Il ferro è un metallo di
colore bianco-grigiastro lucente che fonde a 1530°C. E' uno dei metalli più
diffusi e abbondanti sulla terra e certamente il più importante ed usato: navi,
automobili, ponti ecc, sono fatti di ferro. Si trova raramente allo stato
libero e solo come ferro meteoritico, perciò viene ricavato dai suoi minerali
(magnetite, Ematite, Limonite, Siderite, Pirite), con processi che prendono il
nome di siderurgia. Allo stato puro il ferro praticamente non viene utilizzato,
perchè poco resistente e molto costoso da ottenere.
Molto usate sono le sue
leghe con il carbonio: Ghisa e Acciaio, quello che comunemente chiamiamo
“ferro” in realtà è un acciaio molto dolce, cioè che contiene pochissimo
carbonio (massimo 0,15% di carbonio). L'Altoforno è un impianto siderurgico che
serve a trasformare i minerali del ferro in GHISA GREGGIA detta anche Ghisa
Madre. Questa uscendo dall'altoforno può prendere due strade, essere trattata
nei convertitori o nei forni elettrici dove viene decarburata e trasformata in
Acciaio, oppure, essere rifusa per ottenere la Ghisa di seconda fusione con cui
costruire motori, pezzi di macchine etc.
Il Convertitore LD, per trasformare la
ghisa in acciaio, è un grande recipiente in acciaio rivestito di materiale
refrattario, che può ruotare su due perni. Può arrivare alle dimensioni di 10 metri
di diametro e di altezza. In esso si carica ghisa greggia liquida a circa
1000°C ed una certa quantità di rottame di ferro, poi viene soffiato dall'alto,
attraverso una lancia raffreddata ad acqua, ossigeno puro compresso a circa 10
atmosfere. L'ossigeno brucia il carbonio della ghisa e la trasforma in acciaio.
La reazione è molto violenta e sviluppa una gran quantità di calore, la
temperatura sale fino anche a 1600°C cosi i rottami di ferro fondono e
l'acciaio formatosi resta liquido. Il processo dura 20 minuti, il convertitore
LD è il più usato nelle acciaierie italiane. I Forni Elettrici, si usano
soprattutto per produrre acciaio rifondendo rottami di ferro, ma si può
caricare anche ghisa greggia liquida. La corrente elettrica passa da un
elettrodo, attraversa il bagno con arco voltaico caldissimo e ritorna all'altro
elettrodo. Si possono raggiungere temperature di 2800°C, i rottami fondono,
diluiscono la ghisa, il carbonio diminuisce e si forma dell'ottimo acciaio.
L'inconveniente più importante è l'alto costo dell'energia elettrica.
A
quanti gradi si fonde il ferro? Gli acciai inossidabili, contengono cromo
(in quantità variabile tra il 12% e il 30%), nichel (fino al 35%) e altri
leganti,( la sua temperatura di fusione è di 1435°C), che li rendono brillanti
e li proteggono dall'attacco di agenti atmosferici e di gas e acidi corrosivi.
Presenta una resistenza meccanica non comune, infatti trova impiego nella
realizzazione di tubature e serbatoi di raffinerie petrolifere e impianti
chimici, di aeri a reazione e capsule spaziali, di strumentazione chirurgica e
protesi, e in modo più diffuso in pentolame, posate e utensili da cucina.
Col
passare del tempo le tecniche di produzione dell'acciaio si sono andate
perfezionando e diversificando, per cui ai nostri giorni esistono diverse
tipologie di acciai, ciascuna relativa a diverse esigenze progettuali e di
mercato. Nel mondo si producono ogni anno oltre 1 miliardo di tonnellate di
acciaio, ottenute sia dal ciclo integrale con l'affinazione della ghisa dell'alto
forno 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.
Le
caratteristiche stesse dell'acciaio hanno spinto famosi architetti, artisti,
incisori, decoratori, a servirsi di questa lega per realizzare tipiche opere il
cui valore artistico ha suscitato vivo interesse; la solidità e la durata dei
laminati di acciaio, che attualmente può essere verniciato a freddo con
preparati sintetici dalle ottime prestazioni, hanno permesso il suo uso anche
nella fabbricazione di lampadari artistici, apparati d'illuminazione,
sovrastrutture decorative, pannelli lavorati, oltre che oggetti di uso
domestico. A quanti gradi si fonde il Ferro? Il consumo di
acciaio è stato ritenuto per molti decenni un tipico indicatore del grado di
sviluppo economico di una nazione, e l'industria siderurgica ha spesso
rappresentato un settore trainante nell'espansione industriale.
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