Storia Produzione Acciaio per Utensili
Inviato: 15/04/2017, 19:04
Introdurrò in questo thread delle note storiche sulla produzione dell'acciaio da utensili.
I metodi di fabbricazione dell'acciaio da utensili ( per lavorazioni a freddo ) si possono classificare come segue:
1) Metallo affinato ottenuto allo stato pastoso
a) Affinazione a contatto col combustibile, nei bassi fuochi;
b) Affinazione a contatto con i prodotti della combustione, su suola di forno a riverbero, con rimescolamento o pudellatura.
2)* Metallo affinato ottenuto allo stato liquido ( più omogeneo):
a)* Acciai al crogiolo, per la produzione di altissima qualità
b) Processo Acido ( Bessemer) o basico ( Thomas )
c) Processo Martin-Siemens
Il ferro utilizzato era svedese.
Un altro antico processo è quello della produzione dell'acciaio allo stato solido, che comunque veniva coadiuvato con un raffinamento al crogiolo (2a)* ed era proprio della produzione di acciai duri da utensili per lavorazione a freddo.
Questo procedimento era però molto dispendioso; un forno Bessemer produce in un giorno tanto acciaio quanto ne si produce al crogiolo in un anno con un forno a cementazione. Affinché la raffinazione (fusione) al crogiolo abbia i suoi effetti, bisogna attuare prima una cementazione. Gli acciai saranno cosi più fini e puri a livello di grano. Non è una prerogativa del passato questa tecnica, perché la si utilizzò anche con i forni elettrici.
Il primo a compiere studi sulla produzione dell'acciaio decarburando la ghisa in Europa fu Rèaumur, un fisico francese nel 1722 e il suo procedimento fu perfezionato da Lucas nel 1820. Questo processo viene classificato come Europeo. Si contrappone al metodo cosiddetto americano.
La ghisa veniva decarburata in due modi: usando carbone da legna e carbonato di bario e si muoveva la massa a mano, con degli utensili simili a scope, in modo da far penetrare la sostanza all'interno dell'intera massa di ghisa, oppure veniva utilizzato l'ossido di ferro,mischiandolo alla ghisa, e la particolare struttura dendritica era data dal monossido di carbonio ( che si crea dall'unione di carbonio con ossido di ferro) che è molto volatile e attraversa, propagandosi all'aria aperta tramite i camini, l'intera sostanza.
La prima ipotesi fu pensata da Ledebur ( scopritore della Ledeburite), l'ultima da altri scienziati, e posso dire, avendo creato con Franz Kleber simili acciai, che quest'ultima sia la più veritiera e di più facile attuazione. Sostanzialmente la reazione che si ottiene con l'ossido di ferro e più veloce di quella attuata con carbone da legna e il carbonato di bario. Per la forgiatura dela Tahamagane invece i giapponesi usano carbone da legna al 60% e carbonato di bario al 40% oppure legno di quercia e ferrocianuro potassico (20%).
Verso la fine del 1700, per soddisfare le esigenze dell'industria che si andava sviluppando rapidamente si pensò di affinare la ghisa nel forno a riverbero, che ha potenzialità assai maggiori e che permette di utilizzare il carbon fossile anziché quello a legno ( quest'ultimo tanto caro a Mushet ). Ebbe cosi origine il metodo della pudellatura.
La pudellatura veniva completata da un'altra operazione, la bollitura, i modo da saldare assieme altre parti di ferro, prodotte dal forno, formando cosi masse più pesanti. Si ottiene cosi del ferro saldato, ma di una qualità che andava bene anche per gli acciai da utensili.
Infatti, come ha scritto anni fa anche Andreat63 gli acciai pudellati, i ferri saldati, i ferri acciaiosi o fibrosi Aston non vanno bene per costruire utensili, ma venivano utilizzati per la costruzione di componenti delle navi. Erano costituiti da una "forte" percentuale di manganese e poco carbonio. Tutto ciò fatta eccezione per alcuni tipi di acciai saldati nati dall'unione di acciai con minore quantità di carbonio con altri ad alto contenuto di carbonio.
I crogiuoli oltre che per creare i cosiddetti acciai al crogiolo, servivano anche per affinare gli acciai prodotti dai metodi Bessemer e Martin. Non vi è comunque nessuna sostanziale differenza invece tra gli acciai prodotti al crogiolo e quelli prodotti nei forni elettrici ad arco ad alta frequenza.
Infatti, sia i processi Bessemer che Martin producono acciai inferiori, come qualità, a quelli al crogiolo, ma, per ridurre i tempi di lavorazione, si usava, per raffinare tali acciai, i forni elettrici e non i crogiuoli.
Tra il processo Bessemer e Martin, il primo si può ritenere leggermente migliore del secondo, ma le ghise e gli acciai derivanti contenevano troppo zolfo. Nel 1879 Thomas e Gilchrist crearono un forno che tolgieva il problema dato da questo elemento, eliminando cosi dal processo la raffinazione con i forni elettrici, diminuendo i tempi della procedura di produzione acciaio ad alta qualità.
