Con il ferro si fabbricano principalmente due materiali, entrambe leghe tra ferro e Carbonio e questo perché il ferro puro non ha grandi qualità meccaniche e tecnologiche.:
- Acciaio
- Ghisa
I pregi e difetti sono i seguenti:
Acciaio (più basso tenore di Carbonio 0.05-1.7%).
- pregi: tenace, resiste bene alla flessione, sopporta bene gli urti, si salda con facilità.
- difetti: si ossida (ruggine) per cui va trattato chimicamente, fonde a temperatura alta (1500°C).
Ghisa (più elevato tenore di Carbonio 2-4%)
- pregi: fonde a temperatura più bassa (1150°C), trasmette bene il calore.
- difetti: fragile, si spacca per urti violenti, non si flette ma si rompe.
La siderurgia è il procedimento di lavorazione del ferro, nel centro siderurgico vengono portate con i camion le materie prime (minerali di ferro, fondenti e carbon coke) e poi caricate su un nastro trasportatore fino alla bocca superiore dell’altoforno. Questi cadono0 all’interno del forno, il carbone alimenta la combustione, i fondenti permettono di ridurre le temperature a cui i minerali fondono, i minerali vengono fusi e si può così separare il ferro pesante dalle scorie più leggere (basta aprire una bocca nel fondo e di li uscirà la ghisa, che è una lega del ferro, ed un’altra più sopra da dove escono le scorie).
L’altoforno è un forno molto alto (50m-100m) e molto largo (8 metri di diametro alla base). E’ fatto di pareti di materiale refrattario, cioè mattoni di un’argilla o materiali ceramici che sopportano temperature elevatissime, ed ha
- una bocca superiore di carico
- una bocca inferiore da dove colare la ghisa
- una bocca da dove colare le scorie
- un sistema di iniezione di aria calda
- un sistema di scarico dei fumi
L’altoforno lavora 24 ore al giorno, in continuità poiché non è semplice spegnerlo ne accenderlo. E’ sempre ricolmo di minerali ferrosi. carbon coke e fondenti che sono in condizioni fuse, incandescenti, ed un paio di volte al giorno viene fatto il prelievo delle ghise dal basso. La ghisa greggia prelevata è trasformata in lingotti o portata direttamente in acciaeria. per trasportarla si usa un treno speciale con una carrozza con un contenitore di forma a “siluro”.
L’acciaieria è un luogo ove la ghisa viene portata per essere trasformata in acciaio. L’acciaio ha un minor tenore di carbonio (cioè è una lega tra ferro e carbonio con basse quantità di carbonio) mentre la ghisa ne ha di più, perciò per ottenere l’acciaio bisogna bruciare il carbonio in eccesso. Per consumare il carbonio in eccesso si usa il Convertitore LD nel quale la ghisa viene “soffiata” per alimentare la combustione del carbonio in eccesso. Dal convertitore l’acciaio esce in lingotti o come colata continua.
Il laminatoio è il posto dove l’acciaio viene sagomato in lastre o in profilati cioè in aste con la forma particolare. Le lastre si ottengono attraverso una serie di rulli che schiacciano l’acciaio ancora rovente e duttile fino ad ottenere lo spessore voluto. Le barre profilate si ottengono facendo passare l’acciaio rovente attraverso rulli con sagoma particolare.
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