Produzione dell'acciaio: processo e designazione in siderurgia

Produzione dell'acciaio

Produzione dell'acciaio Processo di produzione delle leghe ferrose. Minerale di ferro Fondente GHISA Coke ALTOFORNO 0 PRODUZIONE ACCIAIO GHISA COLATA IN PANI 0 Rottami di ferro CONVERTITORE LD COLATA ACCIAIO LINGOTTIERA Riscaldamento e centrale elettrica Scambiatori di calore (Cowper) Rottami di acciaio Fumi Aria calda Cubilotto Ghisa di seconda fusione Fusioni in ghisa

Materie prime e processo

• minerali di ferro
• coke ALTOFORNO Ghisa di prima fusione
• fondente
• aria Acciaio Convertitori
• in lingottiera Barre Lingotti Lamiere Profilati Scorie Colata:
• continua Laminatoio Utilizzazione Lana di loppa Cementi d'altofornoCarro siluro 26A CARICA LIQUIDA

Processi di fabbricazione dell'acciaio

PROCESSI DI FABBRICAZIONE DELL'ACCIAIO Convertitore Bessemer (Rivestimento acido) Convertitore Thomas (Rivestimento basico) L Convertitore ad ossigeno (L.D. e O.B.M.) Forno Martin-Siemens A CARICA SOLIDA LForno elettricoConvertitore Bessemer e Thomas

Convertitori Bessemer e Thomas

Convertitori Bessemer e Thomas per la fabbricazione dell'acciaio. 1 Aria O Carica della ghisa fusa Insufflaggio dell'aria Colata dell'acciaio La carica di ghisa liquida viene attraversata dall' area insufflata dagli ugelli praticati sul fondo del forno. Il processo dura circa 25 minuti e la pressione dell'area è di 2 bar L'Ossigeno dell' area reagisce con il carbonio contenuto nella ghisa formando anidride carbonica che si elimina con i fumi, mentre la ghisa si trasforma in acciaio.Convertitore Bessemer e Thomas Kelham Island MuConvertitore a Ossigeno

Convertitore a Ossigeno

Ossigeno Foro di colata / 1 1 Ghisa fusa e rottami di ferro Questo convertitore risulta analogo al precedente con la differenza che al posto dell' aria viene isufflato Ossigeno a una pressione di 8 bar mediante apposita lancia introdotta nella bocca del forno.Forno Martin - Siemens

Forno Martin - Siemens

Camera di combustione (Laboratorio) Suola di rivestimento Metallo fuso Apertura di carico Volta di riverbero Bruciatori (Gas, gasolio) Tappo O O O Canale di colata - La carica è costituita prevalentemente di rottami di ferro (70%) quasi sempre mescolati a ghisa d' altoforno (30%). Il calore di riscaldamento viene ottenuto dalla combustione di gas o Nafta con l'aria preriscaldata mediante il recupero dei fumi d'uscitaAcciaio

Acciaio

Lega e struttura

(Lega con tenore di carbonio inferiore al 2,06% in peso) La struttura caratteristica prende il nome di perlite È costituita da un aggregato lamellare di ferrite e cementite Il carbonio si presenta esclusivamente sotto forma di cementite o carburo di ferroAcciaio

Classificazione in base al tenore di carbonio

• acciai dolci C < 0,2%
• acciai semiduri C = 0,2 + 0,77%
• acciai duri C > 0,77% Gli acciai dolci presentano resistenza a trazione molto più bassa di quella degli acciai duri però sono più malleabili, più duttili e più resistenti agli urti. Sono facilmente saldabili e lavorabili alle macchine utensili ma sono meno resistenti all'usura e alla corrosione degli acciai duri. In sintesi, all'aumentare della quantità di carbonio: aumentano: - resistenza meccanica, - durezza, - temprabilità, - colabilità/fusibilità, - resistenza all'usura diminuiscono: - allungamento A% - lavorabilità e plasticità a freddo, - saldabilità .Acciaio

Classificazione e trattabilità

I gruppo ACCIAI NON TRATTABILI TERMICAMENTE La designazione è fatta in base alle caratteristiche meccaniche ACCIAI acciai non legati Il gruppo ACCIAI TRATTABILI TERMICAMENTE La designazione è fatta in base alle caratteristiche chimiche acciai debolmente legati acciai fortemente legatiAcciaio

