Ferro e le sue leghe

MAGNETITEEMATITE LIMONITE SIDERITE

Ferro 45%-60%Colore grigio-nero

Estrazione in italia isola D’Elba e

Sardegna

Ferro 50%-72%Colore nero lucente(Magnete naturale)

Estrazione in ItaliaVal D’Aosta e Isola

D’elba

Ferro fino al 50%Colore giallo bruno

Estrazione in ItaliaSardegna e

Toscana

Ferro fino al 40%Colore giallo bruno

Estrazione giacimenti in Europa

e USA

Allo stato puro il ferro è quasi introvabile. Presente sotto forma di ossidi (ruggine), idrossidi e carbonati in vari minerali

FORME ALLOTROPICHE DEL FERRO

Ferro Temperatura sotto 910°CStruttura Cubica Corpo CentratoNon può legare con il carbonio

Ferro Temperatura tra (910÷1390)°CStruttura Cubica Facce Centrate Lega bene con il carbonio

Ferro Temperatura tra (1390÷1535)°CStruttura Cubica Corpo Centrato Lega con il carbonio ma, meno del ferro

SIDERURGIAsettore specifico della metallurgia, che si occupa del trattamento dei minerali contenenti ferro allo scopo di ottenere ferro o diversi tipi di

leghe che ne contengono, tra cui l‘acciaio, la ghisa e gli acciai legati.

GHISE (2,066,67% di C)SONO DURE E FRAGILI

DIFFICILMENTE LAVORABILIADATTE PER GETTI DI FUSIONE

ACCIAI (0,072,06% di C)BUONE CARATTERISTICHE

MECCANICHE BUONA LAVORABILITA’

NE ESISTONO DI VARI TIPI

FERRO (<0,07% di C)FACILMENTE DEFORMABILE

UTILIZZATO PER PEZZIPOCO SOLLECITATI

(FUCINATURA)

FASI DEL CICLO SIDERURGICO INTEGRALE

• PREPARAZIONE E TRATTAMENTO DELLE MATERIE PRIME

• PRODUZIONE DELLA GHISA NELL’ALTOFORNO

• CONVERSIONE DELLA GHISA IN ACCIAIO NEI CONVERTITORI

• COLATA DELL’ACCIAIO

• PRODUZIONE DI LAMINATI A CALDO E A FREDDO

CARBON COKE: viene ottenuto dalla distillazione a 800 °C del carbon fossile. Il coke è un residuo solido del carbone dal quale le componenti

volatili sono state estratte attraverso la cottura in forno in assenza di ossigeno.

FONDENTE: Il fondente (generalmente calcare)ha il compito di combinarsi con la ganga (cioè le sostanze di scarto del minerale di ferro) portandole ad un punto di fusione più basso (circa 1200°C)ed

essere espulso sotto forma di loppa (fondente+ganga).

PARTI FONDAMENTALI DELL’ALTOFORNO

L’altoforno è alto fino a 50m e rivestito internamente da materiale refrattario. Ha un

funzionamento continuo e viene fermato soltanto ogni due anni per sostituire il

refrattario interno.Produzione 200-400 tonnellate ogni 4-5 ore

Nella sua struttura si distinguono 5 zone dall’alto verso il basso.

BOCCA (FINO A 400°C)TINO (400-1350°C)VENTRE (1350-1600°C)SACCA(1600-1800°C)

CROGIUOLO (1600°C)

CARICAMENTO

ESSICAMENTO E PRERISCALDAMENTO

RIDUZIONE INDIRETTA

RIDUZIONE DIRETTA

CARBURAZIONE FUSIONE

IMMISSIONE ARIACALDAELIMINAZIONE SCORIECOLATA DELLA GHISA

FUNZIONAMENTO ARIA CALDA IN PRESSIONE (600-800°C) VIENE

IMMESSA ATTRAVERSO GLI UGELLI. LA COMBUSTIONE DEL COKE (SACCA E

CROGIOLO) SVILUPPA CALORE PER FONDERE I MINERALI (1800°C).

DALLA ZONA DI FUSIONE SALGONO GAS CONTENENTI OSSIDO DI CARBONIO CHE

ESSICANO IL MINERALE ELIMINANDO PARTE DELL’UMIDITA’ E SOTTRAENDO OSSIGENO

(RIDUZIONE INDIRETTA).

IL FERRO ACQUISTA UNA STRUTTURA SPUGNOSA.

