sabato 25 giugno 2011
In conclusione
La produzione dell'acciaio è uno degli indicatori più significativi della potenza economica di un paese.
In passato le acciaierie sorgevano nelle regioni produttrici di minerale ferroso e di carbone, successivamente nelle vicinanze dei grandi porti. I maggiori centri siderurgici rimasero comunque quelli al centrodei diversi Paesi: nella Ruhr (Germania), in Lorena (Francia), in Slesia (Polonia), in Ucraina e nella regione degli Urali, nel distretto di Sheffield (Gran Bretagna), in Pennsylvania (USA), in Giappone. Dall'inizio degli anni Settanta furono individuate nuove aree geografiche nel Sud-Est asiatico, Medio Oriente, America Latina.
Nonostante l'alternarsi delle economie mondiali , l'acciaio è sempre stato ed è uno dei più importanti materiali per la produzione di strutture e di utensili fondamentali per il miglioramento della vita.
In passato le acciaierie sorgevano nelle regioni produttrici di minerale ferroso e di carbone, successivamente nelle vicinanze dei grandi porti. I maggiori centri siderurgici rimasero comunque quelli al centrodei diversi Paesi: nella Ruhr (Germania), in Lorena (Francia), in Slesia (Polonia), in Ucraina e nella regione degli Urali, nel distretto di Sheffield (Gran Bretagna), in Pennsylvania (USA), in Giappone. Dall'inizio degli anni Settanta furono individuate nuove aree geografiche nel Sud-Est asiatico, Medio Oriente, America Latina.
Nonostante l'alternarsi delle economie mondiali , l'acciaio è sempre stato ed è uno dei più importanti materiali per la produzione di strutture e di utensili fondamentali per il miglioramento della vita.
Macchinari ed utilizzo
I principali macchinari e le strutture utilizzati al giorno d'oggi per produrre l'acciaio sono:
Artisti contemporanei ne hanno esaltato le caratteristiche come ad esempio Nino Ucchino nella sua La piramide e gli zoccoli
.
- I preriscaldatori Cowper
- Gli altoforni
- I forni Martin-Siemens
- I forni elettrici
- I convertitori LD
- I convertitori Kaldo
Artisti contemporanei ne hanno esaltato le caratteristiche come ad esempio Nino Ucchino nella sua La piramide e gli zoccoli
.La storia dell'acciaio
L'uso dell'acciaio risale almeno al 300 d.C. presso gli indù che ne tramandarono il metodo per la fabbricazione.
Ma in Europa occorre attendere fino alla prima metà del XVIII secolo: nel periodo della Rivoluzione Industriale in Inghilterra ci fu una progressiva e continua ricerca per migliorare le tecniche di produzione di ghisa e acciaio. Nel 1740 Benjamin Huntsman mise a punto un nuovo sistema di produzione dell'acciaio fuso per mezzo del calore intenso prodotto della combustione del coke con insufflaggio forzato di aria.
L'incremento della produzione di materiali più resistenti quali ghisa e acciaio permise la costruzione di macchine utensili più robuste e precise provocando una lenta ma inesorabile sostituzione del legno.
Nel 1783 Henry Cort brevettò il puddelling e le successive operazioni di laminazione dei lingotti di acciaio ottenendo una produttività di 15 volte quella dei metodi tradizionali al maglio ma nel 1789 il brevetto cadde in prescrizione a causa di una non adeguata protezione.
Con il passare degli anni, pur producendo con il puddelling un acciaio di buona qualità, i costi erano ancora troppo elevati.
In circa 50 anni , dal 1790 al 1840, si passò da 7 a 3,5 t di carbone per produrre 1 t di ghisa. Questo miglioramento nella produzione consentì un forte potenziamento delle ferrovie.
Nel 1855 Bessemer inventò il convertitore per la trasfromazione della ghisa in acciaio che brevetterà nel 1860. Tale convertitore fu sostituito, in tempi più recenti, dal convertitore LD e dal convertitore Kaldo.
Nel 1913 Harry Brearly , tentando di creare un nuovo acciaio per armi, produsse per la prima volta l'acciaio inossidabile.