I metodi di fabbricazione dell'acciaio da utensili ( per lavorazioni a freddo ) si possono classificare come segue:
1) Metallo affinato ottenuto allo stato pastoso
a) Affinazione a contatto col combustibile, nei bassi fuochi;
b) Affinazione a contatto con i prodotti della combustione, su suola di forno a riverbero, con rimescolamento o pudellatura.
2)* Metallo affinato ottenuto allo stato liquido ( più omogeneo):
a)* Acciai al crogiolo, per la produzione di altissima qualità
b) Processo Acido ( Bessemer) o basico ( Thomas )
c) Processo Martin-Siemens
Il ferro utilizzato era svedese.
Un altro antico processo è quello della produzione dell'acciaio allo stato solido, che comunque veniva coadiuvato con un raffinamento al crogiolo (2a)* ed era proprio della produzione di acciai duri da utensili per lavorazione a freddo.
Questo procedimento era però molto dispendioso; un forno Bessemer produce in un giorno tanto acciaio quanto ne si produce al crogiolo in un anno con un forno a cementazione. Affinché la raffinazione (fusione) al crogiolo abbia i suoi effetti, bisogna attuare prima una cementazione. Gli acciai saranno cosi più fini e puri a livello di grano. Non è una prerogativa del passato questa tecnica, perché la si utilizzò anche con i forni elettrici.
Il primo a compiere studi sulla produzione dell'acciaio decarburando la ghisa in Europa fu Rèaumur, un fisico francese nel 1722 e il suo procedimento fu perfezionato da Lucas nel 1820. Questo processo viene classificato come Europeo. Si contrappone al metodo cosiddetto americano.
La ghisa veniva decarburata in due modi: usando carbone da legna e carbonato di bario e si muoveva la massa a mano, con degli utensili simili a scope, in modo da far penetrare la sostanza all'interno dell'intera massa di ghisa, oppure veniva utilizzato l'ossido di ferro,mischiandolo alla ghisa, e la particolare struttura dendritica era data dal monossido di carbonio ( che si crea dall'unione di carbonio con ossido di ferro) che è molto volatile e attraversa, propagandosi all'aria aperta tramite i camini, l'intera sostanza.
La prima ipotesi fu pensata da Ledebur ( scopritore della Ledeburite), l'ultima da altri scienziati, e posso dire, avendo creato con Franz Kleber simili acciai, che quest'ultima sia la più veritiera e di più facile attuazione. Sostanzialmente la reazione che si ottiene con l'ossido di ferro e più veloce di quella attuata con carbone da legna e il carbonato di bario. Per la forgiatura dela Tahamagane invece i giapponesi usano carbone da legna al 60% e carbonato di bario al 40% oppure legno di quercia e ferrocianuro potassico (20%).
Verso la fine del 1700, per soddisfare le esigenze dell'industria che si andava sviluppando rapidamente si pensò di affinare la ghisa nel forno a riverbero, che ha potenzialità assai maggiori e che permette di utilizzare il carbon fossile anziché quello a legno ( quest'ultimo tanto caro a Mushet ). Ebbe cosi origine il metodo della pudellatura.
La pudellatura veniva completata da un'altra operazione, la bollitura, i modo da saldare assieme altre parti di ferro, prodotte dal forno, formando cosi masse più pesanti. Si ottiene cosi del ferro saldato, ma di una qualità che andava bene anche per gli acciai da utensili.
Infatti, come ha scritto anni fa anche Andreat63 gli acciai pudellati, i ferri saldati, i ferri acciaiosi o fibrosi Aston non vanno bene per costruire utensili, ma venivano utilizzati per la costruzione di componenti delle navi. Erano costituiti da una "forte" percentuale di manganese e poco carbonio. Tutto ciò fatta eccezione per alcuni tipi di acciai saldati nati dall'unione di acciai con minore quantità di carbonio con altri ad alto contenuto di carbonio.
I crogiuoli oltre che per creare i cosiddetti acciai al crogiolo, servivano anche per affinare gli acciai prodotti dai metodi Bessemer e Martin. Non vi è comunque nessuna sostanziale differenza invece tra gli acciai prodotti al crogiolo e quelli prodotti nei forni elettrici ad arco ad alta frequenza.
Infatti, sia i processi Bessemer che Martin producono acciai inferiori, come qualità, a quelli al crogiolo, ma, per ridurre i tempi di lavorazione, si usava, per raffinare tali acciai, i forni elettrici e non i crogiuoli.
Tra il processo Bessemer e Martin, il primo si può ritenere leggermente migliore del secondo, ma le ghise e gli acciai derivanti contenevano troppo zolfo. Nel 1879 Thomas e Gilchrist crearono un forno che tolgieva il problema dato da questo elemento, eliminando cosi dal processo la raffinazione con i forni elettrici, diminuendo i tempi della procedura di produzione acciaio ad alta qualità.