SCENDENDO NELLA PARTE INFERIORE DEL VENTRE (1350°C) IL MINERALE ENTRA DIRETTAMENTE IN CONTATTO CON IL

CARBONIO SUBENDO UNA (RIDUZIONE DIRETTA).

NEL VENTRE (1500°C)IL FERRO COMINCIA A FONDERE ASSORBENDO CARBONIO

(CARBURAZIONE) DANDO ORIGINE ALLA GHISA CHE FONDENDO SI DEPOSITA NEL CROGIUOLO.

IL FONDENTE SI COMBINA CON LE IMPURITA’ DANDO ORIGINE ALLA LOPPA CHE ESSENDO

PIU’ LEGGERA GALLEGGIA.

PRODOTTI DELL’ALTOFORNO

GHISA FUSA DESTINATA ALL’ACCIAIERIA

GHISA IN PANI PER LA FONDERIA

LOPPA DESTINATA ALLE CEMENTERIE

O PER LA PRODUZIONE DI ASFALTI

PRODUZIONE DELL’ACCIAIO

L’ACCIAIO E’ OTTENUTO DALLA GHISA GREGGIA MEDIANTE

PROCESSI DI AFFINAZIONE CON LO SCOPO DI:

• RIDURRE IL TENORE DI CARBONIO (DECARBURAZIONE)

• ELIMINARE O RIDURRE LE IMPURITA’• AGGINGERE EVENTUALI ELEMENTI DI LEGA

PER MIGLIORARE DETERMINATE CARATTERISTICHE DELL’ACCIAIO

FORNI E CONVERTITORI PER L’ACCIAIO

CONVERTITORE BESSEMERCONVERTITORE THOMAS

VENGONO CARICATI CON GHISA LIQUIDA E SI INSUFFLA ARIA CALDA AD ALTA PRESSIONE CHE FA GORGOGLIARE IL MATERIALE. SI PRODUCE UNA REAZIONE CHIMICA TRA IL CARBONIO DELLA GHISA E L’OSSIGENO DELL’ARIA. SI FORMANO COSI’ DEI GAS DI OSSIDO DI CARBONIO (CO) E ANIDRIDE CARBONICA(CO2)LA DIFFERENZA TRA I DUE CONVERTITORI STA NEL RIVESTIMENTO INTERNO. E’ ACIDO NEL BESSEMER PIU’ ADATTO PER AFFINARE GHISA RICCA DI SILICIOE’ BASICO NEL THOMAS PIU’ ADATTO PER GHISA RICCA DI FOSFORO.OGGI NON SONO PIU’ IN USO

MARTIN-SIEMENSIN QUESTO FORNO VENGONO IMMESSIROTTAMI DI GHISA E ACCIAIO E GHISA LIQUIDA.ARIA E GAS COMBUSTIBILE CREAVANO UNA COMBUSTIONE AD ALTE TEMPERATURA (1800°C) GRAZIE AL RECUPERO DEL CALORE DEI FUMI ATTRAVERSO UN COMPLESSO IMPIANTO.IN USO FINO A QUALCHE DECENNIO FA.

CONVERTITORE LDVENGONO CARICATI ROTTAMI E FONDENTI SUI QUALI VIENE RIVERSATA LA GHISA LIQUIDA.LA PRESENZA DI FONDENTI PURIFICA LA GHISA PRODUCENDO SCORIE .I ROTTAMI SOSTANZIALMENTE SERVONO PER CONTENERE LA TEMPERATURA CHE RAGGIUNGE ANCHE 2000°C. DALLA PARTE SUPERIORE VIENE INSUFFLATO OSSIGENO PURO.E’ UN PROCESSO DIFFUSO PERCHE’ SI OTTENGONO GRANDI QUANTITA’ DI ACCIAIO (300t AD INTERVALLI DI 1 ORA)

FORNO ELETTRICO AD ARCOIL RISCALDAMENTO AVVIENE PER MEZZO DELL’ARCO VOLTAICO CHE SCOCCA TRA 2 O PIU’ ELETTRODI DI GRAFITE E IL BAGNO DI FUSIONE L’ARCO CONSENTE DI RAGGIUNGERE TEMPERATURE FINO A 3000°CLA CARICA E’ COSTITUITA DA ROTTAMI DI ACCIAIO E GHISA E FONDENTI.SI OTTENGONO ACCIAI DI ELEVATA QUALITA’ E PUREZZA.

COLATA DELL’CCIAIO