物質是否具有氧化性或還原性，然后通過實驗進行驗證。對于同一元素不同物質間的轉化，依據金屬（或非金屬）、氧化物、堿（或酸）、鹽等物質所具有的性質確定實現不同類別物質之間的轉化途徑，依據反應物與生成物中核心元素有沒有價態的變化，確定是否是氧化還原反應等。
2 以“元素觀”為導向明確學習的層次及其關鍵所在
新課程中無機元素化合物知識的內容及其功能價值發生了明顯的變化。以“金屬及其化合物”為例，《普通高中化學課程標準（實驗）》在化學1主題3“常見無機物及其應用”中所列內容標準為：“根據生產、生活中的應用實例或通過實驗探究，了解鈉、鋁、鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要性質，能列舉合金材料的重要應用”[8]。傳統的教學注重元素化合物知識的識記，新課程主張實施以化學觀念建構為本的教學，強調要超越具體的事實性知識發展學生的深層思維，增進學生對化學知識的深層理解，由此需要思考，在元素化合物知識的教學中到底需要教給學生什么？
從發展學生“元素觀”的角度看，化學1階段選擇以鈉、鐵、鋁、銅為金屬元素的典型代表，其學習內容[9]可分為三個層次：一是學習金屬及其化合物知識，這是學習內容的第一層次，屬于事實性知識。具體包括：在初中學習的基礎上進一步了解幾種典型金屬的性質，如認識金屬鈉的活潑性等，發展對金屬元素及金屬單質性質的認識。學習相應金屬的重要化合物（包括氧化物、氫氧化物及鹽等）的性質，如鋁的氧化物和氫氧化物具有兩性、利用 FeSO4溶液滴加少量NaOH溶液生成的Fe（OH）2在空氣中可轉化成Fe（OH）3等事實的學習，認識鐵元素的變價性以及不同價態之間的轉化等，發展對金屬化合物的類別、性質的認識。了解金屬材料（合金、稀土金屬）及其應用等。二是在“金屬及其化合物”知識學習的同時，增進對物質性質與組成元素（種類、價態等）的關系、同一元素不同物質間轉化關系的理解，豐富和發展對“元素觀”的認識，這是學習內容的第三層次，屬于觀念性知識。三是要形成對上述內容的認識，需要學習相應的研究物質性質、研究物質間轉化的基本思路與方法，這是學習內容的第二層次，屬于方法性知識。第一層次的學習內容，是短期可以達成的學習目標。后兩個層次的學習內容，屬于較遠期目標。其中較為關鍵的是要幫助學生建立“研究物質性質、研究物質轉化的一般思路與方法”，這是引領學生從事實記憶走向觀念建構的重要橋梁。
3 從促進學生“元素觀”認識的角度組織教學內容
從人教版化學1教科書[10]的編排看，元素化合物知識按“金屬及其化合物”、“非金屬及其化合物”分類編排，其中“金屬及其化合物”依次分為金屬的化學性質、幾種重要的金屬化合物、用途廣泛的金屬材料三方面內容。就其中的“幾種重要的金屬化合物”而言，教科書選取鈉、鋁、鐵、銅4種元素（以前三者為主），按照氧化物、氫氧化物、鹽分類進行討論。這樣的編排重視從物質分類的角度學習含有不同金屬元素的同類物質及其反應，溝通了不同金屬元素化合物的“橫向”聯系，能夠引導學生基于物質類別認識同類物質的性質及反應規律。但需要指出的是，由于缺乏元素周期律知識基礎，關于含有不同金屬元素的同類化合物性質的學習不能從結構出發進行推斷或解釋，而主要是基于從實驗現象出發進行分析和總結，學生的學習仍然處于事實的記憶層面。并且這樣的編排割裂了含同一元素不同物質之間的“縱向”聯系，不利于學生建立對同一元素不同物質間的轉化關系的認識。為此，教學時需要對教材內容進行重組與再加工。
