Il ferro è uno dei metalli più diffusi e abbondanti in natura ed è il più importante nell’industria. Si trova raramente allo stato libero, e soltanto come ferro meteoritico in quei frammenti di materia cosmica che cadono sulla Terra (meteoriti): il ferro viene perciò estratto dai suoi minerali con processi metallurgici.
I minerali più ricchi e che quindi sono sfruttati per l’estrazione del metallo sono: la magnetite, l’ematite, la limonite, la siderite e la pirite.
Ghisa e acciao
Allo stato puro il ferro non è praticamente utilizzato, mentre sono largamente impiegate le sue leghe di ferro e carbonio: GHISE E ACCIAI.
- le ghise, con contenuto di carbonio dal 2 al 4%;
- gli acciai, con contenuto di carbonio inferiore al 2%.
Quello che nel linguaggio comune è definito ferro è, in realtà, un acciaio a basso tenore di carbonio (acciaio dolce).
Come abbiamo già detto, l’estrazione del ferro dai suoi minerali prende il nome di siderurgia.
Stabilimento siderurgico e altoforno
Uno stabilimento siderurgico viene definito a ciclo integrale quando, partendo dal minerale di ferro, si arriva a produrre laminati di acciaio (lamiere, tubi, profilati, rotaie ecc.).
La produzione dell’acciaio è ottenuta quasi esclusivamente in modo indiretto attraverso l’altoforno: in un primo momento si produce la ghisa madre, successivamente la ghisa madre viene convertita in acciaio.
Schema di uno stabilimento siderurgico:
L’Altoforno:
L’estrazione del ferro dai suoi minerali viene fatta nell’altoforno.
- Nella parte superiore dell’altoforno vi è la bocca di carico, attraverso cui si introducono, a strati alterni, il minerale di ferro, il combustibile (carbone) e il fondente.
- Il minerale deve subire, prima di essere introdotto nell’altoforno, alcune operazioni preliminari. È introdotto nella forma di ossido.
- Il combustibile impiegato è il coke metallurgico (carbone), ottenuto dalla distillazione del litantrace.
- Il fondente ha il compito di combinarsi con la ganga (cioè con le sostanze estranee presenti nel minerale) e le ceneri, e di formare le scorie o loppe.
- Nel ventre avviene la fusione di tutti i materiali: il ferro assorbe carbonio e si trasforma in ghisa.
- Nella parte più bassa dell’altoforno si trova il crogiolo, dove si raccoglie la ghisa fusa.
- Sopra il crogiolo vi è una serie di ugelli (fori), attraverso i quali viene soffiata l’aria calda necessaria per la combustione.
- Il gas prodotto dall’altoforno viene depurato dalle polveri e poi utilizzato per riscaldare l’aria necessaria all’altoforno per mezzo dei recuperatori Cowper, grandi torri di mattoni refrattari che funzionano come scambiatori di calore.
