Metallurgia e ghisa: il funzionamento dell’alto forno

La maggior parte della ghisa industriale viene fabbricata con l’alto forno, la cui altezza è di circa trenta metri: lo spessore e la refrattarietà delle pareti cresce dall’alto al basso, in cui riesce a raggiungere lo spessore di poco più di un metro. Esternamente, invece, vi sono delle fasce saltuarie realizzate in lamiere di ferro. Dalla bocca del tino si caricano a strati i minerali, il coke metallurgico e il fondente. Il peso di una carica è in media pari a cinque tonnellate, mentre il peso del coke arriva a una tonnellata. La qualità e la quantità del fondente, al contrario, vengono regolate in base alla qualità e alla quantità della ganga e delle ceneri. Queste ultime sono costituite in larga misura da silice, allumina e ossido di calcio e di magnesio (provenienti dal carbonato, il quale si trasforma in ossido nel forno stesso). La ganga e il fondente, poi, giungono a fusione nello stesso momento e formano la cosiddetta scoria (cinquecento chilogrammi per tonnellata di ghisa).

Si richiede che essa sia molto fusibile e alquanto basica, in modo da eliminare lo zolfo che eventualmente si dovesse formare. La scoria, inoltre, è molto utile per il cemento. Una carica attraversa l’alto forno ed esce poi sotto forma di ghisa e di scoria nel giro di circa venti ore. La sacca e il crogiuolo sono refrigerati all’esterno con circa tre-quattro metri cubi d’acqua al minuto; gli ugelli, invece, soffiano nell’alto forno aria calda a mille gradi, con una pressione pari a una atmosfera.

Tra l’altro, il gas proveniente dall’alto forno contiene un quarto di carbonio, il 15% di anidride carbonica e il 60% di azoto: contiene anche molta polvere, la quale può raggiungere i cinquanta grammi per metro cubo. La purificazione, infine, si verifica conducendo l’alto forno in alcuni tubi che presentano molti gomiti e in cui la polveri si deposita sotto forma di fango.