教學內容的組織大致包含兩層含義，一是以“元素”為核心構建教學單元，如“幾種重要的金屬化合物”，可以按照“鈉的重要化合物”、“鐵的重要化合物”、“鋁的重要化合物”來展開，每一教學單元均涉及氧化物、氫氧化物、鹽等物質類別，這樣可兼顧元素化合物知識的縱、橫聯系；二是課堂教學內容主線的構建，以第二層次學習內容為目標，考慮在具體知識如“鈉的重要化合物”、“鐵的重要化合物”、“鋁的重要化合物”等教學中，是以研究物質性質為主，還是以研究物質轉化為主，這體現了兩種不同的教學思路[11]。前者注重以具體物質性質的預測與驗證為線索，在學習物質性質的同時，學習研究物質性質的思路與方法。如“鋁的重要化合物”教學思路可以設計為：以生產、生活中常見的鋁的重要化合物為素材引入課題預測Al2O3的性質、設計方案進行實驗驗證，認識Al2O3具有兩性實驗探究Al（OH）3的性質，認識Al（OH）3具有兩性反思與提升，總結研究物質性質的思路與方法。后者以實現具體物質的轉化為線索，在探討物質轉化的過程中認識物質的性質，學習研究物質及其轉化的思路與方法。如“鐵的重要化合物”教學思路可以設計為：由鐵單質制得的化合物有+2價和+3價之分，將含鐵物質進行分類，引出本節課的學習任務探究相同價態鐵的不同化合物之間的轉化[如請設計實驗實現下列轉化：FeCl3Fe（OH）3；FeSO4Fe（OH）2]探究不同價態鐵的物質之間的轉化（如請設計實驗實現Fe2+與Fe3+間的轉化，并進行實驗驗證）反思與提升，總結研究物質及其轉化的思路與方法。需要說明的是，究竟選擇哪種教學思路，需要同時考慮知識內容特點和學生的認知基礎與發展需要，以實現學科知識邏輯與學生認知邏輯的有機整合。
總之，將元素化合物知識的教學重心從事實性知識的識記轉向對更為根本的化學觀念（元素觀）及其認識思路與方法的理解，一方面是基于對元素化合物知識的核心內容及其教學價值的理解，另一方面是出于在教學中要讓學生思維發展、化學觀念的形成與知識學習協調同步的綜合考慮。發展學生從元素視角認識物質及其轉化的教學探索，旨在以元素為核心，通過實驗的方法，從物質分類、氧化還原角度幫助學生建立認識物質性質、物質間轉化的基本思路。在指導學生運用化學知識解決或解釋生產和生活問題的過程中，通過反思與內化，將知識形成與應用的過程體驗轉化為學生解決實際問題的方法與能力。這值得深入研究。
參考文獻：
[1]朱志江.必修1“元素化合物”內容教學困難成因及對策[J].中學化學教學參考，2012，（7）：36～38.
[2][6]宋心琦.高中化學課程標準指導下的元素化學教學問題[J].化學教學，2008，（9）：1～4.
[3][7]王磊，胡久華主編.必修課教與學——化學[M].北京：北京大學出版社，2006：17～19.
[4]梁永平.論中學生化學元素觀的建構[J].化學教育，2007，（11）：10～15.
[5]何彩霞.圍繞“化學元素觀”展開深入學習——以“水的組成”教學為例[J].化學教育，2013，（4）：36～39.
[8]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（實驗）[S].北京：人民教育出版社，2003：11.
[9]何彩霞.以化學觀念為統領設計教學活動——對“弱電解質的電離”教學課例的再研究[J].化學教育，2013，（1）：16～18.
