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fonderia iii°
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altoforno
impianto per la produzione della ghisa mediante riduzione dei minerali di ferro.
le materie prime per la produzione di ghisa d’altoforno sono i minerali di ferro, il coke metallurgico e il calcare. il coke, oltre a fornire il calore necessario al processo di fusione, durante la combustione libera monossido di carbonio che, combinandosi con gli ossidi di ferro che costituiscono il minerale, li riduce a ferro metallico. l’equazione che descrive questa reazione chimica è fe2o3 + 3co = 3co2 + 2fe. il calcare viene usato come fonte addizionale di monossido di carbonio e come fondente, poiché si combina con la silice, materiale di difficile fusione contenuto nella ganga, formando silicato di calcio fusibile. in assenza di calcare si formerebbe silicato di ferro, con conseguente perdita di ferro metallico. il silicato di calcio e le altre impurità formano una scoria galleggiante sul metallo fuso.
un tipico altoforno è costituito da una torre d’acciaio alta circa 27 m, rivestita internamente di mattoni refrattari, formata di due parti a profilo troncoconico unite per il diametro minore, situato a circa un quarto di distanza dalla cima. la parte inferiore del forno, detta sacca, è munita lateralmente di un gran numero di aperture tubolari, dette ugelli, attraverso le quali viene insufflata aria calda in pressione, per mantenere attiva la reazione di combustione. in prossimità dell’estremità inferiore della sacca è situato il foro di colata da cui fluisce la ghisa fusa e sopra di esso, ma al di sotto degli ugelli, si trova un altro foro per lo spurgo delle scorie. alla sommità del forno sono situate le tramogge, attraverso le quali viene introdotta la carica, ovvero la miscela di materie prime, e le ventole che prelevano i gas caldi di combustione; il calore dei gas viene ceduto ai forni di preriscaldamento dell’aria che, a temperature oscillanti fra 540 °c e 870 °c, alimenta l’altoforno.
gli altiforni operano a ciclo continuo, per un periodo di tempo che va da un minimo di tre anni a un massimo di sette-otto: se la combustione si arrestasse, la massa parzialmente fusa si solidificherebbe e il forno dovrebbe essere demolito anzitempo. le materie prime sono frazionate in piccole cariche introdotte a intervalli di 10-15 minuti. le scorie vengono estratte ogni due ore circa, mentre la ghisa viene colata cinque volte al giorno. il prelievo della ghisa si effettua rimuovendo il tappo di argilla che chiude il foro di colata e consentendo al metallo di defluire attraverso un canale di colata, rivestito di argilla, dentro un ampio contenitore di acciaio, ricoperto completamente al suo interno con materiali refrattari; il contenitore può essere una siviera o un vagoncino, in grado di contenere oltre 100 t di metallo. eventuali scorie rimaste in superficie vengono eliminate prima di depositarsi nel contenitore, che trasporterà la ghisa liquida alla sua destinazione finale
impianto per la produzione della ghisa mediante riduzione dei minerali di ferro.
le materie prime per la produzione di ghisa d’altoforno sono i minerali di ferro, il coke metallurgico e il calcare. il coke, oltre a fornire il calore necessario al processo di fusione, durante la combustione libera monossido di carbonio che, combinandosi con gli ossidi di ferro che costituiscono il minerale, li riduce a ferro metallico. l’equazione che descrive questa reazione chimica è fe2o3 + 3co = 3co2 + 2fe. il calcare viene usato come fonte addizionale di monossido di carbonio e come fondente, poiché si combina con la silice, materiale di difficile fusione contenuto nella ganga, formando silicato di calcio fusibile. in assenza di calcare si formerebbe silicato di ferro, con conseguente perdita di ferro metallico. il silicato di calcio e le altre impurità formano una scoria galleggiante sul metallo fuso.
