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Altoforno

altoforno

L'altoforno è un forno a tino soffiato costituito, partendo dal basso, da un crogiolo, entro il quale si raccolgono la ghisa fusa e le scorie liquide. Procedendo verso l'alto, sul crogiolo poggiano due tronchi di cono uniti per le due basi maggiori; il cono inferiore prende il nome di sacca e quello superiore di tino. La zona di massimo diametro che divide la sacca dal tino è chiamata ventre. La parte superiore del tino viene denominata bocca. Nella parte superiore del crogiolo sono disposti un certo numero (da 6 a 12) di ugelli che permettono l'immissione dell'aria preriscaldata necessaria alla combustione. Tutto l'altoforno è costruito di materiale refrattario sostenuto da armature metalliche. L'altezza varia da 25 a 35 metri ed il diametro massimo da 5 a 7 metri.

Ogni altoforno è provvisto di 2 o 3 scambiatori di calore, che funzionano alternativamente. Essi sono riscaldati dai gas caldi provenienti dalla bocca dell'altoforno ed hanno la funzione di elevare la temperatura dell'aria soffiata nel crogiolo.

I minerali di ferro ed il combustibile, che in questo caso è il coke, vengono caricati dall'alto, attraverso la bocca, insieme al fondente, che reagisce con la ganga del minerale in modo da ottenere una massa fusibile e fluida chiamata loppa o scoria. Le reazioni che avvengono nell'altoforno sono complesse e si basano fondamentalmente su 3 reazioni:

1) combustione del coke per mezzo dell'ossigeno contenuto nell'aria soffiata, con formazione di ossido di carbonio
2) riduzione dell'ossido di ferro per azione dell'ossido di carbonio (CO); si libera metallo (Fe) ed anidride carbonica (CO2)
3) reazione della ganga col fondente e formazione della loppa (CaSiO3)

Le suddette reazioni hanno inizio subito dopo la bocca (temperatura 400°C) fino alla zona del ventre (1350°C). Nella sacca (1600°C) si ha la fusione totale della carica e nel ferro si scioglie il carbonio con formazione di ghisa. La ghisa prodotta e le scorie formate vengono spillate periodicamente dai fori di colata sistemati nel crogiolo (1800°C). Nel crogiolo la scoria galleggia sulla ghisa per il differente peso specifico.