【關鍵詞】轉爐工藝；冶煉原理；操作要求
1 轉爐冶煉目的
轉爐冶煉主要是將生鐵里的碳及其它雜質（如：硅、錳）等氧化，產出比鐵的物理、化學性能與力學性能更好的鋼。鋼與生鐵的區別：首先是碳的含量，理論上一般把碳含量小于2.11%稱之鋼，它的熔點在1450-1500℃，而生鐵的熔點在1100-1200℃。在鋼中碳元素和鐵元素形成Fe3C固熔體，隨著碳含量的增加，其強度、硬度增加，而塑性和沖擊韌性降低。鋼具有很好的物理、化學性能與力學性能，可進行拉、壓、軋、沖、拔等深加工，其用途十分廣泛。
氧氣頂吹轉爐煉鋼設備工藝：如圖1所示。按照配料要求，先把廢鋼等裝入爐內，然后倒入鐵水，并加入適量的造渣材料（如生石灰等）。加料后，把氧氣噴槍從爐頂插入爐內，吹入氧氣（純度大于99%的高壓氧氣流），使它直接跟高溫的鐵水發生氧化反應，除去雜質。用純氧代替空氣可以克服由于空氣里的氮氣的影響而使鋼質變脆，以及氮氣排出時帶走熱量的缺點。在除去大部分硫、磷后，當鋼水的成分和溫度都達到要求時，即停止吹煉，提升噴槍，準備出鋼。出鋼時使爐體傾斜，鋼水從出鋼口注入鋼水包里，同時加入脫氧劑進行脫氧和調節成分。鋼水合格后，可以澆成鋼的鑄件或鋼錠，鋼錠可以再軋制成各種鋼材。 氧氣頂吹轉爐在煉鋼過程中會產生大量棕色煙氣，它的主要成分是氧化鐵塵粒和高濃度的一氧化碳氣體等。因此，必須加以凈化回收，綜合利用，以防止污染環境。從回收設備得到的氧化鐵塵粒可以用來煉鋼；一氧化碳可以作化工原料或燃料；煙氣帶出的熱量可以副產水蒸氣。此外，煉鋼時，生成的爐渣也可以用來做鋼渣水泥，含磷量較高的爐渣，可加工成磷肥，等等。氧氣頂吹轉爐煉鋼法具有冶煉速度快、煉出的鋼種較多、質量較好，以及建廠速度快、投資少等許多優點。但在冶煉過程中都是氧化性氣氛，去硫效率差，昂貴的合金元素也易被氧化而損耗，因而所煉鋼種和質量就受到一定的限制。
2 轉爐冶煉原理簡介：
轉爐煉鋼是在轉爐里進行。轉爐的外形就像個梨，內壁有耐火磚，爐側有許多小孔（風口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內，又叫做側吹轉爐。開始時，轉爐處于水平，向內注入1300攝氏度的液態生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉動轉爐使它直立起來。這時液態生鐵表面劇烈的反應，使鐵、硅、錳氧化 （FeO，SiO2，MnO，） 生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對流作用，使反應遍及整個爐內。幾分鐘后，當鋼液中只剩下少量的硅與錳時，碳開始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現巨大的火焰。最后，磷也發生氧化并進一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應生成穩定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。當磷與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現四氧化三鐵的褐色蒸汽時，表明鋼已煉成。這時應立即停止鼓風，并把轉爐轉到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進行脫氧。整個過程只需15分鐘左右。如果氧氣是從爐底吹入，那就是底吹轉爐；氧氣從頂部吹入，就是頂吹轉爐。
轉爐一爐鋼的基本冶煉過程。頂吹轉爐冶煉一爐鋼的操作過程主要由以下六步組成：
（1）上爐出鋼、倒渣，檢查爐襯和傾動設備等并進行必要的修補和修理；
（2）傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂直位置）；
（3）降槍開吹，同時加入第一批渣料（起初爐內噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨后噴出暗紅的火焰；3～5min后硅錳氧接近結束，碳氧反應逐漸激烈，爐口的火焰變大，亮度隨之提高；同時渣料熔化，噪聲減弱）；
