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PRODUZIONE DELL’ACCIAIO
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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)
SCHEMA DEL PROCESSO
Minerali
di ferro
Trattamenti
preliminari
Colata
Altoforno
Affinazione
Disossidazione
diretta
Forni Martin
Siemens
Sinterizzazione
Pellettizzazione
Forni
elettrici
in
sorgente
Convertitori
ad aria
ad O2
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PRODUZIONE DELL’ACCIAIO
Due diversi procedimenti:
acciaio ottenuto dal minerale
acciaio ottenuto dalla
fusione dei rottami di ferro
Processo a “ciclo integrale’’ in cui il minerale di partenza
è preparato e miscelato con altre sostanze, quali calcare,
per ottenere quell’arricchimento e quella composizione
chimico- fisica necessari per la sua trasformazione.
L’acciaio è prodotto direttamente dai rottami per cui non
necessitano gli impianti e i macchinari finalizzati alla
produzione della ghisa ed alla sua trasformazione in
acciaio.
Sono stabilimenti che, a parità di prodotto, presentano
dimensioni minori e capacità modesta, le cosiddette
mini- acciaierie, con accettabili rapporti tra
investimento e produttività pur senza rinunciare a
volumi di produzione anche ragguardevoli.
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
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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).
TRATTAMENTI PRELIMINARI
PELLETTIZZAZIONE
Agglomerazione dei fini sotto
forma di piccole sfere formate
meccanicamente e con aggiunta
di opportuni leganti (ad esempio
bentonite).
Successiva cottura.
ALTOFORNO
SINTERIZZAZIONE
Aggiunta di polvere di carbone su forni a griglia rotante; è conveniente l’introduzione di
quantitativi di calce per ottenere sinterizzato autofondente da utilizzarsi direttamente in
altoforno.
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IL CICLO SIDERURGICO GENERALE
Tranne pochi impianti particolari, che trattano
direttamente il minerale di ferro con gas riducenti,
CO e H2
per ottenere la riduzione “diretta”, il ciclo integrale
inizia con la preparazione della carica dell' altoforno.
La carica consiste di:
minerale, fondente calcareo e coke,
macinati e mescolati per formare l'agglomerato da
introdurre dalla sommità dell' altoforno.
Talvolta vengono aggiunti anche rottame di ferro,
scoria di acciaieria o altro materiale ferroso.
L' energia per mantenere attiva la fusione nel
cuore del forno viene fornita dal coke e dal gas di
varia provenienza (gas naturale, gas di cokeria)
insufflato insieme all’aria e all’ossigeno alla base
dell’impianto.
L’altoforno è in genere un forno a tino, di altezza
circa 30 metri, diametro 8-10 metri, costruito in
materiale refrattario.
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CARICAMENTO
ESSICAMENTO E
L’altoforno PRERISCALDAMENTO
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.
RIDUZIONE
INDIRETTA
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)
TINO RIDUZIONE
(400-1350°C) DIRETTA
VENTRE (1350-1600°C)
SACCA(1600-1800°C)
CROGIUOLO (1600°C)
CARBURAZIONE 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.
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PRODOTTI DELL’ALTOFORNO
GHISA FUSA DESTINATA
ALL’ACCIAIERIA
GHISA IN PANI
PER LA FONDERIA
LOPPA DESTINATA ALLE
CEMENTERIE
O PER LA PRODUZIONE
DI ASFALTI
PRODOTTO DELL’ALTOFORNO
Il prodotto dell' altoforno è la ghisa liquida, la cui composizione tipica può essere, in valori
percentuali:
C 3.8 - 4.3 %
Si 0.40 - 2 %
Mn 0.40 - 1.5 %
S 0.05 - 0.15 %
P 0.05 - 2 %.
Un sottoprodotto importante è la "loppa", detta anche impropriamente "scoria", che contiene fosfati e
silicati e che viene normalmente utilizzata nella fabbricazione dei cementi o in agricoltura.
Vengono anche prodotte grandi quantità di gas, ricco di CO e H2, con un potere calorifico che lo rende
ancora utilizzabile come combustibile in altre fasi del ciclo.
La ghisa liquida, spillata ad intervalli, viene trasferita in appositi recipienti montati su carro
ferroviario (carro siluro) fino all’acciaieria, dove viene raccolta in siviera e caricata nel
convertitore assieme a quote di rottame che possono costituire anche il 30 % della carica.
