A cura di:
Di Ruscio Concetta, Gaman Raluca ,
Ranalli Gaia , Sacchetta Elisa
La metallurgia estrattiva prevede questa serie
di operazioni:
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Prospezione mineraria che comprende
operazioni per individuare possibili giacimenti
sfruttabili.
Arricchimento del minerale in quanto il
minerale estratto è sfruttabile in minima
percentuale e quindi si migliorano le rese.
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Lavorazioni preliminari che comprendono
operazioni di frantumazione, lavorazione
cernita
Estrazione del metallo dal minerale in cui il
quest’ultimo viene sottoposto al trattamento
metallurgico per l’estrazione
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La metallurgia fisica comprende vari processi
che portano alla realizzazione di oggetti di
metallo e leghe metalliche. Le varie fasi sono:
Formatura per fusione che avviene in appositi
forni a combustione o elettrici.
Sinterizzazione definita anche metallurgia delle
polveri che è un processo in cui si realizzano
pezzi finiti o metallo-ceramici partendo dalle
polveri
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La lavorazione plastica consiste nel provocare
deformazioni in un semilavorato
Trattamenti termici migliorano il
comportamento dei materiali metallici
modificando strutture e proprietà con
variazioni di temperatura
Trattamenti superficiali avvengono per via
meccanica, chimica e elettronica
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La metallurgia secondaria o di recupero
consente di arrivare al prodotto finito partendo
dal rottame riciclato
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Il ferro è un metallo di
colore bianco; nella
crosta terreste è presente
notevole quantità ed è il
primo metallo per
consumo. È utilizzato
principalmente
nell’industria chimica,
mentre in metallurgia è
l’elemento fondamentale
per la produzione di
ghisa e acciaio.
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Il ferro è presente in abbondanza in molti minerali sotto
forma di ossidi, carbonati e composti chimici vari. I più
importanti minerali contenenti ferro sono: la siderite, la
limonite, l’ematite la magnetite e la pirite. Il ferro puro
presenta notevole duttilità, malleabilità,
proprietà magnetiche e buona
saldabilità al caldo. Esposto
all’aria, ossidandosi, forma
uno strato di ruggine.
Importanti sono le
proprietà delle sue leghe
(ghisa e acciaio).
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L’altoforno è un tipo
di impianto utilizzato
nell’industria
siderurgica. Produce
ghisa grigia, ovvero
lega binaria di ferro e
carbonio, attraverso
un processo in cui
concorre la
combustione di
carbonio coke.
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L’altoforno può raggiungere un’altezza di 80
metri con un diametro che può superare gli 8
metri. Il forno è composto dalle seguenti parti:
Bocca: è la parte superiore con gli apparecchi
di caricamento, apertura, chiusura, raccolta dei
fumi. Nella bocca la temperatura è di 200°.
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Tino: costituisce la parte più grande
dell’altoforno ed è a forma di tronco di cono
con la base maggiore in basso. L’allargamento
verso il basso facilita la discesa delle cariche e
tiene conto anche della loro dilatazione per
l’aumentata temperatura.
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Ventre: è la parte cilindrica tra il tino e la
sacca; talvolta questa parte può ridursi alla
semplice circonferenza di collegamento della
sacca al tino.
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Sacca: è la parte
conica con sezione
crescente verso l’alto.
Nella parte inferiore
sono disposti gli ugelli
per l’introduzione
dell’aria calda di
alimentazione
dell’altoforno. Nella
sacca si completa la
fusione delle cariche.
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Crogiolo: è un cilindro
costituito da blocchi
carboniosi di grafite e
argilla. Esso si trova nella
parte inferiore
dell’altoforno. Sul crogiolo
sono disposti due fori di
colata della ghisa madre,
disposti appena sopra il
fondo del crogiolo.
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I minerali vengono lavorati in altoforno per
ottenere la ghisa, dopo viene trasformata in
acciaio tramite i seguenti procedimenti:
CARICAMENTI DEI MATERIALI :vengono
caricati il minerali di ferro,il coke e i fondenti.
