Altoforno

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Altoforno


Nell'altoforno il monossido di carbonio si crea dalla combustione del coke con aria a 1.200 °C che arriva dal piano degli ugelli. L'altoforno è alimentato da strati alternati di carbone coke metallurgico e minerale ferroso (in genere ossidi, come ematite, limonite, eccetera, così formando un letto di fusione. Quando l'aria calda viene immessa, il coke brucia e produce l'energia necessaria per la riduzione del minerale. L'ossigeno contenuto nel minerale di ferro si combina con il monossido di carbonio e con una parte del coke per produrre anidride carbonica. Il ferro si combina con il carbonio e diventa ghisa; questo abbassa il suo punto di fusione.ata del ciclo integrale è di circa 20 anni. L'ultimo impianto italiano è quello di Taranto costruito negli anni sessanta. Oggi in Italia non vengono più realizzati per via del passaggio da settore industriale a settore terziario e quindi si preferisce usare il ciclo da rottame.
L'altoforno continua a funzionare per 7 anni ininterrottamente, senza mai essere spento. Dopo 7 anni vengono rinnovate le pareti in acciaio e il materiale refrattario presente all'interno dell'altoforno; questo materiale refrattario è utile per mantenere il calore e le temperature che si raggiungono nell'altoforno. Ai lati dell'altoforno vi sono due torri, dette torri di Cowper; queste servono per raccogliere i fumi emessi dall'altoforno. Inizialmente vengono filtrati per eliminare scorie, poi l'aria calda viene ri-immessa nell'altoforno, in modo da avere a disposizione una fonte di aria già calda e non da riscaldare, mentre i fumi e i gas vengono indirizzati verso le turbine a gas che produrranno corrente elettrica.
Ogni due ore/due ore e mezza, dal crogiolo, parte terminante dell'altoforno, viene spillata la ghisa fusa che viene separata dalle scorie presenti; tali scorie, si trovano più in superficie poiché l'introduzione di materiale calcareo insieme ai minerali di ferro, permette di portare "a galla" le scorie. Queste scorie vengono poi riutilizzate, per esempio, per fare il cemento d'altoforno, riutilizzato appunto per costruzioni dell'altoforno.
La ghisa, dopo essere stata spillata, può essere fatta solidificare, formando i cosiddetti pani di ghisa o può essere trasportata fino alle acciaierie tramite il carro siluro; quest'ultimo è utile per mantenere la temperatura, quindi la ghisa allo stato fluido. Arrivata alle acciaierie, la ghisa, viene trasformata in acciaio grazie ai convertitori ad insufflazione di ossigeno. I convertitori più importanti sono Martin - Siemens, Bessemer, Thomas e Linz Donawitz (L.D.), anche se il più usato è il L.D. Questi convertitori, tramite l'introduzione di ossigeno, riducono la percentuale di carbonio presente nella ghisa. L'acciaio infatti, è una lega di carbonio e ferro, in cui la percentuale di carbonio varia dallo 0,1% all'1,9%

I PROCESSI SIDERURGICI


La siderurgia è un settore della metallurgia che riguarda i processi di produzione del ferro, delle leghe ferro-carbonio (acciaio e ghisa) e delle ferroleghe. Il termine trae origine da "sidereo", proveniente "dagli astri", come il primo ferro usato dall'uomo che si trovava in superficie ed era di origine "meteoritica". Non si sa quando l'uomo scoprì il modo di estrarre metallo dai minerali di ferro, ma certamente si può risalire alla prima metà del III millennio a.C. Già nel 1000 a.C. i greci utilizzavano trattamenti termici relativamente avanzati per rendere più resistenti le loro armi di ferro.


Alcuni minerali del ferro

Magnetite

Pirite

In realtà, fino al XIV secolo, il materiale che si otteneva riscaldando ad alta temperatura una massa di minerale di ferro mescolato con carbone di legna in un forno rudimentale era quasi sempre quello che oggi si chiamerebbe ferro fucinato [G], cioè un acciaio a basso tenore di carbonio.
Il tipo più primitivo di forno siderurgico era una semplice buca scavata a ridosso di una parete rocciosa, in cui la combustione del carbone era alimentata da aria insufflata mediante mantici azionati manualmente dietro il riparo di una lastra di pietra.
A partire dal XIV secolo si usarono forni più grandi (gli antenati del moderno altoforno), con sistemi di tiraggio più potenti, per forzare il passaggio dei gas di combustione attraverso la miscela di materie prime detta "carica", costituita dai minerali del ferro, calcare [G] e carbone Coke. Il risultato era ghisa di prima fusione, una lega che fonde a temperature più basse rispetto all'acciaio e al ferro fucinato, che poi veniva affinata per produrre acciaio.

Carbone Coke

Rocce di calcare

 

Schema di Altoforno per la produzione della ghisa

L'altoforno viene caricato dall'alto con una miscela di coke, minerali di ferro e calcare. Il calore sviluppato dalla combustione del coke, favorita dall'alta temperatura (fino a 870° C) di un getto d'aria calda che investe dal basso e attraversa la carica, innesca una reazione chimica fra il carbonio del coke e l'ossigeno degli ossidi di ferro che costituiscono i minerali. Il ferro, liberatosi dai minerali, si lega con una parte di carbonio e forma ghisa fusa, che cola verso il basso. Periodicamente la ghisa viene estratta dal fondo, mentre un diverso canale di scolo permette di recuperare le scorie per avviarle a fasi successive del ciclo siderurgico.

 

Nella produzione tradizionale, l'acciaio si ottiene a partire da ghisa liquida, proveniente da un altoforno, cui vengono aggiunti materiali (calce e calcare) che servono a far addensare le impurità sotto forma di scorie, e a renderle così facilmente asportabili. Le apparecchiature utilizzate possono essere forni di Martin-Siemens, convertitori o forni elettrici: gli acciai prodotti vengono di solito classificati in base al diverso processo utilizzato.

Fonte: http://www.itisrighi.fg.it/public/53/home/164_altoforno.doc

Sito web da visitare: http://www.itisrighi.fg.it

Autore del testo: non indicato nel documento di origine

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