Ferro: qualche annotazione.

La siderurgia è il ramo specifico della metallurgia che si occupa della trasformazione dei minerali di ferro per ottenere il ferro e le sue leghe, principalmente la ghisa e l'acciaio. 

Rappresenta una delle industrie pesanti fondamentali per l'economia globale, poiché fornisce la materia prima per l'edilizia, l'automotive, i trasporti e la meccanica. 

L'acciaio viene prodotto prevalentemente attraverso due metodologie industriali principali:

  • Ciclo integrale (Altoforno): si utilizzano materie prime vergini come il minerale di ferro, il fondente (es. calcare, silice) e il carbon coke. All'interno dell'altoforno il minerale viene ridotto a ghisa liquida, la quale è successivamente decarbonizzata per diventare acciaio.
  • Forno elettrico a arco (EAF): si basa sulla fusione del rottame ferroso. È un processo altamente orientato all'economia circolare e al riciclo, che vorrebbe ridurre l'impatto ambientale della produzione e il consumo di materie prime vergini rispetto al ciclo integrale.

Acciai speciali possono essere ottenuti per aggiunta di altri metalli, come manganese, nichel, cromo, molibdeno, tungsteno, vanadio.

Dalla solidificazione tramite colata continua e successiva lavorazione meccanica (come la laminazione) si ottengono:

  • Semilavorati: bramme, billette e blumi pronti per successive trasformazioni.
  • Prodotti finiti piani: lamiere e nastri usati per carrozzerie ed elettrodomestici.
  • Prodotti finiti lunghi: travi, putrelle, tondini per il cemento armato e tubi.

L'Italia ricopre un ruolo di primo piano a livello europeo, posizionandosi come il secondo produttore di acciaio dell'Unione Europea (dietro solo alla Germania). 

A differenza di altri paesi, la siderurgia italiana è caratterizzata da una fortissima quota di produzione tramite forno elettrico, rendendola una delle filiere più efficienti e sostenibili dal punto di vista del riciclo dei rottami. 

I poli storici e strategici del Bel Paese includono i centri di Taranto, Terni, Piombino e i numerosi stabilimenti del Nord Italia. 

A Ospitale di Cadore, in provincia di Belluno, sorgeva un tempo un importante impianto industriale collegato alla produzione di silicio metallico e ferroleghe. Quella vecchia area industriale è stata in seguito convertita in una centrale termoelettrica a biomassa vegetale. Potete individuare il sito dello stabilimento nel seguente video, da 1'30" a circa 2'00", osservando in alto a sinistra gli edifici che un tempo ospitavano le macchine per la produzione del ferrosilicio.

Il ferrosilicio (FeSi) è una lega composta principalmente da ferro e silicio, con una percentuale di silicio che varia tra l'8% e il 95%. Si ottiene riducendo il quarzo con coke e rottami ferrosi in forni elettrici ad arco, ed è impiegato soprattutto come deossidante nella produzione dell'acciaio, in quanto serve a togliere l'ossigeno dal metallo fuso. 

In elettrotecnica, il ferrosilicio si usa per produrre nuclei magnetici per trasformatori e motori.

Nella metallurgia dei materiali non ferrosi, il ferrosilicio è usato anche nella produzione di magnesio metallico per via termica. A tale scopo la dolomite (carbonato doppio di calcio e di magnesio) è calcinata a circa 1200 ºC con ferrosilicio:

  • il carbonato doppio si decompone in ossido di magnesio, ossido di calcio e anidride carbonica; 
  • l'ossido di magnesio reagisce con il silicio per formare magnesio metallico e silice; 
  • la silice reagisce con l'ossido di calcio per formare silicato di calcio; 
  • il magnesio formato viene isolato per distillazione sotto vuoto.

Analogamente al silicio puro, anche il ferrosilicio reagisce con acqua e un idrossido alcalino (di potassio o di sodio) producendo idrogeno.

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