Les 2 staal

• Materiaalkunde
• MBO
• Studiejaar 2

Les 2 staal

Agenda

1. Terugblik vorige les
2. Stalen profielen
3. Gietijzer

Leerdoelen

1. Je kunt omschrijven hoe stalen profielen geproduceerd worden;
2. Je weet wanneer men spreekt over gietijzer is;
3. Je kent minimaal 3 materiaaleigenschappen van gietijzer;
4. je kunt het productieproces van gietijzer omschrijven;

terugblik vorige les

Waaruit is het ijzererts ontstaan?

1. Uit ijzer die is gesmolten tot vloeibare magma en die daarna weer is gestold
2. Dat was altijd al aanwezig in de bodem
3. Uit rots die is gesmolten tot vloeibare magma en die daarna weer is gestold
4. Uit aardlagen die zijn gesmolten tot vloeibare magma en die daarna weer is gestold

Hoe wordt ijzererts uit de bodem gehaald/gewonnen?

1. Ze boren het los met pneumatische hamers
2. Met explosieven
3. Met een schep
4. Het goede antwoord staat er niet bij

Sleep de juiste termen naar de juiste plek in de afbeelding

Cokes en kalk

ijzererts/sinter

hete gassen

hete lucht

slakken

Ruw staal

700 gr C

2000 gr C

1250 gr C

1500 gr C

In wezen is een hoogoven een grote, hoge potkachel. De aanvoer van die grondstoffen gebeurt aan de bovenzijde met                        en                     . . Beneden deze grondstoffen worden                    ingeblazen. Hierbij worden temperarturen van wel                 graden gehaald.  Daarbij wordt het ijzer-oxyde gescheiden en smelt het ontstane ijzer dat als druppels in het onderste deel van de oven terecht komt. Andere stoffen vormen onderin de oven een laag vloeibare "slak" die boven op het vloeibare ruwijzer drijft. Op gezette tijden wordt de hoogoven afgetapt; daarbij stroomt via een tijdelijke opening in de wand van de hoogoven een zekere hoeveelheid                 dat wordt opgevangen in een speciale wagon: "rijdende menger". Verder komen er bij dit proces twee belangrijke bijproducten vrij:                      en                        . Deze bijproducten worden nuttig ingezet voor de opwekking van                           , resp. de productie van                       . Het omzetten van ruwijzer in staal gebeurt in de staalfabriek. De hoofdbewerking is hier het verlagen van de hoeveelheid                   in het ijzer en het ervoor zorgen dat het staal precies de goede samenstelling krijgt. In de staalfabriek staan grote pannen,                         genoemd, waarin het van de hoogovens afkomstige vloeibare ruwijzer wordt gegoten en              wordt toegevoegd. Vervolgens wordt gedurende bepaalde tijd                geblazen. Ook worden ongewenste stoffen uit het ijzer gehaald en andere stoffen die juist wel gewenst zijn, eraan toegevoegd. Omdat er bij al die processen veel rookgassen ontstaan, zijn er omvangrijke installaties die deze gassen afvangen en reinigen. 

ijzererts/sinters

cokes

hete gassen

2000

ruwijzer

hoogovengas

hoogovenslak

warmte en elektriciteit

cement

koolstof

converters

schroot

zuurstof

Staal is gemaakt van....

1. ijzererts en kalk
2. ijzer en koolstof
3. ijzer en kalk
4. ijzererts en koolstof

RVS kan (1) roesten (2)

1. 1: wel 2: door aantasting van chlorides
2. 1: niet 2: want het heeft een beschermlaag
3. 1: wel 2: door aantasting van kooldioxide
4. 1: niet 2: omdat het weinig staal bevat

RVS is een .........

1. ijzer
2. staal
3. legering

het aandeel koolstof in ruwe ijzer is circa.......%

1. 1,2
2. 2
3. 4
4. 5

inox 18/10: Dit geeft aan dat de legering uit ............... bestaat;

1. 18% chroom en 10% nikkel
2. 18% chroom en 10% molybdeen
3. 10% chroom en 18% nikkel
4. 10% chroom en 18% molybdeen

Als RVS is gaan roesten kan het weer hersteld worden in de oude staat. Dit proces noemen we.......

1. Verchromen en passiveren
2. Vernikkelen en activeren
3. Verchromen en activeren
4. Beitsen en passiveren

Het aandeel koolstof in staal is maximaal ........%.

1. 1,2
2. 4
3. 2
4. 5

In converter wordt bijna 100% zuurstof toegevoegd aan het ruwe ijzer (temp. ca. 1650 gr C). Zuurstof bindt aan de koolstof en vormt......