un tipico altoforno è costituito da una torre d’acciaio alta circa 27 m, rivestita internamente di mattoni refrattari, formata di due parti a profilo troncoconico unite per il diametro minore, situato a circa un quarto di distanza dalla cima. la parte inferiore del forno, detta sacca, è munita lateralmente di un gran numero di aperture tubolari, dette ugelli, attraverso le quali viene insufflata aria calda in pressione, per mantenere attiva la reazione di combustione. in prossimità dell’estremità inferiore della sacca è situato il foro di colata da cui fluisce la ghisa fusa e sopra di esso, ma al di sotto degli ugelli, si trova un altro foro per lo spurgo delle scorie. alla sommità del forno sono situate le tramogge, attraverso le quali viene introdotta la carica, ovvero la miscela di materie prime, e le ventole che prelevano i gas caldi di combustione; il calore dei gas viene ceduto ai forni di preriscaldamento dell’aria che, a temperature oscillanti fra 540 °c e 870 °c, alimenta l’altoforno.
gli altiforni operano a ciclo continuo, per un periodo di tempo che va da un minimo di tre anni a un massimo di sette-otto: se la combustione si arrestasse, la massa parzialmente fusa si solidificherebbe e il forno dovrebbe essere demolito anzitempo. le materie prime sono frazionate in piccole cariche introdotte a intervalli di 10-15 minuti. le scorie vengono estratte ogni due ore circa, mentre la ghisa viene colata cinque volte al giorno. il prelievo della ghisa si effettua rimuovendo il tappo di argilla che chiude il foro di colata e consentendo al metallo di defluire attraverso un canale di colata, rivestito di argilla, dentro un ampio contenitore di acciaio, ricoperto completamente al suo interno con materiali refrattari; il contenitore può essere una siviera o un vagoncino, in grado di contenere oltre 100 t di metallo. eventuali scorie rimaste in superficie vengono eliminate prima di depositarsi nel contenitore, che trasporterà la ghisa liquida alla sua destinazione finale
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SHIREN
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fonderia v° cap.
recuperatori (cowper)
sono cilindri in muratura rivestiti esternamente in lamiera
hanno un altezza di 25 m e un diametro piu’ o meno di 5m ,sono sormontati da una cupola semisferica ,internamente una parete verticale di muratura li divide in due parti comunicanti superiormente:in una di queste parti vuota si incontrano gas e aria ,bruciano e attraversano l’altra parte,ripiena di mattoni di mattoni forati che assorbano il calore
una volta scaldato il recuperatore lo si lascia raffreddare facendovi passare l’aria da riscaldare
i recuperatori per ogni altoforno sono sempre accoppiati per modo da avvicendarsi nel riscaldamento dell’aria che deve essere continuamente mandata all’altoforno
nel riscaldamento dei recuperatori si consuma circa il 35% del gas prodotto dall’alto forno
come macchine soffianti si usano turboventilatori che forniscono circa 4 m3di aria per kg di coke
recuperatori (cowper)
sono cilindri in muratura rivestiti esternamente in lamiera
hanno un altezza di 25 m e un diametro piu’ o meno di 5m ,sono sormontati da una cupola semisferica ,internamente una parete verticale di muratura li divide in due parti comunicanti superiormente:in una di queste parti vuota si incontrano gas e aria ,bruciano e attraversano l’altra parte,ripiena di mattoni di mattoni forati che assorbano il calore
una volta scaldato il recuperatore lo si lascia raffreddare facendovi passare l’aria da riscaldare
i recuperatori per ogni altoforno sono sempre accoppiati per modo da avvicendarsi nel riscaldamento dell’aria che deve essere continuamente mandata all’altoforno
nel riscaldamento dei recuperatori si consuma circa il 35% del gas prodotto dall’alto forno
come macchine soffianti si usano turboventilatori che forniscono circa 4 m3di aria per kg di coke
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Oldwarper
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complimenti!
non ci avevo ancora fatto un giro!
utile per chi deve "farsi le basi" e chi vuole darsi una "rinfrescata (!!!) nell'altoforno!
non ci avevo ancora fatto un giro!
utile per chi deve "farsi le basi" e chi vuole darsi una "rinfrescata (!!!) nell'altoforno!