La storia dell'acciaio è ripercorribile anche studiandone i vari tipi prodotti nel mondo nel corso dei secoli; tra i principali:
Acciaio Wootz - 300 d.C. - primo tipo di acciaio conosciuto dotato di una incredibile purezza e prodotto dal riscaldamento di ferro, carbone e vetro. Questa tecnica arrivò in Europa a partire dal XVII secolo ma solo nel secolo successivo fu possibile replicarne la fattura
Acciaio Damasco - dopo anno 1000 - si tratta di un acciaio divenuto mitico in Europa grazie alle caratteristiche di maggior resistenza e flessibilità rispetto all'acciaio Wootz. Venne impiegato principalmente nella produzione delle spade utilizzate contro i crociati. Queste spade erano flessibili e allo stesso tempo mantenevano un filo tagliente per molto tempo. La variazione di tenore di carbonio tra il filo e il centro conferiva alla spada un particolare disegno ondulato da cui l'aggettivo damascato.
La tecnica originale della produzione di questo acciaio fu perduta e nessuno in Europa riuscì a replicarla.
Solo in Giappone venne creato un acciaio simile ma privo di disegno.
Acciaio a pacchetto - Rinascimento benchè prodotto prima del V secolo - consiste in una struttura a strati alterni di ferro dolce e ghisa ripiegati su se stessi. Questo metodo di produzione era lungo e costoso. Si pensò che l'acciaio damascato fosse prodotto nella medesima maniera ma si capì che non era così.
Acciaio al crogiolo - 1740 - Benjamin Huntsman riscoperse la tecnica dell'acciaio al crogiolo che consisteva nella fusione del ferro in speciali fornaci con successiva aggiunta di ghisa in modo da ottenere il tenore di carbonio desiderato; successivamente l'acciaio veniva colato in lingotti. Questo metodo fu sostituito dal convertitore Bessemer .
Acciaio Bulat - inizi '800 - si tratta di un acciaio stratificato ottenuto raffreddando lentamente la massa fusa in modo da formare strati alternati di ferrite e cementite. Fu inventato da P.P. Anosov.
Questo tipo di processo di produzione dell'acciaio , come quello dell'acciaio al crogiolo, fu sostituito dal convertitore Bessemer.
Ma in Europa occorre attendere fino alla prima metà del XVIII secolo: nel periodo della Rivoluzione Industriale in Inghilterra ci fu una progressiva e continua ricerca per migliorare le tecniche di produzione di ghisa e acciaio. Nel 1740 Benjamin Huntsman mise a punto un nuovo sistema di produzione dell'acciaio fuso per mezzo del calore intenso prodotto della combustione del coke con insufflaggio forzato di aria.
L'incremento della produzione di materiali più resistenti quali ghisa e acciaio permise la costruzione di macchine utensili più robuste e precise provocando una lenta ma inesorabile sostituzione del legno.
Nel 1783 Henry Cort brevettò il puddelling e le successive operazioni di laminazione dei lingotti di acciaio ottenendo una produttività di 15 volte quella dei metodi tradizionali al maglio ma nel 1789 il brevetto cadde in prescrizione a causa di una non adeguata protezione.
Con il passare degli anni, pur producendo con il puddelling un acciaio di buona qualità, i costi erano ancora troppo elevati.
In circa 50 anni , dal 1790 al 1840, si passò da 7 a 3,5 t di carbone per produrre 1 t di ghisa. Questo miglioramento nella produzione consentì un forte potenziamento delle ferrovie.
Nel 1855 Bessemer inventò il convertitore per la trasfromazione della ghisa in acciaio che brevetterà nel 1860. Tale convertitore fu sostituito, in tempi più recenti, dal convertitore LD e dal convertitore Kaldo.
Nel 1913 Harry Brearly , tentando di creare un nuovo acciaio per armi, produsse per la prima volta l'acciaio inossidabile.
La storia dell'acciaio è ripercorribile anche studiandone i vari tipi prodotti nel mondo nel corso dei secoli; tra i principali:
Acciaio Wootz - 300 d.C. - primo tipo di acciaio conosciuto dotato di una incredibile purezza e prodotto dal riscaldamento di ferro, carbone e vetro. Questa tecnica arrivò in Europa a partire dal XVII secolo ma solo nel secolo successivo fu possibile replicarne la fattura
Acciaio Damasco - dopo anno 1000 - si tratta di un acciaio divenuto mitico in Europa grazie alle caratteristiche di maggior resistenza e flessibilità rispetto all'acciaio Wootz. Venne impiegato principalmente nella produzione delle spade utilizzate contro i crociati. Queste spade erano flessibili e allo stesso tempo mantenevano un filo tagliente per molto tempo. La variazione di tenore di carbonio tra il filo e il centro conferiva alla spada un particolare disegno ondulato da cui l'aggettivo damascato.