（4）3～5min后加入第二批渣料繼續吹煉（隨吹煉進行鋼中碳逐漸降低，約12min后火焰微弱，停吹）；
（5）倒爐，測溫、取樣，并確定補吹時間或出鋼；
（6）出鋼，同時（將計算好的合金加入鋼包中）進行脫氧合金化。
3 轉爐煉鋼主要工藝設備簡介：
3.1 轉爐（converter）
爐體可轉動，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉爐爐體用鋼板制成，呈圓筒形，內襯耐火材料，吹煉時靠化學反應熱加熱，不需外加熱源，是最重要的煉鋼設備，也可用于銅、鎳冶煉。
3.2 AOD精煉爐
AOD即氬氧脫碳精煉爐，是一項用于不銹鋼冶煉的專有工藝。AOD爐型根據容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。裝備水平也由半自動控制發展到智能計算機控制來冶煉不銹鋼。
VOD精煉爐
VOD精煉爐（vacuumoxygen decarburization），是在真空狀下進行吹氧脫碳的爐外精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹鋼及純鐵為主。將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調整、化學元素調整。
3.3 LF精煉爐
LF（ladle furnace） 爐是具有加熱和攪拌功能的鋼包精煉爐。加熱一般通過電極加熱，攪拌是通過底部透氣磚進行的。
轉爐傾爐系統
傾爐系統：變頻調速（變頻器+電機+減速機+大齒輪）
傾爐機構：傾爐機構由軌道、傾爐油缸、搖架平臺、水平支撐機構和支座等組成。
4 轉爐煉鋼要求
低碳鋼是轉爐煉鋼的主要產品。由于轉爐脫碳快，鋼中氣體含量低，所以鋼的塑性和低溫塑性好，有良好的深沖性和焊接性能。用轉爐鋼制造熱軋薄板、冷軋薄板、鍍鋅板、汽車板、冷彎型鋼、低碳軟鋼絲等，都具有良好的性能。
轉爐冶煉中、高碳鋼雖然有一些困難，但也能保證鋼的質量。轉爐鋼制造的各種結構鋼、軸承鋼、硬鋼絲等都已廣泛使用。冶煉高碳鋼的困難是拉碳和脫磷。在C>O.2%時靠經驗拉碳很難控制準確，如果有副槍可借副槍控制，沒有副槍時需要爐前快速分析，這就耽誤了時間。高碳鋼終點（FeO）低，脫磷時間短，因此需要采用雙渣操作，即在脫碳期開始時放掉初期渣，把前期進入渣中的磷放走，然而雙渣操作損失大量熱量和渣中的鐵，沒有特殊必要不宜采用。增碳法是冶煉中、高碳鋼的另一種操作法，這時吹煉操作和低碳鋼一樣，只是在鋼包內用增碳劑增碳，使含碳量達到丘岡紳的要求。增碳劑為焦炭，石油焦等。中碳鋼的增碳量小，容易完成。高碳鋼增碳要很好控制，但軌鋼、硬線等用增碳法冶煉可以保證質量合乎要求。
轉爐冶煉低合金鋼沒有特殊困難。冶煉合金鋼時，因為合金化需要加入鋼包的鐵合金數量大。會降低鋼水溫度，而過分提高出鋼溫度又使脫磷不利。所以冶煉合金鋼應與爐外精煉相結合.用鋼包爐完成合金化。另外，隨著對鋼的成分的控制要求不斷嚴格，為減少鋼性能的波動，要求成分范圍越窄越好。這也需要在鋼包精煉時進行合金成分微調的操作。
參考文獻：
（新余新良特殊鋼有限責任公司 江西 新余 338000）
【摘要】目前，我國煉鋼行業正在快速發展，同時煉鋼技術的進步主要圍繞著高效率、高質量、低成本、低能耗、少環境污染等方面。對于煉鋼技術采取優化措施，結合工藝優化和綜合降耗，從爐料消耗、氧氣消耗、石灰、合金消耗、煤氣回收、除塵灰、鋼渣綜合處理等環節有效控制，明顯提高煉鋼的經濟和質量效益。在整體上提高煉鋼行業的競爭性，創新煉鋼工藝，不斷優化煉鋼工藝等方面，取得了明顯的效果。
關鍵詞 煉鋼；轉爐工藝；操作要求
轉爐煉鋼工藝的優化大大提高了轉爐煉鋼的發展，同時增強了煉鋼企業的市場競爭力，工藝優化，不但可以降低成本，同時提高煉鋼企業的年產量，節省各項資源的消耗，最大限度地提高了企業的經濟效益。各項技術指標的提高，進一步優化煉鋼工藝，帶動了煉鋼業的經濟發展。本文主要通過對煉鋼行業現狀的分析，結合成功經驗，對煉鋼工藝優化提出一些既有效又經濟的方法，降低成本的同時，提高煉鋼產量，節約能源。筆者分析探討了煉鋼工藝優化的重要性和可實施性。
1.轉爐冶煉目的?
