Prodotti industria metallurgica

Procedimenti di fonderia: la formatura

Il materiale più comune della formatura è senza dubbio la cosiddetta “terra di fonderia”, la quale viene preparata con terra di cava.

Essa è costituita da un sostegno quarzoso (silice) e da argilloide che funge da legante e dà coesione e plasticità, una volta che è stata umidificata: le terre e sabbie sono provate nella loro refrattarietà, permeabilità e coesione a un certo grado di umidificazione. La terra proveniente dalla cava viene sottoposta poi a una serie di trattamenti meccanici, come l’addizione di terra vecchia (preventivamente depurata dalla presenza di corpi estranei attraverso macchine lanciaterra e elettroseparatori magnetici), la triturazione con molazze, la setacciatura e l’inumidimento.

Forni a induzione: frequenza industriale e alta frequenza

I forni a induzione a frequenza industriale per la fabbricazione dell’acciaio constano, in particolare, di un nucleo magnetico simile a quello di un trasformatore.

Quest’ultimo, a sua volta, è circondato da un avvolgimento primario direttamente alimentato dalla rete ad alta tensione a frequenza industriale, oppure mediante un trasformatore abbassatore e da un anello costituito da materiale refrattario avente una cavità destinata a contenere la carica. Il flusso inducente prodotto dall’avvolgimento primario viene trasmesso al materiale da riscaldare mediante il nucleo magnetico, andando a generare una forza elettromotrice indotta, la quale provoca una corrente indotta dipendente dalla impedenza del materiale stesso.

La brasatura dei metalli industriali

La brasatura rappresenta il collegamento di pezzi metallici con una opportuna interposizione di metallo di apporto.

Il punto di fusione, in questo caso, è inferiore a quello del metallo base che deve essere invece collegato: lo stesso metalo di apporto, inoltre, si infiltra per attrazione capillare fra le superfici affacciate dei pezzi da brasare e si lega al metallo base per mezzo della bagnatura, formando delle leghe di transizione. La brasatura può essere essenzialmente dolce. Questo vuol dire che si sfruttano i metalli di apporto che fondono a bassa temperatura, vale a dire al di sotto dei quattrocento gradi.

Ottoni, bronzi e leghe leggere

Nel trattamento termico dei materiali non ferrosi, uno dei discorsi principali si riferisce ai cosiddetti ottoni.

Il sistema rame-zinco può dar luogo infatti alla formazione di tre fasi distinte: la prima di esse è una soluzione solida con dei cristalli faccia-centrati, con un colore che può essere rossastro ma anche giallo tendente al verde, a seconda ovviamente di quello che è il contenuto del rame. Si tratta per l’appunto di una soluzione malleabile e a freddo, volendo essere ancora più precisi. Ciò nonostante, questa fase si forma all’inizio della solidificazione degli ottoni stessi. La seconda fase consiste invece in una soluzione solida che contiene almeno il 37% di zinco e che conferisce al metallo una maggiore durezza.

Le operazioni di trattamento degli acciai

Quali sono le più importanti operazioni di trattamento degli acciai?

Anzitutto, si può cominciare con il riscaldamento per i trattamenti di ricottura, normalizzazione e tempra: il primo procedimento da seguire è quello di riscaldare in modo tanto più lento e uniforme quanto maggiore è il tenore di carbonio, fino a settecento gradi circa, nel caso si tratti di semplici acciai al carbonio, mentre gli acciai rapidi e quelli speciali richiedono temperature senz’altro più alte. Si arriva, quindi, fino alla maggiore temperatura che è prescritta, si consente alle trasformazioni strutturali di compiersi nel senso e nell’estensione voluti, si evitano gli effetti delle ossidazioni e infine si possono porre i pezzi in un tubo di ferro ben turato alle estremità.

Metallurgia delle polveri: la sinterizzazione

La metallurgia delle polveri metalliche non è altro che una tecnica attraverso la quale i granuli di metallo finemente ridotti in polvere vanno a collegarsi tra loro per effetto di due azioni concomitanti, vale a dire la temperatura e la pressione.

Lo stesso procedimento, ma su scala diversa, avviene anche per la forgiatura. Il mezzo in questione è in grado di produrre degli ingranaggi di calcolatrici elettroniche, ma anche parti di motori, cuscinetti autolubrificati e molto altro, il tutto senza sfruttare la lavorazione degli utensili, la quale è senza dubbio più dispendiosa.

I vari procedimenti di saldatura

Il termine saldatura indica un particolare processo attraverso il quale si perfeziona l’unione di pezzi metallici sotto l’azione del calore.

In questo caso, può esserci o meno l’apporto di materiale metallico di composizione opportuna, così da ottenere una certa continuità tra i pezzi stessi: le saldature più frequenti sono sostanzialmente di tre tipi, vale a dire per fusione, a pressione e la brasatura. Le differenze sono presto dette. In effetti, nelle saldature per fusione il collegamento avviene attraverso il materiale di apporto, per fusione localizzata dei lembi dei pezzi che devono appunto essere saldati.

Elettrosiderurgia: i forni ad arco

L’elettrosiderurgia include la produzione di ghisa ottenuta da leghe di ferri e dell’acciaio ai forni elettrici.

Questi ultimi possono essere soltanto ad arco per la ghisa stessa, mentre nel caso dell’acciaio si può anche sfruttare il forno a induzione. I forni ad arco, monofasi e polifasi, consentono un riscaldamento industriale molto interessante grazie all’arco che si crea appunto tra i vari elettrodi, i quali si trovano in prossimità del materiale che deve essere fuso (in tal caso si parla di forni ad arco radiante): una variante, poi, è quella dell’arco che si crea tra gli elettrodi e la carica (forni ad arco diretto).

Metallurgia: la fabbricazione della ghisa

Gran parte della ghisa come prodotto siderurgico viene fabbricata mediante l’alto forno (l’altezza è di circa trenta metri).

Lo spessore e la refrattarietà delle pareti tende a crescere dall’alto al basso, così da raggiungere la dimensione di poco più di un metro: dal lato esterno, poi, vi sono anche delle fasce saltuarie realizzate in lamiere di ferro. I prodotti siderurgici sono ottenuti da diversi minerali di ferro. Quali sono quelli più importanti?

La Seconda Rivoluzione Industriale: il forno Martin-Siemens

Con il termine “Seconda Rivoluzione Industriale” si identifica il periodo di industrializzazione che venne registrato a livello globale e che seguì idealmente le innovazioni della “prima rivoluzione”, quella che durò per tutto il ‘700.

L’apice di questa fase fu raggiunto nel periodo 1870-1914, con l’industria che andò a potenziarsi non soltanto nei paesi più avanzati (in Europa e negli Stati Uniti), ma anche in Russia e in Giappone. Nuove scoperte resero più agevole il processo; in particolare, dopo il carbone del XVIII secolo, l’energia elettrica andò a sostituire il vapore come vera e propria forza motrice.