Designazione in base alle caratteristiche meccaniche

Designazione in base alle caratteristiche meccaniche Per stabilire l'impiego più adatto al tipo di acciaio è importante conoscere le sue caratteristiche meccaniche, per questo motivo gli acciai del I gruppo sono designati in funzione delle loro caratteristiche meccaniche. Gli acciai appartenenti al primo gruppo sono anche chiamati acciai da costruzione. Gli acciai del primo gruppo sono destinati direttamente all'impiego, senza subire trattamenti termici.Acciaio

Norma di designazione per caratteristiche meccaniche

Designazione in base alle caratteristiche meccaniche L'attuale norma prevede 1. una lettera indicante l'impiego dell'acciaio 2. un numero indicante il carico di rottura o il carico di snervamento in N/mm2 S impieghi strutturali P impieghi sotto pressione L tubi di condutture seguito da carico di snervamento (in N/mm2) E per costruzioni meccaniche B per cemento armato Y per cemento armato precompresso Seguito da un numero (carico di rottura in N/mm2) R per rotaie H per prodotti piani laminati a freddo Seguito da un carico di snervamento in N/mm2 D prodotti piani per formatura a freddo M acciai magnetici Per gli acciai per getti il simbolo Fe è abbinato alla lettera G. Esempi: · Fe 430 acciaio del I gruppo per cemento armato con carico di rottura R = 430 N/mm2 · Fe E 335 acciaio del I gruppo, per costruzioni meccaniche, con carico di snervamento Rs = 335 N/mm2 · Fe S 185 acciaio del I gruppo, per impieghi strutturali, con carico di snervamento Rs = 185 N/mm2 · Fe P 265 acciaio del I gruppo, per impieghi sotto pressione, con carico di snervamento Rs = 265 N/mm2 La designazione può essere seguita da altre lettere o numeri che indicano ulteriori caratteristiche meccaniche, fisiche o chimiche.Acciaio

Designazione in base alle caratteristiche chimiche

Designazione in base alle caratteristiche chimiche A seconda della quantità degli elementi in lega presenti nell'acciaio, si definiscono: non legati acciai debolmente legati fortemente legati · acciai non legati: acciai che non contengono elementi in lega e sono anche chiamati acciai al carbonio · acciai debolmente legati: ciascuno degli elementi in lega è presente in quantità minore del 5% · acciai fortemente legati: almeno uno degli elementi in lega è presente in quantità maggiore del 5%CC lalo

Designazione acciai del II gruppo

Designazione in base alle caratteristiche chimiche DESIGNAZIONE ACCIAI DEL II GRUPPO La norma prevede che la designazione sia formata da vari elementi, come indicato nella seguente tabella:

tipi di acciaio	simbolo iniziale	cifre distintive della caratteristica principale	simbolo chimico degli elementi in lega	cifre indicanti i tenori dei principali elementi in lega
ACCIAI NON LEGATI	C	C G per acciai per getti	tenore di C (in %) moltiplicato per 100	simbolo chimico dell'elemento eventualmente aggiunto per ottenere proprietà particolari, seguito eventualmente da una cifra (secondo le specificazioni della norma del prodotto)
ACCIAI DEBOLMENTE LEGATI	G solo per acciai per getti	simboli chimici degli elementi in lega che caratterizzano l'acciaio	tenori dei principali elementi in lega (in %) moltiplicati per 4 o per 10 o per 100 o per 1000, secondo l'elemento
ACCIAI FORTEMENTE LEGATI	x	X G per acciai per getti	simboli chimici degli elementi in lega che caratterizzano l'acciaio	tenori der principalf elementi in lega (in %)

La designazione può essere seguita da altre lettere o numeri che indicano ulteriori caratteristiche quali l'impiego.CC al

