Appunti Siderurgia: processo di conversione e decarburazione

precedente fase di ossidazione e quindi liberare altri elementi prima ossidi nella

Conversione e affinazione scoria o come composti intermetallici nel bagno. Disossidazione non più molto

A differenza della marcia che ho applicato nel mio AFO cioè se marcia fredda o facile perché bagno non tumultuoso e la flottazione è molto più lenta e la sua

calda, ho differenza di tenore di silicio e zolfo che posso trovare nel bagno. Infatti, velocità di flottazione è dettata dalla legge di Navies-Stockes; questa fase di

il contenuto di fosforo e di silicio quando lo verso dal forno, influenzano poi lo solito fatta fuori forno.

sviluppo e cronologia delle successive operazioni.

Le varie operazioni possono essere svolte in più periodi e con diverse Per quanto riguarda gli elementi dannosi, cioè quegli elementi che possono

metodologie e ciò a seconda del disegno dell’intero impianto di produzione. essere ossidati, ci sono alcuni elementi che non possono essere ossidati

Alcuni aspetti, come decarburazione e defosforazione, avvengono fuori forno attraverso il O perché stando sopra la linea di Fe nel diagramma di Ellingham,

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elettrico ad arco, ma anche al convertitore, ma tipicamente nella siderurgia se dovessi ossidare quegli elementi prima dovrei incorrere in totale ossidazione

moderna ho che desolforazione e la disossidazione avvengono in siviera o del Fe (sono ad esempio Cu).

durante lo spillaggio, cioè tra la fuoriuscita dall’altoforno e la colata in siviera, PERIODO DI COLATA

mediante atmosfera e agenti disossidanti.

Per quanto riguarda il degasaggio di solito è fatto in siviera in cui sono presenti

particolari sistemi di aspirazione e di formazione di vuoto.

La desolforazione della ghisa, spesso è fatta prima di arrivare al convertitore, in

base a come è stato disegnato tutto l’impianto. Tutto questo prima all’antichità

veniva fatto al convertitore, ma causava molti problemi.

Conversione = tecnica di eliminazione di forti quantità di uno o più elementi

(dannosi o che non devono avere elevati tenori) per ottenere un prodotto

complessivamente trasformato. Operazione caratterizzata dal fatto che non devo

apportare calore, ma esso si autoalimenta.

Affinazione = tecnica con la quale si eliminano piccole impurezze o piccole

quantità di elementi estranei (tolgo per ottenere tenori controllati e formare molte

gamme di acciaio di proprietà meccaniche particolari).

In ogni operazione siderurgica si possono distinguere due diversi periodi della

marcia del processo:

- Periodo ossidante : in cui di solito si effettua la conversione e in cui ad opera

dell’ossigeno si va a convertire il bagno, perché O lo ossida. Si eliminano così

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le impurezze e impurezze esogene (impurezze non metalliche) che sono

arrivate da fuori il bagno, che, una volta ossidate, flottano sopra il bagno.

Posso quindi eliminare tutti gli elementi indesiderati, tranne Fe, si eliminano

gas perché il bagno è turbolento e quindi il gas intrappolato espulso da

refrattari, ossidi, presenza di umidità ecc… che in bagno non riusciva prima ad

uscire. Ora produzione di fase gassosa durante la conversione, stimola

formazione di bolle, agitazione e aumenta la facilità con cui espellere tali fasi. N e H per essere eliminati posso o degassare in cavità di degasaggio o

Questo periodo può essere fatto a convertitore o a EAF con modalità e tempi aggiungere al bagno il Ti, che legandosi ad esso mi dà affinazione del bagno,

diversi. portando via elementi molto dannosi per acciaio, ma questa operazione deve

- Periodo riducente : in cui non voglio più ossidare altrimenti avrei perdita di ferro, essere fatta ho lo svantaggio che i composti di titanio sono composti fragili e

perché si ossiderebbe pure lui. Miro a ridurre gli ossidi precedentemente laceranti e che si depositano a bordo grano.

ossidati, per magari ripristinare nel bagno tenori di elementi pregiati ad

esempio il Mn, o anche FeO presente in scoria. Posso anche aggiungere Perché devo convertire?

elementi molto affini a O per togliere il ossigeno in eccesso rimasto dalla

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Dato che nelle ghise di AFO sono contenuti tenori di C,Si,P,S,Mn… elevati, è bene basici e quindi potrebbero portare a usura molto veloce del refrattario. Inoltre se

togliere elementi che sono più dannosi. avessi molto silicio per renderla basica dovrei aggiungere enormi quantità di calce

per renderla più basica e quindi, ho volume più alto di scoria che succhia calore al

P elemento che diminuisce la resilienza perché da vita a composti duri ma fragili a bagno per restare liquida e quindi bagno diventa solido e dovrei aumentare il

bordo grano. calore da apportare per mantenere la scoria e il bagno liquidi, quindi eccessiva

spesa per questa operazione. Se proprio non riesco a avere basso tenore di silicio

S crea fragilità a caldo, perché composti che si miscelano a bordo grano sono e non riesco a desiliconizzare fuori dal bagno, allora posso usare la tecnica del

eutettici bassofondenti e formano lacerazioni dell’acciaio. doppio strip, in cui man mano che si forma la scoria vado a rastrellarla e

rimuoverla in modo tale da continuare a farla riformare ma non accumulare

H aumenta le porosità dell’acciaio, aumenta le tensioni interne e quindi aumenta acidità.

fragilità creando dei “fiocchi” all’interno del pezzo. Questo anche perché la

solubilità dell’H nel metallo cambia repentinamente con diminuire di T. Carbonio, cioè la sua ossidazione, con è così termogena, non sufficiente per

raggiungere la T per mantenere liquido il bagno.

N produce un precoce invecchiamento del metallo, diminuendo la sua

deformabilità e aumentando porosità per stessa ragione di idrogeno.

In tutte le operazioni il bagno è sovrastato da scoria però, mentre nell&rsq