Trong công nghiệp, thép được luyện từ gang bằng cách làm giảm hàm lượng carbon và các tạp chất như Si, P,.. có trong gang theo quy trình các bước sau:
Bước 1. Nhiệt phân đá vôi: CaCO3 CaO + CO2
Bước 2. Thổi khí oxygen vào gang lỏng ở nhiệt độ cao để oxi hóa carbon và các tạp chất trong gang:
Bước 3. Các oxide SiO2 và P2O5 phản ứng với CaO, tạo thành xỉ lỏng có khối lượng nhỏ nên nổi lên trên và được tách ra ngoài.
Thổi một lượng 3,0 tấn khí O2 vào 40,0 tấn gang lỏng có thành phần gồm (4%C, 0,5%Si, 0,3%P và còn lại là Fe). Sau quá trình luyện thép, hỗn hợp khí thu được ở bước 2 chỉ gồm CO2 và CO có số mol bằng nhau (không tính CO2 sinh ra do quá trình nung vôi). Coi sắt không bị mất đi trong quá trình luyện thép, toàn bộ tạp chất Si và P được tách ra dưới dạng xỉ lỏng.
- a) Mục đích chính của việc sử dụng đá vôi là để cung cấp nhiệt cho phản ứng xảy ra ở bước 2.
- b) Ở bước 3, CaO đóng vai trò chất khử.
- c) Biết phản ứng ở bước (1) và (3) xảy ra hoàn toàn. Khối lượng đá vôi (98% CaCO3 theo khối lượng) tối thiểu cần dùng để cung cấp đủ lượng CaO cho bước (3) là 1,32 tấn. (Kết quả được làm tròn đến hàng phần trăm).
- d) Mẫu thép thu được có hàm lượng carbon nhỏ hơn 0,75%.