轉爐冶煉主要是將生鐵里的碳及其它雜質（如：硅、錳）等氧化，產出比鐵的物理、化學性能與力學性能更好的鋼。鋼與生鐵的區別：首先是碳的含量，理論上一般把碳含量小于2.11%稱之鋼，它的熔點在1450～1500℃，而生鐵的熔點在1100～1200℃。在鋼中碳元素和鐵元素形成Fe3C固熔體，隨著碳含量的增加，其強度、硬度增加，而塑性和沖擊韌性降低。鋼具有很好的物理、化學性能與力學性能，可進行拉、壓、軋、沖、拔等深加工，其用途十分廣泛。氧氣頂吹轉爐煉鋼設備工藝。按照配料要求，先把廢鋼等裝入爐內，然后倒入鐵水，并加入適量的造渣材料（如生石灰等）。加料后，把氧氣噴槍從爐頂插入爐內，吹入氧氣（純度大于99%的高壓氧氣流），使它直接跟高溫的鐵水發生氧化反應，除去雜質。用純氧代替空氣可以克服由于空氣里的氮氣的影響而使鋼質變脆，以及氮氣排出時帶走熱量的缺點。在除去大部分硫、磷后，當鋼水的成分和溫度都達到要求時，即停止吹煉，提升噴槍，準備出鋼。出鋼時使爐體傾斜，鋼水從出鋼口注入鋼水包里，同時加入脫氧劑進行脫氧和調節成分。鋼水合格后，可以澆成鋼的鑄件或鋼錠，鋼錠可以再軋制成各種鋼材。氧氣頂吹轉爐在煉鋼過程中會產生大量棕色煙氣，它的主要成分是氧化鐵塵粒和高濃度的一氧化碳氣體等。因此，必須加以凈化回收，綜合利用，以防止污染環境。從回收設備得到的氧化鐵塵粒可以用來煉鋼；一氧化碳可以作化工原料或燃料；煙氣帶出的熱量可以副產水蒸氣。此外，煉鋼時，生成的爐渣也可以用來做鋼渣水泥，含磷量較高的爐渣，可加工成磷肥，等等。氧氣頂吹轉爐煉鋼法具有冶煉速度快、煉出的鋼種較多、質量較好，以及建廠速度快、投資少等許多優點。但在冶煉過程中都是氧化性氣氛，去硫效率差，昂貴的合金元素也易被氧化而損耗，因而所煉鋼種和質量就受到一定的限制。
2.轉爐冶煉原理簡介?
2.1轉爐煉鋼是在轉爐里進行。轉爐的外形就像個梨，內壁有耐火磚，爐側有許多小孔（風口），壓縮空氣從這些小孔里吹爐內，又叫做側吹轉爐。開始時，轉爐處于水平，向內注入1300攝氏度的液態生鐵，并加入一定量的生石灰，然后鼓入空氣并轉動轉爐使它直立起來。這時液態生鐵表面劇烈的反應，使鐵、硅、錳氧化（FeO，SiO?2，MnO，）生成爐渣，利用熔化的鋼鐵和爐渣的對流作用，使反應遍及整個爐內。幾分鐘后，當鋼液中只剩下少量的硅與錳時，碳開始氧化，生成一氧化碳（放熱）使鋼液劇烈沸騰。爐口由于溢出的一氧化炭的燃燒而出現巨大的火焰。最后，磷也發生氧化并進一步生成磷酸亞鐵。磷酸亞鐵再跟生石灰反應生成穩定的磷酸鈣和硫化鈣，一起成為爐渣。當磷與硫逐漸減少，火焰退落，爐口出現四氧化三鐵的褐色蒸汽時，表明鋼已煉成。這時應立即停止鼓風，并把轉爐轉到水平位置，把鋼水傾至鋼水包里，再加脫氧劑進行脫氧。整個過程只需15分鐘左右。如果氧氣是從爐底吹入，那就是底吹轉爐；氧氣從頂部吹入，就是頂吹轉爐。轉爐一爐鋼的基本冶煉過程。?
