Ferro e le sue leghe
Allo stato puro il ferro è quasi introvabile. Presente sotto forma di
ossidi (ruggine), idrossidi e carbonati in vari minerali
EMATITE
MAGNETITE
LIMONITE
SIDERITE
Ferro 45%-60%
Colore grigio-nero
Ferro 50%-72%
Colore nero lucente
(Magnete naturale)
Ferro fino al 50%
Colore giallo bruno
Ferro fino al 40%
Colore giallo bruno
Estrazione in italia
isola D’Elba e
Sardegna
Estrazione in Italia
Val D’Aosta e Isola
D’elba
Estrazione in Italia
Sardegna e
Toscana
Estrazione
giacimenti in Europa
e USA
FORME ALLOTROPICHE DEL FERRO
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
Temperatura tra
(1390÷1535)°C
Struttura Cubica Corpo
Centrato
Lega con il carbonio ma,
meno del ferro 
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 l‘acciaio, 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)
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
CARICAMENTO
ESSICAMENTO E
L’altoforno è
alto fino a 50m e rivestito
PRERISCALDAMENTO
internamente da materiale refrattario. Ha un
funzionamento continuo e viene fermato
soltanto ogni due anni per sostituire il
RIDUZIONE
INDIRETTA
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)
RIDUZIONE
DIRETTA
TINO (400-1350°C)
VENTRE (1350-1600°C)
SACCA(1600-1800°C)
CARBURAZIONE
CROGIUOLO
(1600°C) FUSIONE
IMMISSIONE ARIA
CALDA
ELIMINAZIONE SCORIE
COLATA 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 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 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 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.
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
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°C
LA CARICA E’ COSTITUITA DA ROTTAMI DI ACCIAIO
E GHISA E FONDENTI.
SI OTTENGONO ACCIAI DI ELEVATA QUALITA’ E
PUREZZA.
COLATA DELL’CCIAIO