Lavorazione dell'acciaio

L'acciaio è uno dei materiali più utilizzati nella produzione industriale globale.

Le sue caratteristiche di malleabilità e tenacia lo rendono uno dei materiali fondamentali per la produzione di prodotti in molti settori: dalle costruzioni edilizie, civili e industriali fino alla produzione di macchine e macchinari di vario impiego.

Inoltre negli ultimi anni, il design si avvale di molti manufatti realizzati in acciaio per creare uno stile contemporaneo dalla linea essenziale, divulgando questo materiale anche nel settore dell'arredamento.

L'impiego in larga scala ha permesso di accrescere una continua richiesta dell'acciaio da parte dell'industria siderurgica. D'altronde l'acciaio ha anche un grande pregio: Rispetta il nostro ecosistema perchè essendo un prodotto naturale, può essere continuamente sottoposto a riciclo.

La composizione dell’acciaio

L’acciaio è una lega composta da ferro e carbonio, dove la percentuale del carbonio non può superare lo 2.06%. Oltre questa soglia la lega diventa ghisa.

In base alla percentuale del carbonio è possibile raggruppare l’acciaio in una classifica che varia dall’extradolce all’extraduro.

L’extradolce ha una percentuale di carbonio che varia dallo 0,05% allo 0,15% fino all’extraduro che ha una percentuale compresa tra lo 0,80% e lo 0,85%.

L’acciaio più comune è l’acciaio dolce, che comprende una percentuale di 0.15% e 0.25% di carbonio.

L’acciaio, grazie alla sua particolare composizione chimica, è un lega plastica a caldo, ovvero fucinabile che ha permesso già dai tempi remoti di poter essere lavorato.

La storia della lavorazione dell’acciaio

La lavorazione dell’acciaio ha origini antiche. Gli storici non sanno individuare quale popolo fu il primo a lavorare il ferro e di conseguenza l’acciaio.

La prima testimonianza risale al XII secolo a. C. in Asia minore, da questa data in poi ci sono varie testimonianze nella cultura di tutti i popoli antichi fino ad arrivare allo sviluppo dell’industria siderurgica, durante le Rivoluzioni Industriali del XVIII – XIX secolo che, hanno messo le basi per la lavorazione odierna dell’acciaio.

Le tecniche di produzione dell'acciaio

L’acciaio si ottiene in un forno tramite un processo in cui si raggiungono temperature molto elevate. I primi forni realizzati dall'uomo erano in grado di raggiungere temperatura massima stimata intorno ai 1.000°C. Temperatura non sufficiente a lavorare il ferro. Inoltre prima dell’era industrializzata l’uomo aveva un’ ulteriore difficoltà per ottenere l’acciaio.

L’acciaio si ottiene da materiali ferrosi riducendo la percentuale di carbonio presente.

Per conseguire ciò era necessario lavorare la ghisa in ambiente povero di ossigeno, in quanto in un ambiente ad elevate temperature il tasso di ossidazione aumentava ed era quindi fondamentale creare un ambiente scarso di ossigeno per la produzione.

Durante le Rivoluzioni industriali, dopo vari esperimenti, è stato trovato il processo di lavorazione adatto che tuttora viene utilizzata nell’industria siderurgica.

Negli altiforni viene mescolato un composto di minerali di ferro (ossidi), carbon coke e calcare. Tramite l’insufflazione di aria molto calda si porta la temperatura a gradi molto elevati ottenendo la combustione del coke che innesca la reazione per cui il ferro dei minerali si libera dell'ossigeno e raggiunge il punto di fusione colando verso il basso. Quindi il materiale fuso viene fatto fuoriuscire dall’altoforno e raccolto.

Dopo questa fase si produce la ghisa perché il ferro ottenuto dall'altoforno presenta ancora una percentuale maggiore di carbonio, ovvero oltre il 2%.

Per ottenere l’acciaio, la ghisa fusa viene arricchita di altro calcare e di calce, in modo da far addensare e rimuovere più facilmente le impurità e successivamente rilavorarla all'interno del forno o convertitore. In questa fase il passaggio di grandi quantità di aria, contenente ovviamente ossigeno, provoca una diminuzione della quantità di carbonio che provoca una reazione con l'ossigeno e l'addensamento delle scorie presenti.

Alla conclusione di questo processo si ottiene l’acciaio.

Durante questo passaggio di produzione è possibile definire le varie caratteristiche dell’acciaio, di cui si necessita, che dipende da diversi fattori:

  • Dalla quantità di carbonio e dagli elementi aggiunti
  • Dalle modalità di lavorazione
  • Da trattamenti termici che avvengono nel corso della lavorazione.

  • La lavorazione dell’acciaio

    In questa procedura si individuano 2 fasi:

    Colata dell'acciaio

    L’acciaio fuso subisce il processo della colata che può essere realizzata in 2 modalità:

    Colata continua: L’acciaio in uno stato pastoso viene fatto passare su un nastro scorrevole per raffreddarlo e in seguito poterlo sezionare in parallelepipedi di qualche metro definiti bramme o blumi.

    Colata in lingotti: L’acciaio viene versato direttamente in contenitori detti “lingottiere”, dove viene fatto freddare. Dopo di che si estrae dai contenitori e viene conservato fino alla successiva lavorazione.

    Laminazione dell'acciaio

    La laminazione consiste nella trasformazione dei lingotti o dei blummi di acciaio nella forma e spessore desiderata.

    Innanzitutto prima di procedere alla laminazione è necessario prima riscaldare l’acciaio, per renderlo malleabile dalle macchine di lavorazione.

    Poi i pezzi di acciaio vengono fatti passare in una serie di cilindri per cambiare la forma e per diminuire lo spessore.

    Da qui in poi è possibile lavorare l’acciaio in modalità diverse a seconda del prodotto che si deve ottenere come per esempio piastre, tubi, nastri e cosi via.

    L'acciaio nell'arredo

    L'acciaio viene impiegato per la realizzazione di molteplici componenti per l'arredamento, dalle scale alle ringhiere, passando per il design dei tavoli, cucine, vasi, sedie.

    La sua incredibile versatilità consente di ottenere complementi di arredo di straordinaria bellezza e resistenza, in grado di dare uno stile moderno ed esclusivo ad ogni ambiente.