Fusione e Produzione Acciaio Inox: Processo da Minerale e da Rottame

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produzione acciaio inox

I primi materiali in grado di resistere all’azione aggressiva degli acidi furono scoperti nel 1821, grazie al mescolamento e alla fusione di ossidi di ferro e cromo. Ma iniziamo parlando di come avveniva la produzione acciaio inox.


Produzione acciaio inox. Qualche accenno di storia.

Inizialmente, questa lega conteneva una percentuale di cromo di circa 1,5 e valori di carbonio elevati.  Solo a fine ‘800 (con l’introduzione dei forni Bessemer, Martin e Martin-Siemens) si riuscì ad effettuare una produzione a livello industriale degli acciai al cromo-carbonio. Nei primi anni del ‘900, invece, si definirono gli acciai inossidabili:

  • martensitici al 13% di cromo
  • ferritici al 17% di cromo con livelli di carbonio dallo 0,12% all’1%
  • austenitici con leghe di ferro-cromo-nichel
Processo da minerale. Come avviene?
  1. La ghisa con carbonio 4-6% si ottiene utilizzando l’altoforno
  2. Ancora allo stato fuso la ghisa viene passata al convertitore, così da ridurre il contenuto di fosforo, zolfo, carbonio, silicio e ogni altro elemento più ossidabile del ferro.
  3. A defosforazione completa si procede all’aggiunta di ferro-cromo e, successivamente, alla trasformazione in cromo metallico (molto vicino all’analisi chimica dell’acciaio inox)
  4. Questo liquido viene affinato negli impianti AOD o VOD e ossidato (sottovuoto) ottenendo così l’abbassamento del carbonio fino alla percentuale desiderata.
  5. Qui si effettua la messa a punto dell’analisi chimica e grazie all’aggiunta di correttivi (es. Cr, Ni, Mo, Ti, Cu ecc..) si arriva alle percentuali finali.

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Processo da rottame. Un tuffo prima del 1960..

Questo sistema richiedeva tempi di elaborazione piuttosto lunghi, oltre ad un dispendio di energia elettrica cospicuo.

  1. Dopo la fusione di rottami comuni (con l’utilizzo di un forno elettrico) venivano versate nel liquido le ferroleghe, (ferro-cromo) portando il contenuto di cromo a circa il 12%.
  2. I 3 elettrodi di grafite presenti rilasciavano una quantità di carbonio estremamente elevata.
  3. Il passaggio successivo prevedeva l’utilizzo di rottami di acciai inossidabili fusi ad alta temperatura con riduzione sempre da ferroleghe. (grazie alla tecnica denominata metallurgia secondaria fuori forno)

Solo dopo il 1960, l’avvento dei processi AOD e VOD ha permesso un miglioramento dell’efficienza produttiva.

  • AOD: Argon – Oxygen – Decarburization (Decarburazione mediante Argon e Ossigeno).
  • VOD: Vacuum – Oxygen – Decarburization (Decarburazione sotto Vuoto mediante Ossigeno).

 


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