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Piccolo glossario della siderurgia

Acciaio | È il nome dato ad una lega composta principalmente da ferro e carbonio, quest’ultimo in percentuale non superiore al 2,06 per cento. Nel mondo si producono ogni anno oltre un miliardo di tonnellate di acciaio, ottenute sia dal ciclo integrale con l’affinazione della ghisa dell’altoforno che con la fusione dei rottami ferrosi e, successivamente, lavorate tramite diversi processi di produzione industriale, quali ad esempio la laminazione, la forgiatura, il trattamento termico e lo stampaggio.

Fabbro | Un fabbro è una persona che crea oggetti di ferro oppure acciaio, utilizzando a questo scopo attrezzi a mano per martellare, curvare, tagliare o, comunque, dare forma al metallo quando questo si trova in uno stato non liquido. Solitamente il metallo viene riscaldato fino a farlo diventare incandescente, e successivamente sottoposto alla lavorazione di forgiatura. Questo tipo di lavorazione è stata una delle prime tecniche utilizzate per la lavorazione dei metalli. Il termine fabbro proviene dalla parola latina faber. Alcuni manufatti dei fabbri sono: cancelli di ferro battuto, griglie, ringhiere, mensole, sculture, attrezzi, oggetti decorativi, utensili da cucina, ed armi. Un fabbro esperto sa realizzare, con il minimo impiego di lavoro ed energia, prodotti di aspetto piacevole che abbinano talento ed originalità.

Ferro | La parola ferro è usata nel linguaggio comune per indicare le leghe di ferro a bassa resistenza definiti acciai dolci. Tale elemento lo si trova sempre legato ad altri quali: carbonio, silicio, manganese, cromo, nichel, ecc. Con il carbonio il ferro forma le sue due leghe più conosciute: l’acciaio e la ghisa. A livello industriale si riesce ad ottenere ferro con una purezza che si avvicina al cento per cento: tale prodotto viene poi utilizzato per essere legato ad altri elementi chimici per ottenere leghe dalle più diverse caratteristiche. Estremamente importante nella tecnologia per le sue caratteristiche meccaniche e la sua lavorabilità, in passato fu tanto importante da dare il nome ad un intero periodo storico, l’Età del ferro.

Ferro battuto | É stato il primo tipo di acciaio ad essere scoperto; è stato probabilmente ottenuto casualmente come sottoprodotto della produzione del rame. Si produceva mettendo in un forno a cupola del minerale di ferro su uno strato di carbone di legna. Il forno era sigillato, la combustione si otteneva insufflando aria con un mantice. Il processo durava alcune ore. Alla fine del processo il forno doveva essere distrutto per estrarre la risultante spugna di ferro, o blumo, che doveva essere battuta per eliminarne le numerose scorie, da cui la denominazione ferro battuto. Il ferro battuto era un acciaio con basso contenuto di carbonio vedi ferro dolce, che risultava quindi impossibile da temprare. Gli oggetti in ferro battuto erano pertanto molto duttili e si piegavano con facilità. Per poter essere resi più resistenti dovevano essere arricchiti di carbonio mediante primitivi metodi di carbocementazione. Per lo stesso motivo si elaborò successivamente la più efficace e laboriosa tecnica dell’acciaio a pacchetto.

Ghisa | 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; il ferro contenuto nel minerale, quando raggiunge lo stato fuso, cola verso il basso raccogliendosi in appositi contenitori. L’impiego principale della ghisa è quello intermedio nella produzione di acciaio, che si ottiene per decarburazione della ghisa in apparecchiature dette 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.

Saldatura ad elettrodo | Il procedimento a elettrodo rivestito deriva dai primi procedimenti ad arco sviluppati fra la fine del XIX secolo e l’inizio del XX secolo. In questi procedimenti inizialmente l’elettrodo, dello stesso tipo di materiale di quello da saldare, non era protetto, quindi si ossidava molto rapidamente e, cosa molto più grave, introduceva ossidi e altre impurità nel bagno di saldatura. Ben presto si vide che aggiungendo al materiale dell’elettrodo disossidanti si ottenevano risultati migliori, inizialmente questi disossidanti erano dentro l’elettrodo, ma gli sviluppi successivi mostrarono l’utilità di avere un rivestimento esternamente al materiale metallico di cui è composto l’interno.

Saldatura TIG | La saldatura TIG, Tungsten Inert Gas, è un procedimento di saldatura ad arco con elettrodo infusibile di tungsteno, sotto protezione di gas inerte, che può essere eseguito con o senza metallo di apporto. La saldatura TIG è uno dei metodi più diffusi, fornisce giunti di elevata qualità, ma richiede operatori altamente specializzati. Questa tecnologia di saldatura fu sviluppata inizialmente per l’industria aeronautica nel corso della Seconda guerra mondiale per sostituire sugli aerei i rivetti con saldature.

Siderurgia | Con il termine siderurgia si indica un settore specifico della metallurgia, che riguarda la tecnica relativa al trattamento dei minerali ad alto contenuto di ferro allo scopo di ottenere ferro o diversi tipi di leghe contenenti ferro, tra cui l’acciaio, la ghisa e gli acciai legati. Il processo di trasformazione del minerale ferroso inizia subito dopo la sua estrazione nella miniera. Il ferro è un elemento chimico particolarmente reattivo, per cui in natura si trova in genere sotto forma di ossidi, ematite e magnetite, idrossidi, limonite, carbonati, siderite, silicati e solfuri. I minerali ferrosi, oltre ai composti suddetti, contengono delle impurezze di vario tipo, che sono chiamate con il nome di ganga. Parte della ganga può essere separata prima che il minerale ferroso sia inviato al processo siderurgico vero e proprio, tramite separazione per differenza di densità, oppure tramite magnetizzazione.

Taglio al plasma | Nasce da una tecnologia già esistente, quella della saldatura tramite getto di plasma. Essa era realizzata tramite un sistema per cui si riusciva a realizzare un getto di plasma ad alto contenuto energetico in grado di lavorare la superficie del pezzo, sia per effettuare trattamenti superficiali sia per ottenere una vera e propria saldatura. Il passo inventivo che porta al taglio plasma è situato nel brevetto del 1955 di Robert Gage per la Union Carbide. Gage introduce, a seguito delle sue ricerche, un ugello, ovvero una parete che, posta lungo il percorso del plasma caldo, lo costringe all’interno di una forma ben definita. Il risultato della presenza di questo componente è un getto molto più sottile, rigido e stabile, tale da avere una potenza specifica talmente alta da essere in grado di tagliare i metalli.

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