Esempi di designazione chimica

Designazione in base alle caratteristiche chimiche Esempi: · C10 acciaio del II gruppo, acciaio non legato, contenente carbonio al 0,10% (10/100 = 0,10%) · C40 acciaio del II gruppo, acciaio non legato, contenente carbonio al 0,40% (40/100 = 0,40%) · 34 Cr Mo 4 acciaio del II gruppo, debolmente legato, contenente carbonio al 0,34% (34/100 = 0,34%), cromo al 1% (4/4 = 1%) e tracce di molibdeno · G90 Cr 4 acciaio del II gruppo, debolmente legato, per getti, contenente carbonio al 0,90% (90/100 = 0,90%), cromo al 1% (4/4 = 1%) · X5 Cr Ni 18 10 acciaio del II gruppo, fortemente legato, contenente carbonio al 0,05% (5/100 = 0,05%), cromo al 18% e nichel al 10% · X150 W Co V 13 05 05 acciaio del II gruppo, fortemente legato, contenente carbonio al 1,50% (150/100 = 1,50%), 13% di tungsteno. 5% di cobalto e 5% di vanadio

simboli chimici	elementi chimici	fattori
N	azoto
P	fosforo
S	zolfo	100
B	boro	1000

simboli chimici	elementi chimici	fattori
Cr	cromo
Mn	manganese
Si	silicio	4
Co	cobalto
Ti	titanio
V	vanadio
W	tungsteno
Ni	nickel

simboli chimici	elementi chimici	fattori
Al	alluminio
Be	berillio
Cu	rame
Mo	molibdeno
Pb	piombo
Ta	tantalio	10
Zr	zirconio
Nb	niobio

CC lal

Fattori moltiplicativi per elementi in lega

Designazione in base alle caratteristiche chimiche Per evitare valori decimali nelle designazioni degli acciai debolmente legati, la percentuale degli elementi in lega in essi contenuti è moltiplicata per fattori moltiplicativi che variano a seconda dell'elemento

simboli chimici	elementi chimici	fattori
Cr	cromo
Mn	manganese
Si	silicio
Co	cobalto
W	tungsteno
Ni	nickel
Al	alluminio
Be	berillio
Cu	rame
Mo	molibdeno
Pb	piombo
Ta	tantalio	10
Ti	titanio
S
V	vanadio
B	boro	1000
Zr	zirconio
Nb	niobio

simboli chimici	elementi chimici	fattori
N	azoto
P	fosforo
S	zolfo	100

Laminazione

LAMINAZIONE 1 a caldo: sfrutta la grande plasticità del materiale ad alte temperatura e consente grandi deformazioni con carichi contenuti su cilindri di laminazione a freddo: consente deformazioni limitate e provoca sui cilindri carichi considerevoli La laminazione è un procedimento tecnologico che consiste nell' obbligare un massello metallico a passare attraverso due cilindri, previo riscaldamento oppure anche a freddo 1 luce 0 LAVORAZIONE DELLE LAMIEREPIEGATURA

Lavorazione delle lamiere

Piegatura

Si esegue con macchine che nell'aspetto somigliano molto a delle cesoie a lame parallele con la differenza che la la lama superiore è sostituita da un punzone, mentre in luogo della lama inferiore si ha uno stampo che riproduce in negativo la forma del punzone Pressa piegatrice Particolare dell'area di contatto tra coltello e matrice LAVORAZIONE DELLE LAMIERECALANDRATURA

Calandratura

E' un' operazione di deformazione plastica che consiste nel conferire alla lamiera una determinata curvatura. E' una lavorazione tipica di tubi di medio o grande diametro. Essa è eseguita con macchinari detti calandre, costituiti essenzialmente da tre rulli paralleli tra di loro, disposti secondo i vertici di un triangolo isoscile 0 guida dei rulli inferiori ad arco di cerchio rullo superiore motorizzato consolle di comando cavo rosso di sicurezza LAVORAZIONE DELLE LAMIEREFUCINATURA

Fucinatura

Per fucinatura o forgiatura si intende l'insieme delle operazioni di formatura mediante deformazione plastica a caldo. La fucinatura può essere effettuata in due modi: Manualmente: quando viene eseguita da un operaio mediante violenti colpi di martello Meccanicamente: quando le dimensioni del pezzo sono notevoli cilindro vapore per la discesa dello slittone pistone scarico vapore per la salita dello slittone slittone leva di comando incastellatura mazza incudine Stampi chiusi Stampi aperti stampo superiore materiale stampo inferiore LAVORAZIONE DEI MASSELLI