1000 – 5000 tonnellate
Produzione giornaliera di ghisa:
Per tonnellata di ghisa si consumano:
600 kg di coke
2000 m3 di aria
Per tonnellata di ghisa si ottengono:
3000 m3 di gas (1/3 utilizzato nel preriscaldamento)
1/2 tonnellata di scoria
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AFFINAZIONE DELLA GHISA
Procedimento attraverso il quale la ghisa viene trasformata in acciaio.
Consiste essenzialmente in processi di ossidazione intesi a diminuire la percentuale di carbonio e ad
eliminare più o meno completamente altri elementi quali Si, P, Mn e S.
La ghisa estratta liquida dall’alto forno e destinata all’affinazione viene raccolta in grandi serbatoi
cilindrici in acciaio detti “mescolatori”, scaldati con gas d’altoforno.
Omogeneizzazione del prodotto per compensare le piccole variazioni di composizione che si hanno tra
una colata e l’altra.
Le reazioni che abbassano il contenuto di carbonio e che controllano gli elementi indesiderati sono:
2 C + O2  2 CO
controllo del tenore di carbonio,
Si + O2  SiO2
controllo del tenore di silicio,
2 P + 5 O2  P2O5
controllo del tenore di fosforo,
2 S + 2 CaO  2 CaS + O2
controllo del tenore di zolfo.
SECCHIE O SIVIERE
MESCOLATORI
APPARECCHI AFFINAZIONE
PRINCIPALI PROCESSI DI AFFINAZIONE DELLA GHISA
 Forni Martin-Siemens
 Forni elettrici
Ad aria
 Convertitori
Ad ossigeno
Impianto di affinazione
Forno elettrico ad arco
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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.
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COLATA DELL’CCIAIO
FORNI MARTIN-SIEMENS
Forno a riverbero costituito da un
bacino rettangolare che contiene il
bagno metallico.
Al di sopra si trova la camera di
combustione.
Apporto e consumo di combustibile
esterno.
Recuperatori di calore:
4 camere riempite con un impilaggio
refrattario
- 2 per riscaldamento aria e
combustibile
- 2 per i gas caldi di combustione.
Ogni 30 minuti si inverte il percorso.
Parte anteriore munita di 3 o più porte per l’introduzione della carica.
Fondo del forno, “suola”, è inclinato verso la parte posteriore dove si trova il foro di colata.
Capacità dei forni molto variabile da poche decine sino a parecchie centinaia di tonnellate
(generalmente tra 250-500 tonnellate)
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FORNI ELETTRICI
Caratteristiche positive:
 alto rendimento
 estrema elasticità di funzionamento
 facile regolazione
 ingombro ridotto.
FORNI AD ARCO: grosso grogiolo oscillante o
fisso e munito di canale di colata.
La carica è introdotta dall’alto. Raggiungimento di
temperature molto elevate 2800 °C.
La produzione può raggiungere le 70 –100
tonnellate al giorno.
FORNI AD INDUZIONE:
 con nucleo magnetico: l’interazione tra correnti primarie e secondarie provoca un’inclinazione della
superficie metallica (pinch-effect), con raffreddamento della zona più esterna e rimescolamento del
bagno
 senza nucleo magnetico: avvolto attorno al crogiolo viene posto un circuito induttore (tubo di rame)
avvolto a spirale, raffreddato e percorso da corrente alternata ad alta frequenza. Si ha un rapido
innalzamento della temperatura e forti moti convettivi del bagno determinati dalle medesime correnti
parassite che provocano il riscaldamento.
CONVERTITORI AD ARIA
Il convertitore ad aria è un recipiente cilindrico in acciaio rivestito di
materiale refrattario di altezza 5-6 metri.
I convertitori possono lavorare da 10 a 100 tonnellate di ghisa.
Il volume di aria insufflata è di 300-400 m3 per tonnellata di acciaio
prodotto.
L’altezza del bagno è di 50-100 cm.
Schema convertitore ad aria
L’apporto di calore deriva dalle reazioni esotermiche
di ossidazione degli elementi presenti nella ghisa.
Sono i cosiddetti elementi termogeni:
Si, P, Mn, S, C.
Basso costo di produzione ma acciaio sensibile
all’invecchiamento a causa dell’elevato
assorbimento di azoto da parte del bagno metallico.
Schema funzionamento di convertitore ad aria
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CONVERTITORI AD OSSIGENO
Il processo più diffuso è quello L.D. (Linzer Düsenverfahren).
L’ossidazione del bagno metallico è realizzata insufflando
ossigeno sotto pressione (10-12 atmosfere) con una lancia
introdotta verticalmente dall’alto.
