Предметы сделанные из железа

Роль железа в истории человеческой цивилизации переоценить очень трудно. Именно оно дало возможность людям противостоять окружающему миру, послужило основой всего, что было создано в дальнейшем. Конечно, первой была бронза, но она из-за своего достаточно узкого распространения стала как бы материалом для избранных, обладающих допуском к источнику сырья. Тогда как железо благодаря наличию практически в любом месте применялось всеми, при этом превосходя своими возможностями бронзу. Источником металла являются широко распространенные минералы. Но путь от них до готовых изделий очень длинный, поэтому резонно поинтересоваться, как и что делают из железной руды.

Несколько слов о руде

Не касаясь конкретных пород минералов, стоит отметить разделение на:

• богатые руды (содержание железа больше 50 %);
• рядовые (25-50 %);
• бедные (железа меньше 25 %).

Другой подход к классификации руды – по составу. Обычно она представляет собой:

• гидраты окисей;
• окиси железа;
• углекислые соли закиси железа.

Для полноты сведений о рудах стоит назвать основные из них:

• магнитный железняк;
• красный железняк;
• бурый железняк;
• шпатовый железняк.

Месторождения железа широко распространены по миру. Для нужд промышленности в первую очередь используются богатые руды, но и остальные применяются вполне успешно. Правда, для этого они проходят цикл обогащения, включающий в себя ряд операций (размельчение, промывка, продувка, обжиг), в результате которых в исходном сырье повышается концентрация железа и уменьшается содержание пустой породы и примесей.

Что получают из железной руды?

Самый простой ответ – железо – хоть и будет правильным, но не является полным. Это имело место на первом этапе, когда люди только начинали понимать суть металла.

О разновидностях железа

Прежде всего надо сказать, что железо – ковкий металл серебристого цвета, легко реагирующий с другими элементами, в частности с кислородом. Его обозначение – Fe. Фактически железо в промышленности в чистом виде не используется, а применяется в основном как сплав, в первую очередь с углеродом (С). По его содержанию говорят о:

Так вот, основным продуктом плавки в современной черной металлургии является чугун, из которого в дальнейшем получается сталь. И она, и чугун часто используются в качестве исходного материала в самых различных областях хозяйства. Но все-таки если посмотреть на исторический процесс, то первым было железо.

Сыродутный способ получения железа

В данном случае очень часто сырьем являлась болотная руда, широко распространенная по всей территории Европы. Это позволяло получать металлическое оружие, орудия производства и хозяйственную утварь практически повсеместно, что значительно ускорило развитие общества, а также открыло путь к освоению новых, недоступных ранее территорий.

Суть самого процесса достаточно проста – в глиняную печь, напоминающую небольшой цилиндр диаметром около метра, сверху слоями засыпали руду и древесный уголь. Сбоку были предусмотрены отверстия (фурмы) для подачи воздуха с помощью мехов. Печь разжигали и начинали плавку руды, постоянно вдувая в печь воздух.

Особенностью технологии были:

• подача холодного, «сырого» воздуха, отчего и пошло название процесса;
• достаточно низкая температура плавки, примерно 950 °С.

В результате получался спекшийся кусок смеси железа и шлаков, называемый крицей. Его проковывали для удаления всего мусора, и в итоге оставалось чистое железо. В дальнейшем из него изготавливалась хозяйственная утварь, или металл использовали как заготовку для получения стали. Технологии этого были разные. Многим знакомы такие слова, как харалуг или уклад (предметы, сделанные из определенного материала): они означали стальное оружие, только способы его производства в каждом случае были свои.

Чугун и его передел

Сыродутное производство отличалось малым выходом готового продукта и большим количеством сырья, уходившего в отходы (шлак). В конце концов в металлургии широко стала применяться другая технология, заключающаяся в том, что из железной руды сначала получали чугун, а потом из него – сталь. Для этого необходимо было построить специальные печи, так называемые домны, в которых и происходила плавка сырья.

При подобном подходе развивалась температура порядка 1500 °С, в результате чего руда полностью расплавлялась, окислы Fe, входящие в ее состав, восстанавливались до чистого металла, и он насыщался углеродом. Получался чугун, сплав Fe с C. Обычно 90 % жидкого чугуна отправляется на передел, т. е. после его обработки по специальной технологии в нем уменьшается содержание углерода, результатом чего будет образование стали.

Ее качество регулируется содержанием в составе С, а также специальных легирующих добавок, хрома, ванадия и других, придающих готовому металлу необходимые свойства.

Освоение выплавки железа дало человеку те инструменты, оружие, которые позволили значительно расширить его возможности. Однако первоначальный способ оказался не совсем удобным и требовал слишком большого расхода сырья. Поэтому со временем была принята другая технология, когда из железной руды получают чугун, а уж из него – сталь с необходимыми характеристиками.

