Materiali per l'edilizia - Appunti

Materiali Metallici

Acciaio

L'acciaio è una lega di ferro e carbonio con tenore di carbonio fino a 2%.

Contiene piccole % di elementi in lega che ne modificano le caratteristiche meccaniche e strutturali.

La composizione chimica degli acciai è certificata (certificato di colata), così come le propr. meccaniche.

Metallurgia

Primaria:

Semilavorati prodotti dal minerale di ferro ridotto per ottenere il metallo.

Secondaria:

Semilavorati prodotti dal riciclaggio del rottame ferroso.

Ciclo produttivo primario

• Si produce acciaio d'altoforno.
• Gli impianti localizzati in zona costiera per favorire gli approvvigionamenti materie prime.
• Alti costi di esercizio a causa delle quantita in gioco (volumi di carbone e miner. di ferro).

Materie prime

• Minerale di ferro
• Carbone coke
• Calcare

Preparazione del coke

• In cokeria il carbone fossile viene frantumato, vagliato e miscelato con acqua e olio minerale.
• Il materiale passa in una batteria di forni dove permane per 18 ore a 1000°C diventando coke.
• Viene spento mediante pioggia d'acqua nella torre di spegnimento.
• Viene di nuovo frantumato e vagliato.

Il minerale di ferro

• Viene frantumato ed agglomerato con polverino di coke e calcare con funzione di fondente.
• Si porta la miscela a fusione ottenendo un agglomerato.
• Si procede alla frantumazione dell'agglomerato ottenuto.

Altoforno

Reattore chimico costituito da un involucro metallico rivestito internamente da materiale refrattario, periodicamente reintegrato.

Conversione della ghisa

• Convertitore rivestito in refrattario incinato e caricato con
  • 70% ghisa liquida (da altoforno)
  • 30% rottame
• Viene insufflato ossigeno dal fondo.
• Reazione violenta e rapida di decarburazione e trasformazione ghisa in acciaio.

Ciclo produttivo secondario

Mater. prima essenziale è il rottame.

• La metallurgia secondaria si utilizza un forno tonso basculante ad arco diretto trifase, rivestito in materiale refrattario e raffreddato ad acqua.
• La corrente passa fra elettrodi nel forno dove sono stati caricati il minerale di ferro e il rottame.
• Nel forno creazione dell’arco che riscalda i rottami dal materiale sia per irraggiamento, sia grazie alla presenza di ossigeno con cui avvengono reazioni esotermiche.
• I forni sono a completa chiusura con cappa radipite ad acqua.
• Il bagliore viene distribuito su fondo del forno durante la desolforazione.
• Aggiunta dei metalli per ottenere acciaio.
• L'acciaio fuso può passare alla siviera.

Materiali Metallici

Acciaio

L'acciaio è una lega di ferro e carbonio con tenore di carbonio fino al 2%.

Contiene piccole % di elem. in lega che ne modificano le caratteristiche meccaniche e struttu.

La compos. chimica degli acciai è certificata (certificato di colata), così come le propr. meccan.

Metallurgia

Primaria: semilavorati prodotti dal minerale di ferro ridotto per ottenere il metallo.

Secondaria: semilavorati prodotti dal riciclaggio del rottame ferroso.

Ciclo produttivo primario

• Si produce acciaio d'altorno.
• Gli impianti localizzati in zona costiera per favorire gli approvvigionamenti materie prime.
• Alti costi di esercizio a causa delle quantità in gioco (volumi di carbone e miner. di ferro).

Materie prime

• Minerale di ferro
• Carbone coke
• Calcare

Preparazione del coke

In cokeria il carbone fossile viene frantumato, vagliato e miscelato con acqua e olio minerale.

Il materiale passa in una batteria di forni dove permane per 18 ore a 1000° C diventando coke.

Viene spento mediante pioggia d'acqua nella torre di spegnimento.

Viene il nuovo frantumato e vagliato.

Il minerale di ferro

• Viene frantumato ed agglomerato con polverino di coke e calcare con funzione di fondente.
• Si porta la miscela a fusione ottenendo un agglomerato.
• Si procede alla frantumazione dell'agglomerato ottenuto.

Altoforno

Reattore chimico costituito da un involucro metallico rivestito internamente da materiale refrattario, periodico. reintegrato.

Conversione della ghisa

Convertitore rivestito in refrattario inclinato e caricato con:

• 70% ghisa liquida (da altoforno)
• 30% rottame

Viene insufflato ossigeno dal fondo.

Reaz. violenta e rapida di decarburazione e trasf. ghisa in acciaio.

Ciclo primario

Cokeria ➝ Coke ➝ Altoforno ➝ Ghisa ➝ Convertitore ➝ Acciaio ➝ Siviera ➝ Imo. di solidificazione

Impianto → Calcare ➝ Trattamento miner. di ferro ➝ Rottame ➝ El. alliganti (Ha, Si, Al)

Ciclo prod. secondario

• Il rottame
• La mat. prima essenziale è il rottame.
• Si utilizza un forno tono basculante ad arco diretto trifase, rivestito in materiale refrattario e raffreddato ad acqua.
• Nel forno calano il rottame dagli elettrodi nel forno dove sono stati caricati.
• Più secchi del rottame.
• Lascia assorbirsi dal forno sia per irraggiamento sia grazie alla presenza di ossigeno insufflato a scopo combustibile.
• Le reazioni di ossido-riduzione sul fondo del forno mentre le scorie si dispongono a copri