A cura di: SIMONE RAGUSA I METALLI A cura di: SIMONE RAGUSA

L’ALTOFORNO L’altoforno o Forno a tino, ha funzionamento continuo, per la fabbricazione della ghisa a partire da minerali di ferro, generalmente ossidi, mescolati con coke e fondente. I minerali di ferro subiscono, ad alta temperatura, una riduzione a metallo a opera dell’ossido di carbonio prodotto dalla combustione parziale del carbonio (riduzione indiretta) e in seguito ad azione diretta dello stesso carbonio.

l’altoforno L’altoforno produce ghisa grigia, ovvero una lega binaria di ferro e carbonio, attraverso un processo in cui concorre la combustione di carbone coke. L'altoforno deve il suo nome alle dimensioni, infatti può raggiungere un'altezza di 80 metri (con un diametro che può superare gli 8 metri).

La ghisa La ghisa è una lega ferro-carbonio a tenore di carbonio relativamente alto ottenuta per riduzione o comunque trattamento a caldo dei minerali di ferro. La ghisa fonde a circa 1200 °C. La produzione della ghisa avviene generalmente per riduzione degli ossidi di ferro mediante combustione di carbon coke a contatto con gli stessi, in apparecchiature chiamate altiforni. Il minerale viene disposto a strati alternati con carbon coke a basso tenore di zolfo; il ferro contenuto nel minerale, quando raggiunge lo stato fuso, cola verso il basso raccogliendosi in appositi contenitori.

Gli usi della ghisa La ghisa viene utilizzata in diversi campi: In idraulica, (raccordi per tubi), negli impianti di riscaldamento essendo un ottimo conduttore di calore (termosifoni, stufe), nella meccanica per la costruzione di pompe idrauliche, nello sport per la costruzione di dischi per il peso, nella costruzione di fontanelle comuni, tombini e chiusure di pozzi.

L’acciaio Acciaio è il nome dato a una lega composta principalmente da ferro e carbonio. Nel mondo si producono ogni anno oltre 1 miliardo di tonnellate di acciaio ottenute sia dal ciclo integrale con l'affinazione della ghisa dell'altoforno sia con la fusione dei rottami ferrosi, e successivamente lavorate tramite diversi processi di produzione industriale, quali ad esempio la laminazione, la forgiatura, il trattamento termico e lo stampaggio.

Gli usi dell’acciaio Gli impieghi dell’acciaio negli anni si sono estesi ed oggi è diventato praticamente indispensabile, Esso viene utilizzato: nella produzione di piccoli e grandi elettrodomestici, nel settore delle costruzioni edili, nell’industria meccanica e manifatturiera in quanto i componenti dei macchinari sono costruiti in acciaio, nel settore automobilistico e dei trasporti  I più importanti componenti utilizzati all’interno di una centrale per la produzione di energia elettrica sono in acciaio (condensatori, turbine, caldaie, etc.). L’acciaio inox trova impiego nella fabbricazione di contenitori per la conservazione di prodotti alimentari, Inoltre, moltissimi oggetti ed apparecchiature medicali (studi dentistici, ospedali, sale operatorie, etc.), vengono realizzati in acciaio inox proprio per garantire i massimi livelli igienici.

Il rame Il rame è un metallo rosato o rossastro, di conducibilità elettrica e termica elevatissime, superate solo da quelle dell'argento; è molto resistente alla corrosione (per via di una patina aderente che si forma spontaneamente sulla superficie, prima di colore bruno e poi di colore verde o verde-azzurro) e non è magnetico. È facilmente lavorabile, è estremamente duttile  e malleabile, ma non è idoneo a lavorazioni con asportazione di truciolo, perché ha una consistenza piuttosto pastosa. Esso si puo’ riciclare facilmente.

Gli usi del rame Per le sue doti il rame è diffuso nell'impiantistica idrotermosanitaria, nella rubinetteria, nelle attrezzature per la nautica, nell'elettrotecnica e nell'elettronica, in lattoneria e in architettura, nella monetazione, nell'artigianato e nell'oggettistica, nei trasporti, in edilizia e in molti altri settori. Si usa per fare: Fili e cavi elettrici nelle macchine a vapore, In leghe per il conio di monete, In cucina per fare padelle e pentole, e buona parte delle posate da tavola (coltelli, forchette, cucchiai) contiene una percentuale di rame.