Solo in Giappone venne creato un acciaio simile ma privo di disegno.
Acciaio a pacchetto - Rinascimento benchè prodotto prima del V secolo - consiste in una struttura a strati alterni di ferro dolce e ghisa ripiegati su se stessi. Questo metodo di produzione era lungo e costoso. Si pensò che l'acciaio damascato fosse prodotto nella medesima maniera ma si capì che non era così.
Acciaio al crogiolo - 1740 - Benjamin Huntsman riscoperse la tecnica dell'acciaio al crogiolo che consisteva nella fusione del ferro in speciali fornaci con successiva aggiunta di ghisa in modo da ottenere il tenore di carbonio desiderato; successivamente l'acciaio veniva colato in lingotti. Questo metodo fu sostituito dal convertitore Bessemer .
Acciaio Bulat - inizi '800 - si tratta di un acciaio stratificato ottenuto raffreddando lentamente la massa fusa in modo da formare strati alternati di ferrite e cementite. Fu inventato da P.P. Anosov.
Questo tipo di processo di produzione dell'acciaio , come quello dell'acciaio al crogiolo, fu sostituito dal convertitore Bessemer.
venerdì 24 giugno 2011
Personaggi e protagonisti
Nella millenaria storia dell'acciaio i più importanti mutamenti delle tecniche di produzione e la relativa qualità del prodotto avvennero fra il 1740 ed il 1913 e furono ad opera di:
- Benjamin Huntsman nel 1740 introdusse un sistema dove l'acciaio veniva fuso per mezzo del calore prodotto dalla combustione del carbon-coke con insufflaggio forzato di aria.
- Henry Cort nel 1783 brevettò il puddelling e le operazioni di laminazione dei lingotti.
- Nielsen nel 1828 perfezionò il metodo di preriscaldamento dell'aria negli altoforni a coke.
- Henry Bessemer nel 1855 creò il convertitore per trasformare la ghisa in acciaio, in queste macchine l'aria veniva soffiata dal basso e il riscaldamento era legato alle reazioni di ossidazione del carbonio e degli altri elementi. L'ambiente chimico era importante ai fini della produzione, per questo i convertitori presero il nome di Bessemer ( o acido ) e Thomas ( o basico ).
- Kalling presentò impianti dove si introduceva ossigeno dall'alto e dove il convertitore ruotava su se stesso favorendo la combustione delle impurità e la decarburazione (convertitore Kaldo).
- Carl Wilhelm Siemens creò un forno, successivamente perfezionato da Pierre-Emile Martin, dove il calore veniva prodotto da bruciatori aria-combustibile e dove erano presenti oltre ad una volta refrattaria, che consentiva di riverberare le fiamme nella struttura contenente la colata (detta laboratorio), due serie di refrattari preriscaldati in modo tale che la temperatura si mantenesse costante. Questa struttura prese il nome di forno Martin-Siemens.
- Pavel Petrovich Anosov agli inizi dell' '800 creò un acciaio stratificato ottenuto per raffreddamento, l'acciaio Bulat.
- Harry Brearly nel 1913 scoprì e brevettò l'acciaio inossidabile.
Citazioni
Essendo l'acciaio poco diffuso prima della rivoluzione industriale, specialmente in Europa, sono rare le citazioni dove si parla o comunque viene presa in considerazione questa lega.
Uno dei pochi autori che la utilizzò nei suoi testi fu Niccolò Macchiavelli, ad esempio, nella sua unica novella conosciuta ( scritta fra il 1518 ed il 1527 ) Belfagor arcidiavolo.
[...]le mascella che paiono d'acciaio. Io penso che, poi che[...]
Successivamente Carlo Goldoni, un autore contemporaneo alla rivoluzione industriale in Inghilterra del '700, citò l'acciaio in alcune sue opere.Ad esempio nell' Amore in caricatura.