Из этого сырья, с хорошей процентной концентрацией железа, после окускования- приведения в вид, удобный для доменной печи, выплавляют чугун

и из него, (в мартенах — конвертерах)производят сталь, с различными заданнными параметрами, путем добавления легирующих добавок, дальше- прокат, ( листы, рельсы, профили поковки и пр. Если руда, с небольшим содержанием феррумма, но содержит нечто привлекательное для промышленности

тогда ее обогащают до нужной кондиции и все по изложенной выше схеме. ))

На первом этапе из руды получают чугун, а потом из нее делают сталь. Но сталь это тоже полуфабрикат и конечно далее из нее делают множество полезных вещей.

Например из железной руды в конченом итоге получают станки и машины, посуду и столовые приборы, металлопрокат, который используется в строительстве.

Из железа строят корабли, делают трубы.

Что еще делают из железа, из железной руды по цепочке?

Гири и гантели, ведра и лопаты, ковши, подъемные краны, люки канализации, рельсы для поездов и фуникулеров, троса, якоря, различное оружие и конечно многое другое, такое, что сразу просто не вспоминается.

Класс: 2

Цель: Познакомить с природными материалами, из которых сделаны различные предметы; формировать элементарные представления о некоторых производственных процессах, начиная с добычи сырья в природе и кончая получением готового продукта; воспитывать бережное отношение к природным богатствам.

Планируемые результаты: Метапредметные

Регулятивные: уметь формулировать учебную задачу; понимать учебную задачу урока и стремиться ее выполнить; формулировать выводы из изученного материала; отвечать на итоговые вопросы; осуществлять контроль и коррекцию; оценивать результаты своей деятельности на уроке. Познавательные: классифицировать предметы по характеру материала, показывать цветом разные производственные цепочки; читатьтекст учебника; по рисункам учебника прослеживать производственные цепочки, моделировать их, составлять рассказ по картинкам, приводить другие примеры использования природных материалов для производства изделий. Коммуникативные: участвовать в работе пары и группы. Договариваться друг с другом, принимать позицию собеседника, проявлять уважение к чужому мнению.

Предметные: узнают, какие природные материалы люди используют для изготовления изделий; научатся составлять простейшие производственные цепочки

Личностные: бережно относиться к вещам; понимать необходимость бережного отношения к природе; уважительно относиться к труду людей.

Учебные материалы: Учебник А.А. Плешаков “Окружающий мир”, рабочая тетрадь №1, компьютер, мультимедийный проектор, экран, разные предметы из глины, металла, древесины, шерсти; карточки – модели. У учащихся: сигнальные флажки, цветные карандаши (фломастеры)

1. Организационный момент, эмоциональный настрой. (слайд1)

Прозвенел звонок весёлый
Все готовы? Всё готово?
Мы, сейчас, не отдыхаем,
Мы, работать начинаем.

2. Проверка домашнего задания.

А)Индивидуальные задания по карточкам. (2 детей получают задания)

— Подчеркни одной чертой продукцию промышленности, двумя — продукцию сельского хозяйства.

1. Помидор, книга, морковь, телефон, настольная лампа, картофель, трактор, редис, лук, стул, утюг, тапочки.

2. Арбуз, вишня, стул, майка, виноград, ботинки, пальто, ракета, слива, парта, тыква, капуста, самолёт, чеснок, огурец.

Б) Игра “Верно это или нет”.

-Поиграем в игру “Верно это или нет” (работа с сигнальными карточками-светофорами: если верно-зеленый цвет, если нет-красный)

— Верно ли, что экономика – это хозяйственная деятельность людей? (да)

— Верно ли, что хлеб, молоко, мясо дает нам торговля? (нет)

— Верно ли, что бумажные деньги впервые стали использовать в Китае? (да)

— Верно ли, что в наши дни деньги не делают из дерева? (да)

— Верно ли, что одежду, обувь, мебель производят в торговле? (нет)

— Верно ли, что маляр, каменщик, штукатур, крановщик работают в строительстве? (да)

— Верно ли, что продукты и вещи мы можем приобрести в сельском хозяйстве? (нет)

— Верно ли, что чтобы утром нам выпить стакан молока, работают только отрасли сельское хозяйство и торговля? (нет, транспорт, промышленность)

— Верно ли, что вместе со строителями в возведении дома участвуют специалисты транспорта и промышленности? (да)

— Верно ли, что все отрасли экономики связаны друг с другом? (да)

Самоопределение к деятельности

-Посмотрите на экран. (слайд 2)На слайде изображены разные предметы.

(Ракушка, варежки, ножницы, кувшин, линейка, ложка, шарф, кружка, карандаш)

Определите, какой “лишний”? (ракушка)

Почему? (Ракушка — создала природа, а остальные сделал человек)

— Как называется то, что сделано руками человека? (Рукотворный мир)

— Разделите остальные предметы на группы по материалу. (Делят предметы на группы.)

