Industria siderurgica: il processo di defosforazione

La defosforazione è un processo che assume una certa rilevanza quando si parla di industria siderurgica. In effetti, con essa si elimina appunto il fosforo dal bagno liquido nel corso della fabbricazione dell’acciaio: l’elemento in questione, quando è contenuto in tenori superiori allo 0,4-0,6%, tende a provocare una notevole fragilità del metallo stesso, motivo per il quale è necessario andarlo a eliminare in misura pressoché totale. Il fosforo è contenuto nell’acciaio sotto forma di fosfuro di ferro, il quale poi reagisce con l’ossido di ferro che è contenuto nella scoria, formando anidride fosforica. Quest’ultima, a sua volta, reagisce con la calce formando il fosfato di calcio, il quale è un composto stabile e facilmente eliminabile con la scoria.

La defosforazione dell’acciaio è favorita senza dubbio dalla temperatura relativamente bassa e dalla presenza nella scoria di una trascurabile percentuale di anidride fosforica e di silice e di una elevata percentuale di ossido di ferro e di calce. All’inizio dell’affinazione, il processo è molto rapido, in quanto la temperatura è bassa e il bagno metallico contiene molte quantità di ossido di ferro. Successivamente, è necessario ravvivare la reazione eliminando la scoria ricca di anidride fosforica e sostituendola con delle aggiunte di calce, la cui presenza determina la creazione di un ambiente basico, condizione necessaria per l’eliminazione del fosforo.

In effetti, in un ambiente acido la silice potrebbe reagire con l’ossido di ferro formando silicato di ferro e anidride fosforica che rimarrebbe quasi totalmente libera. Questa è la ragione per cui l’affinazione delle ghise ricche di fosforo, le quali sono tra le più comuni in assoluto, può avere luogo nel forno basico. L’eliminazione del fosforo in pratica è ostacolata in modo deciso dall’allumina e dal manganese. L’allumina stessa tuttavia compare sempre in quantità minima nel processo, mentre il manganese fa sentire maggiormente la sua influenza a causa della reazione con l’ossido di ferro, agente primo dell’ossidazione.