La lancia è raffreddata mediante circolazione di acqua e posta
a 50-100 cm dalla superficie del bagno.
Il rivestimento è sempre basico (magnesite o dolomite
calcinata) per poter trattare ghise fosforose.
Non vi è contatto con azoto, quindi sono ridotti al minimo i
fenomeni di fragilità all’invecchiamento.
La capacità è sull’ordine delle 400 tonnellate.
E’ un processo rapido, economico e produce un acciaio di
buona qualità.
Schema convertitore
ad ossigeno
E’ molto diffuso.
L' affinazione al convertitore dura non più di 30 minuti (con carica ed eventuale ricarburazione circa
1 ora) e l' acciaio liquido ottenuto, colato in siviera, può essere indirizzato ai trattamenti oppure
direttamente alla colata continua.
DISOSSIDAZIONE
Dai processi di affinazione si ottengono bagni metallici
con una certa % di ossigeno disciolto (0.04 %) che può
influire sulle caratteristiche di impiego del materiale.
All’ossigeno è da imputarsi l’insorgere di fenomeni di fragilità
conseguenti a processi di invecchiamento.
L’invecchiamento comporta un aumento della durezza e una
diminuzione della tenacità.
La tendenza all’invecchiamento di un acciaio può essere posta
in risalto dalle curve temperatura – valori di resilienza.
Si osserva una zona di transizione con passaggio da rottura
tenace a rottura fragile e con caduta dei valori di resilienza.
Gli acciai per i quali la zona di transizione è spostata verso
temperature più alte sono più sensibili all’invecchiamento.
Le modalità di fabbricazione influenzano le caratteristiche di
impiego.
La disossidazione viene ottenuta con aggiunta di leghe
con elementi (Al, Si, Mn) aventi affinità per O2.
disossidazione
colata
calmaggio
Curve resilienza-temperatura per acciai
fabbricati con diversi processi
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COLATA DELL’ACCIAIO
Il bagno metallico, trasferito dal forno di affinazione in secchia (siviera) e disossidato, viene colato in
lingottiera.
La colata può essere:
 DIRETTA:
eseguita per riempimento della
lingottiera dall’alto
 IN SORGENTE:
con alimentazione dal fondo
attraverso opportuni canali di colata.
Le lingottiera per la colata diretta sono in ghisa con capacità
variabile da qualche chilogrammo ad una decina di tonnellate,
hanno forma troncoconica (generalmente base maggiore in
basso), sono prive di fondo e posano su una placca refrattaria.
Nella colata in sorgente si può verificare il trascinamento di
sabbia e materiale refrattario dai canali ed una perdita di
metallo ma si evitano irregolarità superficiali del lingotto
provocate dalla solidificazione di proiezioni di metallo liquido
sulle pareti della lingottiera (fenomeno evitabile ricorrendo a
piccoli crogioli forati).
La colata in sorgente è necessaria tutte le volte in cui occorra
procedere al riempimento di un numero elevato di piccoli
lingotti.
Colata diretta
Colata in sorgente
CALMAGGIO DELL’ACCIAIO
Durante la solidificazione si abbassa la temperatura e diminuisce la solubilità dei gas
CO, N2, H2
che tendono a liberarsi sotto forma di bollicine.
Il calmaggio consiste nel far stazionare per qualche tempo il bagno in siviera in modo da provocare
un’eliminazione spinta dei gas disciolti, aggiungendo anche elementi disossidanti quali Si, Mn, Al.
Si ha così la formazione di ossidi che precipitano nella matrice metallica.
In base al grado di disossidazione gli acciai si suddividono in calmati, semicalmati ed effervescenti.
Il calmaggio si esegue su tutti gli acciai legati.
EFFERVESCENZA DELL’ACCIAIO
Gli acciai per carpenteria (contenuto C 0.15 –0.2%) vengono forniti allo stato semicalmato o non
calmato.
In tal caso la marcia di affinazione in forno viene interrotta quanto il tenore di C ha raggiunto il valore
voluto, si disossida con ghisa speculare e ferro-silicio in forno e in secchia e spesso con Al in lingottiera.
Gli acciai solo parzialmente disossidati sono detti effervescenti in quanto la solidificazione è
accompagnata da sviluppo di gas.
Le bollicine rimangono intrappolate originando una serie di piccole soffiature.
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STRUTTURA DEI LINGOTTI
Il lingotto presenta disomogeneità di composizione specie in relazione al
quantitativo di Carbonio superiore nelle zone corrispondenti alle ultime
frazioni di liquido.