Il ferro Il ferro è un metallo estratto da minerali: non si rinviene ferro puro in natura (nativo). Per estrarre il ferro dai suoi minerali, all'interno dei quali si trova nello stato ossidato, è necessario rimuovere le impurità per riduzione chimica del minerale. Il ferro si usa solitamente per produrre acciaio, che è una lega a base di ferro, carbonio ed altri elementi.

Gli usi del ferro Il ferro è il metallo in assoluto più usato dall'umanità, rappresenta da solo il 95% della produzione di metalli del mondo. Il suo basso costo e la sua resistenza (nella forma detta acciaio) ne fanno un materiale da costruzione indispensabile, specialmente nella realizzazione di automobili, di scafi  di navi e di elementi portanti di edifici.

L’alluminio Si tratta di un metallo duttile color argento. L'alluminio si estrae principalmente dai minerali di bauxite ed è notevole la sua morbidezza, la sua leggerezza e la sua resistenza all'ossidazione, dovuta alla formazione di un sottilissimo strato di ossido che impedisce all'ossigeno di corrodere il metallo sottostante. L'alluminio grezzo viene lavorato tramite diversi processi di produzione industriale, quali ad esempio la fusione, la forgiatura o lo stampaggio.

Gli usi dell’alluminio L'alluminio viene usato in molte industrie per la fabbricazione di milioni di prodotti diversi ed è molto importante per l'economia mondiale. Componenti strutturali fatti in alluminio sono vitali per l'industria aerospaziale e molto importanti in altri campi dei trasporti e delle costruzioni nei quali leggerezza, durata e resistenza sono necessarie. Il suo utilizzo avviene anche in settori di altro genere quali imballaggio (lattine, pellicole), elettrodomestici, linee elettriche, macchinari e ottica.

L’oro È un metallo nobile di colore giallo che nel suo stato nativo si presenta in pepite, grani e pagliuzze e si trova nelle rocce e nei depositi alluvionali . E’ un metallo pesante, duttile e malleabile ed è inattaccabile dalla maggior parte dei composti chimici. E’ piuttosto raro, per questo motivo molto ricercato ed ha un valore molto alto. La sua purezza si misura in carati. Allo stato puro misura 24 carati in commercio lo troviamo generalmente a 18 carati.

Gli usi dell’oro Viene usato per coniare monete, ed è uno standard monetario per molte nazioni. Si usa inoltre in gioielleria (ornamenti), odontoiatria (otturazioni e ponti) denti e nell'industria elettronica, infatti è presente nelle schede madri dei computer. L'oro è divenuto nel tempo il simbolo di purezza, valore e lealtà. L'oro è usato come rivestimento protettivo di molti satelliti artificiali, data la sua capacità di riflettere la luce visibile e l'infrarossa;

Lo zinco Lo zinco è un metallo bianco-bluastro brillante. È fragile e cristallino a temperature ordinarie, ma se riscaldato fra i 110°C ed i 50°C diventa duttile e malleabile; può quindi essere rotolato in fogli. Lo zinco è solido a temperatura ambiente. È un metallo moderatamente reattivo, che si combina con l'ossigeno e altri non metalli; reagisce con acidi diluiti generando idrogeno.

Gli usi dello zinco L'applicazione più importante dello zinco è quella del rivestimento protettivo del ferro e delle leghe ferrose (zincatura o galvanizzazione). Lo zinco infatti già di per sé possiede una buona resistenza alla corrosione in aria e in acqua, poiché si ricopre rapidamente di uno strato compatto protettivo di ossido e carbonato. Altro importante campo di impiego è quello delle leghe per la produzione di oreficeria e di argenteria. Anche nei campi farmaceutico lo zinco viene sovente utilizzato infatti lo zinco metallico è compreso nella maggior parte degli integratori vitaminici e minerali sul mercato.

Il piombo È un metallo tenero, denso, duttile e malleabile. Di colore bianco azzurrognolo appena tagliato, esposto all'aria si colora di grigio scuro. Sia il piombo che i suoi composti sono nocivi; esso possiede anche una relativamente bassa conducibilità elettrica. È molto resistente alla corrosione; non viene intaccato dall'acido solforico, si scioglie però in acido nitrico. Il piombo è presente naturalmente nell'ambiente. Tuttavia la maggior parte del piombo che si trova in natura è prodotto da attività umane.

Usi del piombo Il piombo viene usato nell'edilizia, nella produzione di batterie per autotrazione e di proiettili per armi da fuoco e, allo stato liquido, come refrigerante nei reattori nucleari, a volte in lega eutettica con il bismuto. Il piombo è un componente del peltro e di leghe metalliche usate per la saldatura.

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