[...]Ecco le forbici,~~E d'acciaio perfetto. (cava una custodia[...]
Un grande scrittore fra la fine dell' '800 e gli inizi del '900 quale fu Emilio Salgari creò opere ambientate in Oriente ( il primo tipo di acciaio di cui si ha notizia è stato scoperto in India probabilmente forgiato intorno al 300 d.C. benchè alcuni sostengano che gli indù lo utilizzassero già dal 200 a.C.) fra le quali possiamo ricordare I pirati della Malesia.
[...]argento, di grandi parangs di acciaio finissimo, di scimitarre,[...]
Nonostante il fatto che l'acciaio si duffuse in Europa dal V secolo d.C. gli scrittori che iniziarono a parlarne più assiduamente furono fra il XIX ed il XX secolo:
Giovanni Verga ad esempio nella sua raccolta Vita dei campi
[...]le tenebre, come spade d'acciaio, o quando il tramonto vi[...]
e Gabriele D'Annunzio nella sua opera Il piacere
[...]lo stridore d'una lama d'acciaio a contrasto d'una lastra[...]
Citazioni da Intratext.it
lunedì 20 giugno 2011
Iconografia
L'acciaio ha numerosi campi di impiego date sia le sue utili caratteristiche di base sia le molteplici forme in cui è lavorabile.
La sua forma base,appena forgiato, in genere, è di spirale
ma già da subito viene lavorato, le principali e più diffuse forme sono:
i laminati
i tubi
e i fili
.
e di navi
e nelle strutture, ben più visibili, al loro interno, come ad esempio le scale
.
e le sedie
Infine si può dire che l'acciaio è utilizzato come materiale anche in alcune opere d'arte, come ad esempio nella torre Branca a Milano
In conclusione vi è da dire che molti oggetti,utensili e macchine possono essere costituiti anche da altri materiali, qui si voleva mostrare alcuni dei molteplici possibili utilizzi dell'acciaio nella vita di ogni giorno.
La sua forma base,appena forgiato, in genere, è di spirale
ma già da subito viene lavorato, le principali e più diffuse forme sono:
i laminati
.Questa sua ampia possibilità di lavorazioni consente un enorme utilizzo industriale, nelle più svariate forme.
Ad esempio viene utilizzato nella costruzione di casseforti
e di navi
.
Ma altrettanto comune è il suo impiego nella costruzione delle strutture degli edifici
e nelle strutture, ben più visibili, al loro interno, come ad esempio le scale
.Molti oggetti della nostra vita quotidiana, ben meno appariscenti di strutture,scale o navi, sono d'acciaio, come le pentole
e le sedie
Infine si può dire che l'acciaio è utilizzato come materiale anche in alcune opere d'arte, come ad esempio nella torre Branca a Milano
In conclusione vi è da dire che molti oggetti,utensili e macchine possono essere costituiti anche da altri materiali, qui si voleva mostrare alcuni dei molteplici possibili utilizzi dell'acciaio nella vita di ogni giorno.
mercoledì 15 giugno 2011
Discipline e studi annessi
Metallurgia, il complesso delle norme tecniche necessarie per estrarre i metalli puri dai grezzi e prepararli per la lavorazione industriale ; anche , l’insieme delle operazioni che si fanno a questo scopo.
Siderurgia, fabbricazione e lavorazione del ferro e dell’acciaio – propriamente indica la lavorazione del ferro (sìdēros significa ‘ferro’ – érgon significa ‘opera’) ma con il passare degli anni il significato è stato ampliato -.
Definizione
Acciàio, s.m. 1. lega di ferro e carbonio, suscettibile di molteplici impieghi industriali / - temperato, quello che è stato trattato in modo da acquistare particolare durezza ed elasticità / avere una tempra, una memoria d’ - , (fig.) molto forte / sguardo, occhio d’ - , (fig.) duro, inflessibile, penetrante 2. (ant.) acciarino ¶ Lat. tardo aciārĭum , deriv. di acĭēs ‘ filo tagliente, punta ‘ delle armi bianche, nella cui fabbricazione detto metallo veniva usato.
da “Dizionario Garzanti Della Lingua Italiana – 1965 – II edizione”
lunedì 13 giugno 2011
Proprietà legate ad altri elementi
Oltre alle caratteristiche di base dell’acciaio, più o meno evidenti in base al tenore di carbonio e ferro, già precedentemente enunciate, ogni singolo elemento conferisce a questa lega proprietà più o meno forti in base al relativo tenore.