-Все эти предметы вам хорошо знакомы. Назовите их и объясните, для чего они служат. Что общего у всех этих предметов одной группы? ( Называют предметы. Рассказывают, для чего они нужны — из глины (вазу, горшочек, кирпич, глиняную игрушку-свистульку),

— из шерсти (свитер, перчатки, носки, шарф),

— из металла (ложка, миска, кружка, ножницы, металлический конструктор),

— из древесины (линейка, деревянная ложка, матрёшка, тетрадь).

— О чем мы будем говорить на уроке? (Узнаем, из чего и как люди делают разные изделия.)

— Прочитайте тему урока в учебнике.

— Сформулируйте учебные задачи, которые поставим перед собой? (будем говорить о предметах, узнаем из чего их делают). Прочитаем об этом в учебнике.

Работа над темой урока.

Беседа “Что из чего?” (Работа в группах)

— А теперь поговорим о каждой группе предметов в отдельности.

1. Шерсть (рассмотреть группу предметов из шерсти) (слайд 3)

— Мы определили, что эти вещи сделаны из шерсти. А откуда берут шерсть?

(с.111 учебника) Рассмотрите рисунки и расскажите, как же делают шерстяные вещи.

2. Изготовление шерстяной пряжи, сматывание на бобины;

3. Изготовление шерстяного полотна;

4. Нанесение рисунка на ткань;

5. Изготовление по выкройкам деталей одежды.

— Что нового вы узнали об изготовлении шерстяных изделий?

— А как сделали этот шарфик? Как получили разные цвета?

2. Дерево (рассмотреть группу предметов из дерева) (слайд 4)

— Понятно, что линейка, подставка сделаны из дерева. А вот тетрадь как оказалась в этой группе? Как появились на свет наши с вами учебники? В этом нам помогут разобраться ребята, которые подготовили сообщения.

а) Выступления ученика об изготовлении бумаги.

— Существует различные виды бумаги. Где её используют?

— На комбинате изготавливают бумагу.

• Писатель пишет произведение.
• Художник делает иллюстрации
• В издательстве печатают книги.
• В магазине появляются книги.

— Сегодня бумагу делают на комбинатах, где людям помогают машины.

Машины принимаются за дело ещё тогда, когда будущая бумага в лесу растет. Электрические пилы пилят, валят деревья. Тракторы-лесовозы везут бревна к реке. Машины связывают бревна в плоты, и плывут плоты по реке до ворот цеха. Тут за дело берутся другие машины: быстрый многопильный станок распиливает бревна на чурбаки; машина – корообдирка сдирает с них кору; рубильная машина рубит чурбаки на щепки; щепки едут на самодвижущейся дорожке в котел. В котле в специальном растворе варится каша-деревянная. Вот эта каша когда готова, и становится бумагой.

б) Показ коллекции различных видов бумаги.

— Для чего используется бумага?

— Легко ли получить бумагу? Как нужно относиться к нашим тетрадям, учебникам, ведь всё это срубленные деревья. А чтобы вырастить взрослое дерево надо не менее 60 лет.

— А ещё из дерева делают мебель, посуду, игрушки. (Показать.)

— А теперь отгадайте, о ком идет речь?.( Звучит музыка “Бу-ра-ти-но!”) (слайд5)

— А как вы думаете, почему мы вспомнили о Буратино? (сделан из дерева)

-А из какой сказки? (“Золотой ключек”. А.Толстого)

7. Беседа “Что из чего?” (продолжение)

— Издавна на Руси из глины изготавливали посуду и вот такие замечательные игрушки. (слайд 6)

— А как делают игрушки из глины, мы узнаем из фрагмента фильма.

(Просмотр фрагмента фильма “Наследство деда Филимона”.)

Рассказ ученика о глине.

— Глина добывается в карьере экскаваторами. В сыром виде она пластична. Она смешивается с водой до состояния густой пасты и затем из нее лепят посуду или игрушки. Высыхая, глина затвердевает и становится очень прочной. Затем изделия обжигают в печи при высокой температуре 450°С. После обжига глина становится прочной и никогда не станет мягкой. Искусство делать такие вещи называется керамикой.

-В давние времена, когда не было холодильников, глиняные кувшины использовали для хранения холодной воды. Вода оставалась холодной, так как просачивалась через тонкие поры кувшина и испарялась, что и помогало сохранять воду холодной.
Замечательными гончарами были китайцы. Из специальной белой глины изготавливают фарфоровые изделия. При обжиге такая глина приобретает белый цвет. Эта чашка тоже сделана из глины.

— Надо сказать, что из глины делают кирпичи, игрушки, черепицу.