SHIREN
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fonderia vi°
la ghisa è una lega ferro-carbonio a tenore di carbonio relativamente alto (> 2,14% fino al 6%) ottenuta per riduzione o comunque trattamento a caldo dei minerali di ferro.
la produzione della ghisa avviene generalmente per riduzione degli ossidi di ferro mediante combustione di carbone a contatto degli stessi, in apparecchiature chiamate altiforni. il minerale viene disposto a strati alternati con carbone a basso tenore di zolfo (solitamente coke); il ferro contenuto nel minerale, quando raggiunge lo stato fuso, cola verso il basso raccogliendosi in appositi contenitori.
l'impiego principale della ghisa è quale intermedio nella produzione di acciaio, che si ottiene per decarburazione della ghisa in apparecchiature (convertitori) in cui viene insufflato ossigeno (o aria): questo, combinandosi con il carbonio, ne riduce il tasso nel metallo fuso e viene evacuato come anidride carbonica.
per le caratteristiche di grande fluidità, la ghisa è usata in larga misura nella produzione di getti di fusione.
rispetto all'acciaio dolce (c < 1,5%), la ghisa presenta maggiore durezza e quindi resistenza all'abrasione, e minore resilienza e quindi maggiore fragilità.
in passato la ghisa veniva fusa esclusivamente in terra, poi si è passati alla fusione in conchiglia e oggi si è arrivati alla colata continua, da cui si ricava la ghisa denominata anche ghisa idraulica. le barre a colata continua, grazie alla loro estrema compattezza ed assoluta assenza di soffiature, si presentano qualitativamente ottime. il procedimento di colata continua permette di ottenere una barra di profilo costante, accuratamente fusa, ed inoltre le caratteristiche meccaniche risultano nettamente superiori, a parità di lega, a quelle di una tradizionale fusione in terra.
la ghisa è una lega ferro-carbonio a tenore di carbonio relativamente alto (> 2,14% fino al 6%) ottenuta per riduzione o comunque trattamento a caldo dei minerali di ferro.
la produzione della ghisa avviene generalmente per riduzione degli ossidi di ferro mediante combustione di carbone a contatto degli stessi, in apparecchiature chiamate altiforni. il minerale viene disposto a strati alternati con carbone a basso tenore di zolfo (solitamente coke); il ferro contenuto nel minerale, quando raggiunge lo stato fuso, cola verso il basso raccogliendosi in appositi contenitori.
l'impiego principale della ghisa è quale intermedio nella produzione di acciaio, che si ottiene per decarburazione della ghisa in apparecchiature (convertitori) in cui viene insufflato ossigeno (o aria): questo, combinandosi con il carbonio, ne riduce il tasso nel metallo fuso e viene evacuato come anidride carbonica.
per le caratteristiche di grande fluidità, la ghisa è usata in larga misura nella produzione di getti di fusione.
rispetto all'acciaio dolce (c < 1,5%), la ghisa presenta maggiore durezza e quindi resistenza all'abrasione, e minore resilienza e quindi maggiore fragilità.
in passato la ghisa veniva fusa esclusivamente in terra, poi si è passati alla fusione in conchiglia e oggi si è arrivati alla colata continua, da cui si ricava la ghisa denominata anche ghisa idraulica. le barre a colata continua, grazie alla loro estrema compattezza ed assoluta assenza di soffiature, si presentano qualitativamente ottime. il procedimento di colata continua permette di ottenere una barra di profilo costante, accuratamente fusa, ed inoltre le caratteristiche meccaniche risultano nettamente superiori, a parità di lega, a quelle di una tradizionale fusione in terra.
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SHIREN
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fonderia vii°
la ghisa lamellare costituisce la tipologia di ghisa più diffusa ed è prodotta con la fusione di rottame di ghisa e di acciaio, con l'aggiunta di elementi grafitizzanti (c compreso tra il 2.5% e il 4% in peso, si tra l'1% e il 3% sempre in peso, p).
a causa delle lamelle, del silicio e del fosforo, spesso si ha fragilità; per ridurla si inocula il bagno con casi, che favorisce la nucleazione eterogenea e quindi la formazione di lamelle corte. in ogni caso la fragilità indotta dalla grafite in lamelle mette in secondo piano la costituzione perlitica o ferritica della matrice metallica e rende inutile parlare di snervamento, duttilità e resilienza.
la quantità di grafite è inversamente proporzionale alla velocità di raffreddamento.
secondo le norme uni le ghise sono denominate con la sigla gjl seguita dalla tensione minima in mpa.
per quanto riguarda i trattamenti termici:
• la ricottura decompone i carburi ledeburitici e aumenta quindi la truciolabilità;
• la normalizzazione trasforma la ferrite in perlite, aumentando la resistenza all'usura;
• la tempra ad induzione è effettuata sulle guide dei bancali.