Anche le impurezze come S e P tendono a restare nel liquido.
Soffiature e inclusioni attorno al cono di ritiro ma anche periferiche e
diffuse.
Morfologicamente i cristalli presentano aspetto a palizzata addossati alle
pareti, dendritici e a struttura fine più all’interno.
Le eterogeneità vanno eliminate prima dei trattamenti di lavorazione
meccanica a caldo.
LAVORAZIONE DEI LINGOTTI
Ricottura completa per eliminare eterogeneità chimiche e macrostrutturali.
Asportazione della materozza (zona del cono di ritiro) e del fondo.
Andamento della solidificazione
in minuti a partire dalla colata in
un lingotto da  10 tonnellate
Nel primo stadio delle lavorazioni a caldo del lingotto possono prodursi difetti quali ossidazione
superficiale o deformazione plastica. E’ necessario interrompere le operazioni di fucinatura alla pressa o
al maglio quando dal lingotto si è ottenuto uno sbozzato (billetta, piastra) di forma opportuna.Il blocco
sbozzato viene molato e inviato alle lavorazioni finali ai laminatoi.
La lavorazione meccanica a caldo viene eseguita sia in direzione dell’asse del lingotto sia in direzione
normale : l’orientamento influisce su resilienza, strizione e allungamento mentre resistenza a trazione e
limite di snervamento si mantengono invariati.
COLATA CONTINUA
L’acciaio può essere colato direttamente in una macchina di colata continua che “saltando’’ alcuni passaggi
comporta la soppressione di interi reparti di acciaieria comprese le costose installazione costituite dai treni
continui di laminazione.
La macchina è di fatto una conchiglia (costituita generalmente da
pareti in rame) a sezione anulare raffreddata mediante
circolazione d’acqua il cui fondo è chiuso da una billetta che
scende in modo continuo man mano che l’alimentazione
procede.
La velocità di discesa è regolata in modo che la solidificazione sia
completa all’atto della fuoriuscita del metallo il quale passa tra
una serie di rulli di trascinamento ed eventualmente cilindri di
laminatoio.
La velocità di uscita, per sezioni di 10-20 cm, può essere
dell’ordine di qualche metro al minuto.
Il percorso dell’acciaio è piuttosto lungo per consentirne il
raffreddamento per cui l’ingombro di una macchina di colata
continua è notevole anche se, rispetto ai primi modelli che erano
verticali, le macchine moderne si sviluppano lungo una linea
curva, che riduce notevolmente la necessità di spazio in altezza.
Il costo di una macchina in grado di produrre, in un anno, circa 1
milione di tonnellate di acciaio, è di 30-40 miliardi di lire italiane.
Impianto di colata continua
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PRODUZIONE CON FORNI ELETTRICI
Gli stabilimenti siderurgici che producono acciaio direttamente dai rottami non necessitano di impianti e
macchinari finalizzati alla produzione della ghisa ed alla sua trasformazione in acciaio.
Sono pertanto di dimensioni minori e permettono la realizzazione di stabilimenti anche di capacità modesta, le
cosiddette mini-acciaierie, con accettabili rapporti tra investimento e capacità produttiva, pur senza
rinunciare a volumi di produzione anche ragguardevoli.
Richiedono un elevato consumo di energia elettrica per il loro funzionamento.
Vantaggi: maggior elasticità di impiego (si possono produrre anche acciai inox), rapidità di messa in marcia,
maggior possibilità di controllare I processi di trasformazione chimica, indipendenza dell’installazione da
stazioni di smistamento merci.
L’acciaio è ottenuto dalla fusione dei rottami di ferro opportunamente preparati e selezionati per evitare
inconvenienti durante la trasformazione (esplosioni, cattiva qualità).
La fusione avviene nel forno elettrico che, generalmente, può essere di due tipi:
- forno ad arco
- forno ad induzione.
Forni ad arco:
sono i più impiegati; il calore viene apportato dalla radiazione dell’arco che si forma
tra gli elettrodi di grafite ed il bagno.
La potenza in gioco può variare da 500 ad oltre 100.000 kVA.
I consumi sono dell’ordine di 500-700 kWh per tonnellata di prodotto.
La temperatura dell’arco raggiunge i 3500 gradi centigradi.
Forni ad induzione:
sono basati sul principio del passaggio di un intenso flusso elettromagnetico (e quindi
di calore), dove la carica metallica rappresenta il secondario di un trasformatore.
In genere vengono impiegati quando si vuol procedere ad una rifusione.
