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Ghisa

Definizione

Sotto questo nome rientrano le leghe di ferro e carbonio in cui questo secondo elemento sia presente in una percentuale superiore al 2%. Con esso si fa soprattutto riferimento al prodotto che si ottiene allo stato grezzo direttamente dall’altoforno dove avviene la riduzione dei minerali di ferro, la cosiddetta ghisa di prima fusione. Solo dopo aver affrontato un secondo processo di fusione, in cui viene rettificata la composizione della lega, è possibile ottenere la ghisa vera e propria. Nel momento in cui il materiale grezzo viene decarburato si ottengono invece gli acciai.

Generalità

La ghisa è un prodotto siderurgico lavorato per fusione difficile da plasmare per la sua friabilità; le sue caratteristiche dipendono fortemente dalla struttura interna che può variare in funzione dei processi termici a cui viene sottoposta in fase di produzione e da una serie di fattori quali:

  • la composizione chimica e l’eventuale presenza di impurità;
  • la velocità di solidificazione e di raffreddamento del getto;
  • il trattamento termico eseguito in fase di raffinazione.

Sebbene conosciuta in Europa fin dal Medioevo come materiale da costruzione o da decorazione e nota, come testimoniato da alcuni documenti, in Estremo Oriente già in epoca anteriore, la ghisa vide un primo importante sviluppo solo a partire dall’età rinascimentale quando venne utilizzata per la realizzazione di armi da fuoco. L’impulso dato dagli scopi militari favorì un’estensione delle possibilità di impiego con la sua introduzione nella fabbricazione di oggetti d’uso quotidiano, stufe e tubazioni.
Lo sviluppo più rilevante avvenne però tra la metà del Settecento e la metà dell’Ottocento quando la ghisa incominciò a essere utilizzata anche in edilizia grazie ai primi progressi nel campo dell’industria siderurgica. Il perfezionamento e la diffusione di questo materiale sono stati sempre legati al potenziamento dei forni necessari per le attività di raffinazione della lega. Prima dell’introduzione del forno Martin-Siemens, databile intorno al 1860, la tecnica comunemente adottata era quella del “pudellaggio” in cui la ghisa veniva versata in un crogiolo riscaldato dal carbone posto sotto di esso in una camera di combustione separata. Le fiamme e i fumi riscaldavano la superficie del crogiolo e il bagno metallico contenuto permettendo di procedere all’affinazione della ghisa. Sfortunatamente la temperatura raggiunta con questa tecnica non era sufficiente affinché la massa metallica si mantenesse fluida e fusa, di conseguenza gli addetti erano costretti a mescolare (in inglese to puddle, da cui la tecnica prende il nome) continuamente il bagno affinché non si raffreddasse e solidificasse.
Con l’avvento del forno Martin-Siemens fu possibile arrivare a temperature elevatissime che permisero anche il riutilizzo in fusione dei rottami di ferro. Con questo processo l’affinazione della ghisa avviene in due fasi distinte: la prima consistente nell’ossidazione del bagno di metallo fuso all’interno del forno, la seconda nella desolforazione del bagno e nella liberazione degli ossidi di ferro. Questa operazione ha luogo all’interno di una siviera dove è colato il metallo fuso. Dopo la colata e la creazione della scoria (scorificazione), il metallo è lasciato riposare per permettere ai gas residui di liberarsi nell’aria ed essere poi versato nelle lingottiere.
L’introduzione di questa tipologia di forni e le successive innovazioni apportate al processo di raffinazione della ghisa di prima fusione diedero luogo a un intenso sviluppo degli acciai che finirono per soppiantare la ghisa in moltissime applicazioni.
La grande stagione della ghisa è rappresentata dalle prime strutture industriali con telaio metallico per mezzo delle quali questo materiale raggiunse la massima espressività figurativa. Dopo la fine dell’Ottocento, l’utilizzo della ghisa in edilizia andò via via scemando, fino a quasi scomparire nel corso del secolo successivo.

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