2.2頂吹轉爐冶煉一爐鋼的操作過程主要由以下六步組成：（1）上爐出鋼、倒渣，檢查爐襯和傾動設備等并進行必要的修補和修理；（2）傾爐，加廢鋼、兌鐵水，搖正爐體（至垂直位置）；（3）降槍開吹，同時加入第一批渣料（起初爐內噪聲較大，從爐口冒出赤色煙霧，隨后噴出暗紅的火焰；3～5min后硅錳氧接近結束，碳氧反應逐漸激烈，爐口的火焰變大，亮度隨之提高；同時渣料熔化，噪聲減弱）；（4）3～5min后加入第二批渣料繼續吹煉（隨吹煉進行鋼中碳逐漸降低，約12min后火焰微弱，停吹）；（5）倒爐，測溫、取樣，并確定補吹時間或出鋼；（6）出鋼，同時（將計算好的合金加入鋼包中）進行脫氧合金化。
3.轉爐煉鋼主要工藝設備簡介?
（1）轉爐（converter）。爐體可轉動，用于吹煉鋼或吹煉锍的冶金爐。轉爐爐體用鋼板制成，呈圓筒形，內襯耐火材料，吹煉時靠化學反應熱加熱，不需外加熱源，是最重要的煉鋼設備，也可用于銅、鎳冶煉。?（2）AOD精煉爐。AOD即氬氧脫碳精煉爐，是一項用于不銹鋼冶煉的專有工藝。AOD爐型根據容量有3t、6t、8t、10t、18t、25t、30t等。裝備水平也由半自動控制發展到智能計算機控制來冶煉不銹鋼。VOD精煉爐。VOD精煉爐（vacuumoxygendecarburization），是在真空狀下進行吹氧脫碳的爐外精煉爐，它以精煉鉻鎳不銹鋼、超低碳鋼、超純鐵素體不銹鋼及純鐵為主。將初煉鋼液裝入精煉包中放入密封的真空罐中進行吹氧脫碳、脫硫、脫氣、溫度調整、化學元素調整。?（3）LF精煉爐。LF（ladlefurnace）爐是具有加熱和攪拌功能的鋼包精煉爐。加熱一般通過電極加熱，攪拌是通過底部透氣磚進行的。轉爐傾爐系統。傾爐系統：變頻調速（變頻器+電機+減速機+大齒輪）。傾爐機構：傾爐機構由軌道、傾爐油缸、搖架平臺、水平支撐機構和支座等組成。?（4）轉爐煉鋼要求。低碳鋼是轉爐煉鋼的主要產品。由于轉爐脫碳快，鋼中氣體含量低，所以鋼的塑性和低溫塑性好，有良好的深沖性和焊接性能。用轉爐鋼制造熱軋薄板、冷軋薄板、鍍鋅板、汽車板、冷彎型鋼、低碳軟鋼絲等，都具有良好的性能。轉爐冶煉中、高碳鋼雖然有一些困難，但也能保證鋼的質量。轉爐鋼制造的各種結構鋼、軸承鋼、硬鋼絲等都已廣泛使用。?