E’ possibile elencare i singoli elementi e le proprietà ad essi associate:
- Il manganese facilita la tempra aumenta la durezza e la resistenza ad usura e rottura inoltre mantiene la saldabilità della lega
- Il nichel aumenta la temprabilità, la durezza e la resistenza a fatica e corrosione
- Il rame aumenta la resistenza alla corrosione
- Il molibdeno aumenta la temprabilità, la durezza e la resistenza a fatica, rottura e corrosione anche ad elevate temperature, conferisce inossidabilità e riduce il fenomeno dello scorrimento viscoso
- Il tungsteno conferisce un’elevata durezza e aumenta la resistenza alla rottura anche ad elevate temperature
- L’alluminio è impiegato nella produzione di acciai tramite nitrurazione (trattamento che utilizza azoto o un gas in grado di cedere quest’ultimo conferendo maggiore durezza superficiale e resistenza alla corrosione e all’usura)
- Il fosforo e lo zolfo hanno solamente proprietà dannose per l’acciaio ma purtroppo non sono eliminabili
- Il cromo aumenta la temprabilità, la durezza e la resistenza a fatica e corrosione inoltre conferisce inossidabilità
- Il silicio accresce il campo di esistenza dell’austenite, diminuisce la deformabilità, esalta le caratteristiche magnetiche e aumenta il modulo elastico.
Altre proprietà accomunano più elementi come ad esempio:
- Piombo, titanio, vanadio e cobalto favoriscono la lavorabilità alle macchine utensili.
Infine altre proprietà provengono dalla presenza di più elementi contemporaneamente come ad esempio:
- L’unione di titanio, cromo, alluminio, molibdeno e nichel conferisce un elevatissimo limite di snervamento e tenacità
- L’unione di vanadio, antimonio e stagno è utilizzata nella creazione di acciai patinabili (sotto le intemperie consentono la formazione di una patina resistente rendendo, però, impossibile la verniciatura).
domenica 12 giugno 2011
Le caratteristiche base dell'acciaio
L'acciaio è una lega molto diffusa e utilizzata in quanto possiede numerose proprietà, molte delle quali utili all'uomo nella produzione di strumenti, macchine, utensili ed oggetti , tra le quali:
- Elevata resistenza meccanica sia alla trazione sia alla compressione.
- Facilità di riduzione.
- Possibilità di una saldatura precisa.
- Limitato modulo elastico.
- Limitato coefficente di dilatazione lineare.
- Malleabilità (nelle condizioni opportune).
- Duttilità (nelle condizioni opportune).
- Plasticità (nelle condizioni opportune).
- Capacità di subire deformazioni permanenti per azione di forze di trazione e compressione.
- Temprabilità.
- Durezza.
- Finezza della grana cristallina.
martedì 7 giugno 2011
I componenti dell'acciaio
L'acciaio è una lega di ferro e carbonio.
Il tenore del carbonio è compreso tra lo 0,05% e l'1,5%. Superato questo valore (talvolta può raggiungere il 6%) l'acciaio diventa ghisa.
Per dare all'acciaio particolari proprietà vengono aggiunti diversi elementi tra i quali:
Due elementi sempre presenti nell'acciaio sono lo zolfo e il fosforo, dannosi sopra una certa quantità (0.03-0.05%), ma necessari nel ciclo di produzione e in quello di lavorazione.
Il tenore del carbonio è compreso tra lo 0,05% e l'1,5%. Superato questo valore (talvolta può raggiungere il 6%) l'acciaio diventa ghisa.
Per dare all'acciaio particolari proprietà vengono aggiunti diversi elementi tra i quali:
- Rame
- Cobalto
- Nichel
- Molibdeno
- Tungsteno
- Stagno
- Antimonio
- Alluminio
- Vanadio
- Cromo
- Titanio
- Piombo
- Manganese
- Silicio
Due elementi sempre presenti nell'acciaio sono lo zolfo e il fosforo, dannosi sopra una certa quantità (0.03-0.05%), ma necessari nel ciclo di produzione e in quello di lavorazione.
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