GENERAZIONE DELLA CORRENTE D’ ARIA
CALDA:l’aria calda contiene ossigeno che
reagendo con il carbonio del coke da origine al
gas riducente.
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RIDUZIONE IN ALTOFORNO: CO riduce
l’ossido di ferro a ferro metallico.
COLAGGIO GHISA E LOPPA :la ghisa e la
loppa fluiscono nei canali rigola ghisa e rigola
loppa dove vengono trasportati alla macchina
per la colata dei lingotti o all’impianto per la
produzione dell’acciaio.
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A partire dalla ghisa tramite un processo di
affinazione si perviene all’eliminazione di gran
parte del carbonio tramite ossidazione .
Avviene una reazione chimica con uno
sviluppo di un’ elevata quantità di calore.
La ghisa viene inviata in acciaieria per mezzo
di carri siluro.
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AFFINAZIONE AD ARIA SOFFIATA
La ghisa è versata in convertitori che,grazie alla
presenza di fori,viene insufflata aria
compressa. In seguito si arriva all’ossidazione
del carbonio attraverso:
PROCASSO ACIDO BESSEMER
PROCESSO BASICO THOMAS
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PROCESSO AL FORNO ELETTRICO AD
ARCO
Viene impiegato per produrre acciai di elevata qualità
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LAMINAZIONE
è una lavorazione adatta per trasformare masselli
metallici e lingotti da fonderia in semilavorati. I cilindri
ruotano in senso opposto esercitando una forza di
schiacciamento.
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TRAFILATURA
È una lavorazione per l’ottenimento di
fili,cilindri,tubi. Lo sforza a cui viene
sottoposto il materiale è di tradizione . Il filo
viene tirato all’uscita di un foro calibrato che
prende il nome di filiera o trafila.
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ESTRUSIONE
il materiale viene costretto
a fluire attraverso una
filiera di forma e
dimensioni uguali a quelle
del semilavorato che si
vuole produrre. Un
pistone sottopone il
materiale a sollecitazioni
di compressione. Può
avvenire a caldo o a
freddo.
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FUCINATURA
è un procedimento
utilizzato per la
produzione di pochi
pezzi di dimensioni
considerevoli. Il metallo
viene riscaldato fino alla
giusta temperatura, viene
deformato a colpi di
martello o di maglio
meccanico.
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STAMPAGGIO
il metallo reso allo stato
plastico viene costretto
ad assumere la forma
desiderata perché
compresso tra uno
stampo e un
controstampo.
IMBUTITURA
consiste nel sagomare una
lamiera costringendola a
fluire sotto l’azione
deformante di un punzone
in una cavità preformata. Si
ricorre a questa lavorazione
quando si vogliono
realizzare oggetti con cavità
profonde.
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Il materiale dell’utensile deve essere dotato di
una maggiore durezza rispetto al materiale del
pezzo in lavorazione.
TORNITURA
utilizzata per lavorare
superfici cilindriche,
coniche.
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FRESATURA
utilizzata per la lavorazione di superfici piane.
Il moto relativo tra utensile e pezzo determina
l’asportazione di truciolo con una determinata
profondità di passata
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FORATURA
utilizzata per la realizzazione di fori. L’utensile
attraverso un moto rotatorio fora la superficie.
ALESATURA
l’utensile dotato sempre di moto rotatorio
prende il nome di alesatore. La lavorazione
serve per ottenere fori di elevata finitura e
precisione .
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RETTIFICA
l’utensile di forma circolare prende il nome di
mola, presenta sulla sua superficie grani
abrasivi di materiale ceramico che esercitano
un’azione levigante sulla superficie da
lavorare.
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SALDATURA
consente la giunzione di due lembi di materiale
tramite la fusione. Può essere ad arco elettrico o
mediante cannello ossiacetilenico. Nel primo caso il
calore viene generato da una scarica elettrica scaturita
da due elettrodi. Nel secondo caso il calore viene
generato dalla combustione dell’acetilene.