AREA I - ARTE TECNICO SCIENTIFICA (ATS)
Capitolo ATS.G09: "Proprietà e Metallurgia dell'Acciaio"" - Pagina 02

Gli argomenti di questa pagina sono stati inseriti da Ing. Michele Cuzzoni nel 2012, aggiornati il 21/04/2016, e sono desunti dalla Bibliografia riportata a fondo pagina.

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Metallurgia dell'Acciaio

 

 

INDICE:

 

Colata di acciaio

Quando il tenore di carbonio è diminuito fino ai valori necessari si sospende il sufflaggio di ossigeno. L’acciaio ottenuto viene versato in lingottiere (colaggio in lingottiere). I procedimenti moderni prevedono la colata continua, cioè la trasformazione diretta dell’acciaio liquido in semi-prodotti ( brame, brumi, billette).

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Preparazione della laminazione

I lingotti di acciaio vengono trasportati nei forni e riscaldati a 1200° C da 6 a 12 ore.

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Laminazione di sbozzatura

I lingotti estratti dai forni sono trasportati sul piano a rulli del laminatore sbozzatore e trasformati in lisci parallelepipedi di varie dimensioni (semi- prodotti) dopo la laminazione vengono ripuliti dalle scaglie superficiali e ancora caldi trasportati da una cesoia per il taglio dell’estremità.

Il materiale raffreddato viene nuovamente inserito nei forni a spinta e quindi nuovamente ad una ulteriore laminazione. Gli impianti di laminazione trasformano i semi- prodotti in lamiere e profilati. I più importanti impianti sono:

1. “ treno a caldo” per lamiere grosse;

2. “ treno a caldo” per nastri e lamierini;

3. “ treno a caldo” per barre e profilati;

4. “ treno a freddo” per nastri e lamierini sottili.

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Produzione degli acciai

Si ricavano dalla ghisa riducendo il tenore di carbonio e i tenori di silicio, fosforo, magnesio ed altri componenti. Altri vengono aggiunti per riconferire all’acciaio determinate proprietà.

Questo processo si chiama affinazione della ghisa.

Esso consiste nell’immettere in un forno detto convertitore una quantità di rottami di ferro e successivamente ghisa di prima fusione allo stato liquido in quantità ben definite.

Il rottame di ferro ha lo scopo di abbassare la temperatura della ghisa e conseguentemente ridurre la concentrazione di carbonio. Successivamente attraverso una lancia termica immessa nella lega fusa, viene soffiato ossigeno che con il carbonio genera combustione riducendo la percentuale di carbonio presente in lega.

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Fasi di affinazione

1)      Desilicizzazione: Si introducono nel bagno elementi con funzione ossidante. L’ossido di ferro con il silicio forma l’ossido di silicio che è insolubile e si raccoglie nella scoria.

2)      Decarburazione: Avviene per opera nell’ossido di ferro che reagisce con il carbonio sottoforma di ossido di carbonio il quale si elimina per gorgogliamento. 

3)      Defosforazione: Il fosforo si raccoglie nella scoria sottoforma di fosfato di calcio ottenuto per reazione del pentossido di fosforo con la calce viva.

4)      Desolforazione: Lo zolfo si raccoglie nella scoria sottoforma di solfuro di calcio facendo reagire il solfuro di ferro con l’ossido di calcio.

5)      Disossidazione: L’ossido ferroso si raccoglie nella scoria ed in parte viene eliminato introducendo disossidanti ( manganese, silicio, alluminio) che presentano maggiore affinità con l’ossigeno rispetto al ferro.

6)      Degassificazione: I gas vengono eliminati per reazione chimica con l’ossido ferroso e con l’introduzione di elementi deazoturanti.

Tutte queste operazioni vengono effettuate da sistemi computerizzati. La lega viene spillata dal forno per mezzo di siviere e viene trasportato in lingottiere.

 

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Prodotti siderurgici

Si indica la produzione effettuata dalle aziende siderurgiche attraverso procedimenti di fusione, laminazione a caldo e a freddo. Procedimenti con cui si ottengono i prodotti siderurgici: serie di lavorazioni dell’acciaio solidificato mediante il colaggio in lingottiera, o colata continua, viene deformato plastificamene fino ad assumere la forma voluta.

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Colaggio in lingottiera

Nella fase di colaggio avviene la colata dalla siviera alla lingottiera, recipienti senza fondo e don pareti spesse che contengono l’acciaio e lo solidificano raffreddandolo in forma di lingotto. Essi vengono poi inviati in reparti di laminazione per la laminazione e la sbozzatura.

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Colata continua

Con questa tecnologia si ottengono i semiprodotti direttamente dall’acciaio liquido senza passare attraverso lo stivaggio e la sbozzatura. Si cola l’acciaio liquido nella siviera in una lingottiera di rame a fondo mobile. L’acciaio non rimane in lingottiera fino alla completa solidificazione, ma quando questa ha inizio, il fondo della lingottiera viene lentamente sfilato e l’acciaio discende guidato da rulli che lo levigano mentre forti spruzzi d’acqua lo raffreddano.

  

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Bibliografia


Bib-TS-010 - M. Cavallini, F. Iacoviello - Materiali Metallici - Francesco Ciolfi Editore, via E. De Nicola, Cassino
Bib-TS-011 - W. Nicodemi - Metallurgia - Masson, Milano
Bib-TS-012 - A. Cigada - Struttura e proprietà dei materiali metallici - Città Studi, Milano
Bib-TS-092 - L. Mugnani - Manuale pratico di fonderia - Milano, 1928
Bib-TS-093 - Dispense di Chimica - A.A. 1992/1993 - Facoltà di Ingegneria Edile / Architettura - Pavia

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