proprietà:
• ottima colabilità, grazie alla vicinanza alla composizione eutettica;
• ottima truciolabilità, grazie alla grafite;
• ottimo smorzamento delle vibrazioni, grazie alle lamelle di grafite;
• resistenza allo scagliamento fino a 300°c circa.
svantaggi:
non sono saldabili, in quanto le lamelle di grafite amplificano le tensioni interne che si creano durante il processo di saldatura;
• fragilità.
la ghisa lamellare costituisce la tipologia di ghisa più diffusa ed è prodotta con la fusione di rottame di ghisa e di acciaio, con l'aggiunta di elementi grafitizzanti (c compreso tra il 2.5% e il 4% in peso, si tra l'1% e il 3% sempre in peso, p).
a causa delle lamelle, del silicio e del fosforo, spesso si ha fragilità; per ridurla si inocula il bagno con casi, che favorisce la nucleazione eterogenea e quindi la formazione di lamelle corte. in ogni caso la fragilità indotta dalla grafite in lamelle mette in secondo piano la costituzione perlitica o ferritica della matrice metallica e rende inutile parlare di snervamento, duttilità e resilienza.
la quantità di grafite è inversamente proporzionale alla velocità di raffreddamento.
secondo le norme uni le ghise sono denominate con la sigla gjl seguita dalla tensione minima in mpa.
per quanto riguarda i trattamenti termici:
• la ricottura decompone i carburi ledeburitici e aumenta quindi la truciolabilità;
• la normalizzazione trasforma la ferrite in perlite, aumentando la resistenza all'usura;
• la tempra ad induzione è effettuata sulle guide dei bancali.
proprietà:
• ottima colabilità, grazie alla vicinanza alla composizione eutettica;
• ottima truciolabilità, grazie alla grafite;
• ottimo smorzamento delle vibrazioni, grazie alle lamelle di grafite;
• resistenza allo scagliamento fino a 300°c circa.
svantaggi:
non sono saldabili, in quanto le lamelle di grafite amplificano le tensioni interne che si creano durante il processo di saldatura;
• fragilità.
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SHIREN
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fonderia viii°
una ghisa duttile (detta anche ghisa sferoidale) è un tipo di ghisa in cui la grafite, anziché sotto forma di lamelle, si presenta in noduli a forma di sferoidi. i noduli si trovano in una matrice metallica la cui struttura è funzione della composizione chimica del tipo specifico di ghisa, della velocità di raffreddamento al momento della solidificazione e degli eventuali trattamenti termici successivi.
interazione tra cricca e grafite
la forma sferoidale della grafite produce una minore concentrazione di tensione rispetto a quella lamellare; inoltre la forma sferica è quella che a parità di volume presenta la minore superficie e la matrice risulta perciò meno danneggiata riuscendo così a sfruttarne meglio le caratteristiche.
inoltre nella ghisa sferoidale i noduli di grafite esercitano un’azione di arresto per le cricche , a differenza della grafite lamellare che offre una via preferenziale per la loro propagazione (figura 2a).
la ghisa sferoidale presenta un notevole miglioramento di tutte le caratteristiche meccaniche ed inoltre una proprietà che è sconosciuta alla ghisa "normale": la duttilità.
una ghisa duttile (detta anche ghisa sferoidale) è un tipo di ghisa in cui la grafite, anziché sotto forma di lamelle, si presenta in noduli a forma di sferoidi. i noduli si trovano in una matrice metallica la cui struttura è funzione della composizione chimica del tipo specifico di ghisa, della velocità di raffreddamento al momento della solidificazione e degli eventuali trattamenti termici successivi.
interazione tra cricca e grafite
la forma sferoidale della grafite produce una minore concentrazione di tensione rispetto a quella lamellare; inoltre la forma sferica è quella che a parità di volume presenta la minore superficie e la matrice risulta perciò meno danneggiata riuscendo così a sfruttarne meglio le caratteristiche.
inoltre nella ghisa sferoidale i noduli di grafite esercitano un’azione di arresto per le cricche , a differenza della grafite lamellare che offre una via preferenziale per la loro propagazione (figura 2a).
la ghisa sferoidale presenta un notevole miglioramento di tutte le caratteristiche meccaniche ed inoltre una proprietà che è sconosciuta alla ghisa "normale": la duttilità.
