Materiali Metallici

Materiali Metallici

annualmente milioni di tonnellate di minerale e di carbone per produrre ghisa. Tipicamente una tonnellata di ghisa viene prodotta da due tonnellate di materie prime e da mezza tonnellata di carbon coke; un altoforno di grandi dimensioni produce 10000 tonnellate di ghisa al giorno, pari a circa 400 t/h. Il processo chimico che avviene nell’altoforno è fondamentalmente una riduzione dell’ossido a metallo da parte del carbonio che si ossida a CO e CO 2 . Il processo avviene ad alta temperatura così che il metallo prodotto è allo stato liquido e cola nella parte bassa dell’altoforno, detta crogiolo. Il carbonio presente in grande quantità nell’interno dell’altoforno passa facilmente in soluzione nel metallo appena ridotto creando nel crogiolo una ghisa contenente elementi presenti nel minerale di partenza, come Mn, Si, S e P.

La ghisa viene spillata a circa 1450°C dalla base dell’altoforno e trasferita, sempre allo stato liquido, in acciaieria dove viene convertita in acciaio. La conversione avviene per quantità discontinue, ad esempio 200 tonnellate

per ogni colata, e consiste fondamentalmente nell’abbassamento del tenore di carbonio fino ai valori desiderati per l’acciaio da produrre (tipicamente 0,30%). Il processo chimico è un’ossidazione controllata del bagno metallico, condotta mediante il soffiaggio di ossigeno puro, così da ossidare la quantità prescritta di carbonio lasciando inalterato il ferro metallico. La reazione che rappresenta schematicamente la conversione è:

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