總之，煉鋼業的發展與提高，離不開煉鋼工藝的發展與提高，作為煉鋼人有義務和責任提出優化方案，為提高煉鋼企業的競爭力貢獻一份力量。煉鋼工藝優化的效果體現在多方面，比如耗能少、環保效果好、效益提高等等方面。
由于無機化學實驗課程的特殊性，使得學生產生一種心理，認為做實驗不重要，重要的是記憶住理論知識，使得學生在進行無機化學實驗時隨意走動，不專心做實驗，甚至是交頭接耳互相談論無關課堂的話題，嚴重影響課堂秩序，加上學生在課前也不進行預習工作，導致課堂上教師的實驗操作步驟無法吃透，長期以往，學生在進行期末考試時，發現許多實驗步驟課本上都有，但是到自己實際操作時就忘記流程和步驟，導致實驗結果的失敗，無法得到正確的實驗結果，久而久之，缺乏對無機化學實驗課堂的興趣，學習效率得不到提高，學生缺乏學習興趣，無機化學實驗課堂就無法正常進行下去，因此教師需要合理引導學生建立正確的認識，重視無機化學實驗課堂的作用，從而真正把精力集中到課堂上來，提高學習積極性和主動性，只有這樣才能真正提高學生做實驗的興趣。
2合理安排無機化學實驗內容
在進行實驗課堂教學時，選擇先易后難的實驗教材，讓學生在進行無機化學實驗時有個難易程度的轉換，通過一些簡單好操作的實驗來增強學生的自信心，從而更加愿意更深層次的去鉆研無機化學實驗教程。特別是在進行一些基礎操作時，教師需要合理安排好順序，先將基礎要領實驗程序給學生交代清楚，教會基礎操作時，在進行復雜的化學實驗時相對來說會輕松許多。將基礎操作要領教會以后，可適度根據教材和教學大綱的要求進行更新和變化實驗內容，不要多次出現重復的無機化學實驗，同時還可以在安排一些相類似的化學元素，讓兩者在實驗時有個很好的銜接作用，如在進行氧化鐵的化學反應時，在做完一氧化碳還原氧化鐵反應后，緊接著進行氧化鐵的化學實驗，讓二者實驗之間有個很好的銜接，也正好給學生進行很好的比較，觀察在進行實驗時，二者有何異同點，從而加深學生對氧化鐵的印象，增強學生的綜合實驗能力和動手能力。
3加強對實驗實際操作的演示
對于化學專業的學生一開始就進行無機化學實驗有時會不知所措，也不清楚具體的實驗流程，導致課堂上的實驗效率比較低，因此教師在進行無機化學實驗時，可以先進行模擬操作，對一些簡單基礎實驗步驟加以演示，讓學生看清和了解具體流程后自己進行實際操作，這樣學生在進行實驗時就會有示范可借鑒，不會手忙腳亂，使得無機化學實驗課堂效率大大提高。特別是在學生遇到一些難點地方，教師可以讓學生集中匯總，然后結合學生的難點進行歸類，選擇有代表性的實驗步驟進行演示，幫助學生解決在無機化學實驗課堂中的困難，克服實驗過程中的每個問題，這樣學生的實驗創新能力得到大大提升。教師還可以進行鼓勵式實驗教學，鼓舞學生在原有的實驗基礎上加以創新，提高實驗課堂的有效性，真正讓學生在實驗中體驗化學知識的樂趣，從而培養無機化學實驗的學習興趣，更加愿意開展實驗課堂比賽，推動實驗課堂教學課程的有序進行。
4增強綜合性設計實驗的內容
在大學里進行無機化學實驗課堂時，許多實驗題材的進行大多是為證明化學理論知識，幫助學生更好的理解化學原理，從而真正掌握化學原理的來龍去脈，幫組學生理解化學知識，從而更加感受到化學的魅力。教師在進行這些驗證性實驗時，需要有個難易的梯度，保證讓學生在實驗操作時，用一些簡單的實驗內容來驗證實驗結果，讓學生真正理解理論知識，從而更好的在實踐中運用這些理論知識，解決實際生活中遇到的化學問題，增強化學實驗的實用性。
5改革和創新實驗的考核方法
實驗技能的高與低很大程度上取決于學生在無機化學實驗課堂上的學習效率，學生要想更好的步入社會，就需要有高超的實驗技能，更需要具備創新精神和創新能力。因此培養創新能力和動手能力需要學生和教師共同努力，教師需要制定出符合實際情況的實驗教案，具有一定的目的性對學生進行有針對性的創新能力培養，學生更需要主動積極的參與到無機化學實驗課堂中來，學會獨立自主的進行化學實驗。然后教師根據學生完成的實驗情況進行合理的評價和考核，在考核過程中，一定要建立合理的考核機制，通過民主的方式進行考核，多多聽取學生的意見和建議，確保實驗課堂的有效性，在給予學生合理的評價之后，教師多多進行鼓勵，從而激發學生的興趣，真正培養學生的創新能力和創造能力。
6結語
