Classe 3^ - UdA n° 2: MATERIA E MATERIALI: PROPRIETÀ, PROCESSI PRODUTTIVI, IMPIEGHI – Fabbr. Acciai: convertitori Altri tipi di convertitori In questi ultimi anni si sono susseguiti numerosi brevetti di affinazione dell’acciaio. Tra i più interessanti sono i seguenti. - Convertitore O.B.M. (Oxigen Boden MaxHutte) - Q.B.O.P. (Quick Basic Oxygen Process) E’ un processo di fabbricazione dell’acciaio (1967) che, partendo dalla ghisa madre, accomuna i metodi Thomas e L.D. Dal fondo del convertitore, attraverso un certo numero di ugelli (10÷18) vengono soffiati ossigeno puro ed un gas tipo metano o propano, come illustrato nella figura a lato. L’ssigeno ha lo scopo di ossidare i vari elementi come visto in precedenza; il metano ha lo scopo di raffreddare localmente il fondo del convertitore evitandone la rapida corrosione. La qualità dell’acciaio è simile a quella ottenuta col metodo L.D. - Convertitore A.O.D (Argon Oxygen Decarburation) Con questo metodo (1970) si produce acciaio inossidabile partendo da acciaio comune, fuso precedentemente nel forno elettrico ed immesso nel convertirore A.O.D mediante apposita secchia, insieme a ferro-leghe. Attraverso tubiere disposte lateralmente al forno, viene immessa una miscela di un gas inerte (argon) ed ossigeno. La presenza dell’argon abbassa la temperatura del bagno metallico e riduce la reattività dell’ossigeno nei confronti degli elementi presenti nell’acciaio (carbonio, manganese e cromo) Classe 3^ - Tecnologie mecc. di proc. e prod. - Appunti dalle lezioni del prof. Di Cara Nicola – ITIS “Galilei” - Conegliano Pag. 1 Classe 3^ - UdA n° 2: MATERIA E MATERIALI: PROPRIETÀ, PROCESSI PRODUTTIVI, IMPIEGHI – Fabbr. Acciai: convertitori - Metodo Kaldo Il convertitore è simile a quello L.D. ma fortemente inclinato (α = 40°) e rotate (n = 20 ÷ 40 giri/min). L’ossigeno, molto puro, è immesso tramite una lancia ad una pressione di 0,3 ÷ 0,4 MPa (3 ÷ 4 bar). Il getto di ossigeno colpisce la superficie del bagno metallico sotto una forte angolazione, per cui agisce più sulla scoria che sulla carica metallica. La rotazione del convertitore riduce al minimo la formazione di ossido di ferro che passa nelle scorie, con conseguente aumento della resa metallica. Il rottame (fino al 50 %) abbassa la temperatura. L’acciaio ottenuto è di ottima qualità. - Metodo Rotor E’ un’evoluzione del processo Kaldo. Il convertitore, che è cilindrico ed orizzontale, ruota lentamente intorno al suo asse longitudinale. Due lance immettono ossigeno, una sopra il bagno metallico e l’altra dentro il bagno stesso. L’ossigeno introdotto nella massa liquida decarbura la ghisa formando CO che, uscendo dalla superficie del bagno, si combina con l’ossigeno proveniente dalla lancia superiore formando CO2 con grande sviluppo di calore. Nel Rotor vengono caricate ghise ad elevata percentuale di fosforo e calce e vengono immessi rottami di acciaio. Il Rotor, appoggiato su rulli, durante il processo ruota lentamente provocando un continuo rimescolamento di ghisa e scoria che favorisce l’affinazione e in particolare la defosforazione. E’ possibile estrarre, a metà processo, la scoria prodotta ed aggiungere nuova calce in modo da avere la completa defosforazione. Gli acciai prodotti con tale metodo sono di ottima qualità. Classe 3^ - Tecnologie mecc. di proc. e prod. - Appunti dalle lezioni del prof. Di Cara Nicola – ITIS “Galilei” - Conegliano Pag. 2 Classe 3^ - UdA n° 2: MATERIA E MATERIALI: PROPRIETÀ, PROCESSI PRODUTTIVI, IMPIEGHI – Fabbr. Acciai: convertitori Forno Elettrico Heroult Si tratta di un forno a suola non conduttrice, alimentato da corrente elettrica e provvisto di due o tre elettrodi di grafite. Si producono almeno due archi elettrici (o tre): uno scocca tra il primo elettrodo e il bagno metallico, l'altro tra il bagno stesso e il secondo elettrodo. Capacità = 5÷25 tonnellate Diametro elettrodi = 40÷60 cm Tempo operazione = 3÷4 ore IMPIEGHI: 1) 2) Cilindro oleodinamico Affinazione della ghisa (le fasi della trasformazione della ghisa in acciaio sono le medesime viste per il convertitore L. D.) Fabbricazione degli acciai speciali In questo secondo caso le operazioni sono: • Carica dell’acciaio al carbonio già raffinato • Fusione (tramite il calore generato dagli archi elettrici che scoccano tra gli elettrodi di grafite ed il bagno metallico) • Aggiunta degli elementi speciali (Cr. Ni, ....) • Eventuale aggiunta di ghisa pura per ottenere il dosaggio di carbonio Durante l’operazione si prelevano dei campioni e si sottopongono all’analisi per controllare la composizione ed apportare correzioni. VANTAGGI: • • • • • Riscaldamento rapidissimo; Temperature molto elevate e facilmente regolabili; Non si immette aria ma ossidi solidi; Gli acciai fabbricati non contengono sostanze nocive; Oltre a fabbricare l'acciaio, questo forno è adatto per la fabbricazione di acciai speciali partendo da un acciaio già raffinato. Classe 3^ - Tecnologie mecc. di proc. e prod. - Appunti dalle lezioni del prof. Di Cara Nicola – ITIS “Galilei” - Conegliano Pag. 3