1. stikstofmonoxide en stikstofdioxide
2. koolmonoxide en kooldioxide
3. water en zuurstof
4. zuurstof en koolmonoxide

Nieuwe lesstof

Stalen profielen

Tijdens de volgende dia krijgen jullie een filmpje te zien over het productieproces van stalen profielen. We beginnen het filmpje als het staal gesmolten is en in vloeibare vorm in het convectorvat zit. 

Let goed op, jullie krijgen aan het eind van het filmpje een vraag.

Omschrijf in je eigen bewoordingen hoe een stalen balk wordt gemaakt.

Gietijzer

De volgende video gaat over gietijzer. Bekijk de video aandachtig. Aan het eind krijg je enkele vragen hierover.

Er wordt veel gerecycled ijzer gebruikt bij de productie van gietijzer. Wat wordt er nog meer toegevoegd?

1. staal
2. ruw ijzer
3. ijzererts
4. koolstof

Hoe heet is het gietijzerbad in dit filmpje?

1. 1250 graden
2. 1750 graden
3. 1500 graden
4. 2000 graden

Hoe verkrijgt het gietijzer zijn uiteindelijke vorm?

1. door een mal te maken van ijzer
2. door een mal te maken van staal
3. door een mal te maken van koolstof
4. door een mal te maken van gietzand

Hoe krijg je het gietijzer in de mal?

1. er is maar 1 opening in de mal
2. door het gietijzer onder hoge druk door het gietzand te persen
3. door meerdere gietkanaaltjes in het gietzand te maken

de mal van gietzand bestaat uit .....

1. 1 deel
2. 2 delen
3. 3 delen
4. 4 delen

Aan het eind moeten de gietijzeren stukken gekoeld worden in een tunnel. Wat bepaald de hardheid van het ijzer?

1. de snelheid waarmee de stukken door de tunnel gaan.
2. hoeveel water er wordt gebruikt in de tunnel
3. hoeveel koude lucht er wordt gebruikt in de tunnel
4. geen van deze antwoorden is correct

Aan het eind van de tunnel komt het gietijzeren stuk tevoorschijn uit het mal. Wat zou er gebeuren met de mal?

1. deze wordt weggegooid
2. deze wordt gerecycled
3. de vorm kan weer opnieuw gebruikt worden
4. deze wordt weer omgesmolten tot staal

Gietijzer

Gietijzer is zeer goed op druk te belasten, maar de treksterkte is niet erg groot bij ongelegeerde gietijzersoorten; voor op trek belaste constructie-elementen kan beter gebruikgemaakt worden van smeedijzer. Om zeer hoge treksterktes te bereiken is het mogelijk om enkele legeringselementen zoals nikkel, molybdeen en silicium toe te voegen aan de smelt. Tevens kunnen de mechanische eigenschappen worden beïnvloed door een warmtebehandeling.

In tegenstelling tot andere metalen is lamellair gietijzer vrij stijf, in het geheel niet flexibel, dat wil zeggen breekbaar bij verkeerde belasting. Het is een relatief goedkoop materiaal omdat het makkelijk te gieten en te bewerken is.

Nodulair gietijzer heeft goede mechanische eigenschappen denk bijvoorbeeld aan een goede treksterkte. Nodulair gietijzer met een laag silicium-gehalte wordt veelal gebruikt voor onderdelen die bij zeer lage temperaturen dienst moeten doen (kerfslagwaarde).

Gebroken gietijzer is tegenwoordig te herstellen door lassen met speciale laselektrodes. Na een lasbehandeling ontstaan er restspanningen in het gietstuk die kunnen worden verwijderd met een warmtebehandeling.

Zoek op internet een afbeelding van een alledaags gebruiksvoorwerp van gietijzer.

Gietijzer

Op de volgende slide wordt je doorgezonden naar een PDF bestand. 

Zoek hierin op bij welk minimaal % koolstofgehalte men spreekt over gietijzer. 

Hint: je kunt snel zoeken met "ctrl en f" op het woord gietijzer. 

Het antwoord kun je invullen op de slide erna.

www.google.com

Bij welk minimaal % koolstofgehalte spreekt men over gietijzer?

Deze vraag kan ook beantwoord worden door het PDF-bestand. Hint: zoek op fabricagemethoden.

ijzer met een zeer hoog % koolstof is te ............. voor fabricagemethoden zoals walsen, omvormen en snijden. Daarom is gieten de enige manier om tot een bruikbaar vormproduct te komen.

1. taai
2. bros
3. stug
4. stijf