— В последней группе у нас оказались предметы, сделанные из металла. (слайд 7)

Рассказ ученика о производстве железа

-Железо никто не делает, оно сотворено самой природой, как вода, глина, песок. А люди это железо лишь добывают и превращают его в чугун и сталь.

Железа на свете видимо-невидимо — оно и в песке (от этого-то он желтоватый), и в красновато-бурой глине, и в коричневом камне — кремне. Железо даже в воде растворено.

Больше всего железа в железных рудах. Из них-то и добывают этот самый главный металл.

Как добывают руду?

Тут не обойтись без огромного, могучего, стального копалы – черпалы , маленького бумажного пакета с зарядом взрывчатого вещества и длинных проводов. Пробурят горняки в земле скважины, заложат в них взрывчатку, по проводам пустят ток. Тут затыкай уши. Как грохнет взрыв — тонны земли, камней взметнутся в воздух, разлетятся вокруг, и откроется спрятанная под ними руда. Бывает, что и саму руду приходится дробить взрывами. Наконец, стихли взрывы. За работу берётся шагающий экскаватор. Зачерпнет экскаватор руду ковшом-черпаком, повернётся — и нагружен целый вагон или гигант-самосвал. Но вот руду привезли на завод. Как же превратить ее в железо? Тут помогает людям жаркий огонь. В огромных, словно высотные дома, печах — домнах день и ночь бушует пламя. Вот на самый верх одной из таких домен по наклонной дороге поползли вагонетки. Поднимутся, опрокинутся, высыплют груз в печь — и вниз. В одних вагонетках руда, в других — белый камень, известняк, в третьих — топливо, тёмно-серый ноздреватый кокс. Он, словно пирог, выпечен из размолотого в муку наилучшего каменного угля. Ну а известняк помогает коксу вытягивать из руды все лишние примеси.
Жарко горит кокс, но не расплавить ему руду. Чтобы он горел ещё жарче, нужно постоянно раздувать огонь, нужен воздух, горячий, раскалённый. Вот почему рядом с домной стоят ещё несколько башен. В них-то и нагревается воздух. Могучие вентиляторы гонят по трубам воздушные потоки, непрерывно раздувая в домнах огненную бурю. Бушует пламя, плавится, оседает руда, капли металла чугуна собираются в струйки, ручейки. Чугун тяжёл, он стекает на дно печи, а все лишнее, что было в руде, поднимается, всплывает пузыристой огненной пеной. Это шлак.

Наконец мастер подаёт сигнал: “Чугун готов! Можно выпускать плавку”. Минута, другая. и, рассыпая фонтаны искр, освещая небо огненным заревом, жидкий металл хлынет в огромный ковш. Ковшей много, каждый на колёсах. Стоит на рельсах целый поезд-чугуновоз. Наполнится один ковш, тотчас под струю подойдёт следующий. Куда же отправится огнедышащий поезд? Путь его недалёк — в соседний цех. Тут чугун выльют в формы. В них жидкий металл застынет и примет форму той самой формы, в какую был залит. И мы с вами встречаемся с чугуном каждый день. Ведь обычные сковородки, чугунки, батареи отопления, решётки, в которые убегают ручейки на улицах, — все это тоже отлито из чугуна.

— Итак, мы с вами познакомились с некоторыми материалами, из которых человек может сделать необходимые ему предметы. А теперь для закрепления выполним задания в тетради.

Закрепление (работа в парах):

Самостоятельная работа по “Рабочей тетради” с.39-40 №1,2

— Покажите стрелками разного цвета разные производственные цепочки.

— Напишите, во что люди могут превратить эти материалы.

(Зерно, мельница, хлеб. Железная руда, завод, ножницы и т. д.)

— А кроме глины, древесины, металла из каких материалов могут быть выполнены различные предметы? (Пластмасса, резина, стекло и др.)

— На что должны обращать внимание люди, добывая в природе различные материалы для изготовления всевозможных изделий?

1) Добывать материалов не больше, чем их требуется.

2) Расходовать экономно.

3)Сажать новые деревья.

4)Восстанавливать земли на месте карьеров.

8. Итог урока:(слайд 8)

— На какой вопрос отвечали на уроке?

— Кто теперь знает из чего можно сделать посуду, одежду, удобные вещи?

— Для изготовления различных вещей человек использует в основном, имеющиеся в природе материалы. Но их запас небезграничен. Поэтому человек должен бережно относиться к природным богатствам.

9.Рефлексия.(слайд 9)

• Я знаю, что …
• Я научился …
• Я удовлетворён…

Оцените свою работу на уроке с помощью смайлика. (слайд)

10. Домашнее задание (слайд 10)

— Прочитать материал учебника по теме “Из чего что сделано? стр.108-111.