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 proprie caratteristiche 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 quantità in gioco (volumi di carbone e minerale 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 inclinato 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

Materia 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 elementi in lega che ne modificano le caratteristiche meccaniche e strutturali.

La composizione chimica degli acciai è certificata (certificato di colata), così come le proprie caratteristiche 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 quantità in gioco (volumi di carbone e minerale 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 inclinato 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 primario

Cokeria ➝ Coke ➝ Altoforno ➝ Ghisa ➝ Convertitore ➝ Acciaio ➝ Siviera ➝ Impianto di solidificazione

Impianto → Calcare ➝ Trattamento minerale di ferro ➝ Rottame ➝ Elementi alliganti (Ha, Si, Al)

Ciclo produttivo secondario

Il rottame

La materia 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