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Ferro e le sue leghe MAGNETITEEMATITELIMONITESIDERITE Ferro 45%-60% Colore grigio-nero Estrazione in italia isola DElba e Sardegna Ferro 50%-72% Colore.

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1 Ferro e le sue leghe MAGNETITEEMATITELIMONITESIDERITE Ferro 45%-60% Colore grigio-nero Estrazione in italia isola DElba e Sardegna Ferro 50%-72% Colore nero lucente (Magnete naturale) Estrazione in Italia Val DAosta e Isola Delba Ferro fino al 50% Colore giallo bruno Estrazione in Italia Sardegna 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

2 FORME ALLOTROPICHE DEL FERRO Ferro Temperatura sotto 910°C Struttura Cubica Corpo Centrato Non può legare con il carbonio Ferro Temperatura tra (910÷1390)°C Struttura Cubica Facce Centrate Lega bene con il carbonio Ferro Temperatura tra (1390÷1535)°C Struttura Cubica Corpo Centrato Lega con il carbonio ma, meno del ferro

3 SIDERURGIA settore 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 lacciaio, la ghisa e gli acciai legati. GHISE (2,06 6,67% di C) SONO DURE E FRAGILI DIFFICILMENTE LAVORABILI ADATTE PER GETTI DI FUSIONE ACCIAI (0,07 2,06% di C) BUONE CARATTERISTICHE MECCANICHE BUONA LAVORABILITA NE ESISTONO DI VARI TIPI FERRO (<0,07% di C) FACILMENTE DEFORMABILE UTILIZZATO PER PEZZI POCO SOLLECITATI (FUCINATURA)

4 FASI DEL CICLO SIDERURGICO INTEGRALE PREPARAZIONE E TRATTAMENTO DELLE MATERIE PRIME PRODUZIONE DELLA GHISA NELLALTOFORNO CONVERSIONE DELLA GHISA IN ACCIAIO NEI CONVERTITORI COLATA DELLACCIAIO PRODUZIONE DI LAMINATI A CALDO E A FREDDO

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6 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).

7 PARTI FONDAMENTALI DELLALTOFORNO Laltoforno 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 tonnellate ogni 4-5 ore Nella sua struttura si distinguono 5 zone dallalto verso il basso. BOCCA (FINO A 400°C) TINO ( °C) VENTRE ( °C) SACCA( °C) CROGIUOLO (1600°C) CARICAMENTO ESSICAMENTO E PRERISCALDAMENTO RIDUZIONE INDIRETTA RIDUZIONE DIRETTA CARBURAZIONE FUSIONE IMMISSIONE ARIA CALDA ELIMINAZIONE SCORIE COLATA DELLA GHISA

8 FUNZIONAMENTO ARIA CALDA IN PRESSIONE ( °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 DELLUMIDITA 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.

9 PRODOTTI DELLALTOFORNO GHISA FUSA DESTINATA ALLACCIAIERIA GHISA IN PANI PER LA FONDERIA LOPPA DESTINATA ALLE CEMENTERIE O PER LA PRODUZIONE DI ASFALTI

10 PRODUZIONE DELLACCIAIO LACCIAIO 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 DELLACCIAIO

11 FORNI E CONVERTITORI PER LACCIAIO CONVERTITORE BESSEMER CONVERTITORE 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 LOSSIGENO DELLARIA. SI FORMANO COSI DEI GAS DI OSSIDO DI CARBONIO (CO) E ANIDRIDE CARBONICA(CO 2 ) LA DIFFERENZA TRA I DUE CONVERTITORI STA NEL RIVESTIMENTO INTERNO. E ACIDO NEL BESSEMER PIU ADATTO PER AFFINARE GHISA RICCA DI SILICIO E BASICO NEL THOMAS PIU ADATTO PER GHISA RICCA DI FOSFORO. OGGI NON SONO PIU IN USO MARTIN-SIEMENS IN QUESTO FORNO VENGONO IMMESSI ROTTAMI 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.

12 CONVERTITORE LD VENGONO 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 ARCO IL RISCALDAMENTO AVVIENE PER MEZZO DELLARCO VOLTAICO CHE SCOCCA TRA 2 O PIU ELETTRODI DI GRAFITE E IL BAGNO DI FUSIONE LARCO CONSENTE DI RAGGIUNGERE TEMPERATURE FINO A 3000°C LA CARICA E COSTITUITA DA ROTTAMI DI ACCIAIO E GHISA E FONDENTI. SI OTTENGONO ACCIAI DI ELEVATA QUALITA E PUREZZA.

13 COLATA DELLCCIAIO


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