Industria Metallurgica.

L’utilizzo di ossigeno puro nella fusione dei metalli ferrosi e non è una tecnologia ormai consolidata per i forni rotativi. Recenti sviluppi nel campo del preriscaldo siviera e dei forni di riscaldo acciaio hanno riportato l’interesse sulla tecnologia dell’ossigeno puro.

Fusione
Trattamenti termici
Generalità
Complesso di operazioni mediante le quali si conferiscono al metallo delle proprietà strutturali, chimiche e meccaniche, necessarie per le successive lavorazioni o per gli impieghi a cui è destinato.

Il tipico ciclo termico comprende tre fasi:

Riscaldamento a temperatura assegnata.
Permanenza a quella temperatura per un tempo assegnato.
Raffreddamento.

A seconda della temperatura raggiunta, della modalità e del tempo impiegato per le fasi di riscaldamento, mantenimento a T costante e raffreddamento, si distinguono diversi tipi di trattamento termico.

A cosa servono

Ricottura
T: 600 – 700 °C
Obiettivo: addolcimento, omogeneizzazione, eliminazione delle tensioni interne

Tempra
T: 800 – 900°C
Obiettivo: Elevata durezza

Rinvenimento
T: 580 – 630 C°
Obiettivo: Tenacità

Carbocementazione
T: 870 – 930°C
Obiettivo: Aumento della resistenza all’usura degli acciai

Carbonitrurazione
T: 721°C- 910 °C
Obiettivo: Durezza superficiale

Brasatura
T: 700 – 1100°C
Obiettivo: Rifusione pasta saldante

Sinterizzazione
T:800-1200°C
Obiettivo: Riscaldamento fino alla temperatura che permette alle particelle di saldarsi tra loro

Trattamento termico a freddo
T: – 70°C
Obiettivo: Resistenza all’usura e alla fatica

ATMOSFERA CONTROLLATA
A cosa servono

Evitare trasformazioni indesiderate:

Ossidazione > sostituzione aria con un’atmosfera riducente.
Decarburazione > eliminare agenti decarburanti.

Evitare trasformazioni indesiderate:

Controllo del potenziale di carbonio.
Variazione del potenziale di carbonio.
Produzione atmosfere controllate da generatore

Generatore endotermico:

Combustione parziale di idrocarburi con apporto di calore dall’esterno.
Atmosfera generata: N2 , CO, H2.
Usi: cementazione acciai e mantenimento del tenore superficiale di carbonio.

Generatore esotermico:

Combustione parziale di idrocarburi con sviluppo parziale di calore.
Atmosfera generata: N2 , CO2, H2.
Usi: protezione acciai a basso tenore di carbonio, rame e sue leghe.

Dissociatore di NH3:

Cracking di NH3.
Atmosfera generata: N2, H2.
Usi: ricottura, brasatura, sinterizzazione.
Produzione atmosfere controllate da gas tecnici

Atmosfere protettive:
N2 puro o N2 + CH4 per mantenere costante il potenziale di carbonio; evitano ossidazione e decarburazione.

Atmosfere reattive:
N2 + H2 + CO + idrocarburi (CH4 o C3H8).
Richiedono una concentrazione di gas attivo > 5%; vengono utilizzate per ridurre gli ossidi presenti sul materiale o realizzare un lieve arricchimento di C superficiale.

Atmosfere a potenziale di C controllato
N2 + H2 + CO + idrocarburi.
Sono richieste alte concentrazioni di gas attivo e basse concentrazioni di H2O e CO2.

L’atmosfera N2 – CH3OH
A 750°C il metanolo si dissocia:
CH3OH > CO + 2H2.
Nebulizzando metanolo liquido in un forno e diluendo opportunamente con N2 è possibile ottenere un’atmosfera di composizione simile all’endogas con in più i seguenti vantaggi:

Bassissime concentrazioni di CO2 e H2O.
Costanza della composizione.
Flessibilità di erogazione in base alle effettive necessità.
Vantaggi sostituzione generatori con gas tecnici

Principali inconvenienti generatori:

Possibili guasti.
Interventi periodici di manutenzione.
Mancanza di flessibilità.
Tempi morti dovuti all’avviamento e allo spegnimento.
Produzione non costante dell’atmosfera.

Vantaggi dei gas tecnici:

Miglioramento della qualità dell’atmosfera.
Costanza di composizione.
Versatilità di impiego.
Riduzione sostanziale degli immobilizzi ed ammortamenti.
Maggior facilità di gestione.
Razionalizzazione dei consumi.
Migliore pressurizzazione del forno.
Metalli ferrosi
Metalli non ferrosi
UTILIZZOTIPOLOGIA DI GAS
Fusione metalli ferrosi e nonO2
Degasaggio alluminioN2, Ar
ProtezioneN2
Estrusione alluminioN2
Rigenerazione terre di fonderiaCO2
Post combustione dei fumiO2