ACCIAI E GHISE
Acciai:
Leghe ferro-carbonio con tenore di C < 2 % (in pratica il contenuto di C non supera 1%)
Altri elementi:
cromo, manganese, nichel, molibdeno, silicio, vanadio
Impurezze:
zolfo e fosforo
Richiesta percentuale globalmente inferiore a 0,05%, ma in genere non si supera 0,01%
S e P originano fenomeni di fragilità dovuti alla presenza di Fe 3P e FeS
(fragilità a
caldo)
Tenori di S tra 0,06 e 0,35% solo negli acciai “automatici” utilizzati per lavorazione
rapida alle macchine utensili: S rende fragile il truciolo facilitandone l’eliminazione
Ghise:
Leghe ferro-carbonio con tenore di C > 2 % (in pratica il contenuto di C varia tra il 2.5 ed
il 4.5 %)
Altri elementi: silicio e manganese oltre a piccoli quantitativo di S e P.
Nelle ghise il C può trovarsi sia sotto forma libera, grafite, sia sotto forma
combinata, cementite
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ACCIAI AL CARBONIO
 extra – dolci
C < 0.15 %
 dolci
C 0.15 % - 0.25 %
 semiduri
C 0.25 % - 0.50 %
 duri
C 0.50 % - =.75 %
 durissimi
C > 0.75 %
Le proprietà fisico – meccaniche degli acciai
dipendono da:
 composizione chimica
 trattamenti termici e meccanici subiti.
Variazioni delle proprietà meccaniche
in funzione del tenore di Carbonio
ACCIAI LEGATI
 al Nichel
Buona resistenza a trazione e discreta resistenza all’usura
Buona resistenza all’ossidazione e facilità di tempra
 al Cromo
Elevata durezza, discreta resilienza e duttilità, forte resistenza
all’usura ed al rinvenimento
Con alto tenore di Cr ottima resistenza all’ossidazione
 al Nichel – Cromo
1% Ni - 1 % Cr acciai per costruzione, bonificabili (C=0.2-0.4 %)
3 % Ni - 1 % Cr acciai per costruzione, bonificabili (C=0.2-0.4 %)
8% Ni - 18 % Cr acciai inossidabili (austenitici, C  %)
20 % Ni - 20 % Cr acciai inossidabili con migliori prestazioni
Con basso tenore di Ni e Cr, acciai molto tenaci e facilmente
temprabili ma sensibili alla fragilità da rinvenimento
 al Manganese
Buona duttilità e lavorabilità a caldo; sensibilità alla fragilità da
rinvenimento
 al Silicio
Elevata durezza, anche dopo rinvenimento, e resistenza all’usura, a
scapito però di duttilità e resilienza.
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GHISE
La ghisa d’altoforno è il prodotto intermedio del processo di
fabbricazione dell’acciaio negli impianti siderurgici a ciclo
integrale.
I lingotti di ghisa possono essere rifusi e utilizzati per la
produzione dell’acciaio oppure costituire il materiale base per
la preparazione di ghise per getti. Non si utilizza la ghisa
d’altoforno tal quale ma si procede ad una fusione in un
piccolo forno verticale soffiato detto cubilotto.
TIPOLOGIE DI GHISE
Bianche: tutto il C è sotto forma di cementite
Nere:
tutto il C è sotto forma di grafite
Grigie:
le più usate, con composizione C 2.7-3.6%,
Si 1-2.8%, Mn 0.5-1%
Sferoidali: la grafite non è lamellare ma sotto forma di
sferoidi (si ottengono introducendo Mg)
Malleabili: dalla ghisa bianca con trattamento di
ricottura che decompone la cementite e
libera grafite
Schema semplificato di cubilotto
con avancrogiolo
Completamente privatizzata dal 1995
(prima apparteneva per il 40% allo
Stato).
In seguito a profonde riorganizzazioni la
produzione di acciaio si è concentrata su
un numero minore di siti produttivi:
 1990: 24.8 milioni ton - 68 siti
 1995: 27.8 milioni ton - 54 siti
 2001: 26.5 milioni ton - 42 siti
Altiforni e convertitori all'ossigeno in 4
siti.
Forni elettrici in 38 siti.
 Altoforni
 Convertitori all’ossigeno
 Forni elettrici
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L’Italia è il decimo paese produttore al
mondo
L’Italia è il secondo produttore
in Europa
L'INDUSTRIA
SIDERURGICA
ITALIANA
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In Italia oltre il 95% dell’acciaio è
prodotto attraverso la colata continua
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