Materie prime necessarie per la produzione dell'acciaio inossidabile
Gli acciai inossidabili sono costituiti da alcuni degli elementi base presenti nella terra: minerale di ferro, cromo, silicio, nichel, carbonio, azoto e manganese. Le proprietà della lega finale vengono personalizzate variando le quantità di questi elementi.
Processo di produzione: come viene prodotto l'acciaio inossidabile?
Una volta raccolte le materie prime, può iniziare il resto del processo di produzione dell’acciaio inossidabile. In generale, si tratta di una serie di processi.
Passaggio 1: fusione
Innanzitutto, le materie prime – minerale di ferro, cromo, silicio, nichel, ecc. – vengono fuse insieme in un forno elettrico. Questo passaggio di solito comporta dalle 8 alle 12 ore di calore intenso. Una volta che il metallo è fuso, la produzione dell’acciaio inossidabile può procedere alla fase successiva.
Passaggio 2: rimozione del contenuto di carbonio
Il carbonio aiuta ad aumentare la durezza e la resistenza del ferro. Tuttavia, una quantità eccessiva di carbonio può creare problemi, come la precipitazione del carburo durante la saldatura. Prima della fusione dell'acciaio inossidabile fuso, è essenziale la calibrazione e la riduzione del contenuto di carbonio al livello adeguato.
Esistono due modi in cui le fonderie controllano il contenuto di carbonio.
Il primo avviene attraverso la decarburazione di argon e ossigeno (AOD). L'iniezione di una miscela di gas argon nell'acciaio fuso riduce il contenuto di carbonio con una perdita minima di altri elementi essenziali.
L'altro metodo utilizzato è la decarburazione dell'ossigeno sotto vuoto (VOD). In questo metodo, l'acciaio fuso viene trasferito in un'altra camera dove l'ossigeno viene iniettato nell'acciaio mentre viene applicato il calore. Il vuoto rimuove quindi i gas scaricati dalla camera, riducendo ulteriormente il contenuto di carbonio.
Entrambi i metodi offrono un controllo preciso del contenuto di carbonio per garantire una miscela adeguata e caratteristiche esatte nel prodotto finale in acciaio inossidabile.
Passaggio 3: sintonizzazione
Per contribuire a ottimizzare la qualità del prodotto finale, l'acciaio fuso può essere agitato per facilitare la distribuzione e/o la rimozione di componenti specifici dell'acciaio inossidabile dalla miscela. Ciò aiuta a garantire che l'acciaio inossidabile sia di qualità uniforme e soddisfi le specifiche richieste dagli utenti finali.
Passaggio 4: formatura o fusione
Ora l'acciaio fuso viene colato in forme. Queste forme possono essere modellate in:
Fioriture (forme rettangolari)
Billette (forme rotonde o quadrate)
lastre
Canne
Valvole
Da qui i passaggi differiranno a seconda del grado previsto e del prodotto o funzione finale. Potrebbe essere necessario ripetere alcuni di questi passaggi più volte per creare l'aspetto o le caratteristiche desiderate.
Passaggio 5: laminazione a caldo
La laminazione a caldo avviene a una temperatura superiore alla temperatura di ricristallizzazione dell'acciaio, il che aiuta a definire le dimensioni fisiche grezze dell'acciaio. La temperatura precisa dipende dal tipo di acciaio inossidabile desiderato. Nella maggior parte dei casi, ciò comporterà la laminazione attraverso più mulini nel tempo per ottenere lo spessore desiderato.
Passaggio 6: laminazione a freddo
Spesso utilizzata quando è richiesta precisione, la laminazione a freddo avviene al di sotto della temperatura di ricristallizzazione dell'acciaio. Viene effettuata utilizzando rulli di piccolo diametro e una serie di rulli di sostegno. Questo processo consente la produzione di lastre larghe con finiture superficiali migliorate.
Vuoi conoscere la differenza tra laminazione a caldo e laminazione a freddo, consulta il nostro blog: Quali sono le differenze tra laminazione a caldo e laminazione a freddo?
Passaggio 7: ricottura
Dopo la laminazione, la maggior parte dell'acciaio inossidabile subisce un processo di ricottura. Ciò comporta cicli di riscaldamento e raffreddamento controllati. Questi cicli aiutano ad ammorbidire l'acciaio e ad alleviare lo stress interno.
Le temperature e i tempi esatti coinvolti dipenderanno dal tipo di acciaio, con le velocità di riscaldamento e raffreddamento che incidono sul prodotto finale.
Passaggio 8: decalcificazione o decapaggio
La ricottura provoca la formazione di incrostazioni o accumuli sull'acciaio inossidabile. La scala può essere rimossa utilizzando diversi processi. Uno dei metodi più comuni, il decapaggio, utilizza un bagno di acido nitrico-fluoridrico per decalcificare l'acciaio. In un altro metodo, l'elettropulizia, viene applicata una corrente elettrica alla superficie utilizzando un catodo e acido fosforico e le incrostazioni vengono rimosse.
Le fasi di ricottura e disincrostazione avvengono in fasi diverse a seconda del tipo di acciaio lavorato. Barre e fili, ad esempio, passano attraverso ulteriori fasi di formatura (più laminazione a caldo, forgiatura o estrusione) dopo la laminazione a caldo iniziale prima di essere ricotti e decalaminati. Lamiere e nastri, invece, subiscono una prima fase di ricottura e scagliatura subito dopo la laminazione a caldo. Dopo la laminazione a freddo (passaggio attraverso cilindri a temperatura relativamente bassa), che produce un'ulteriore riduzione di spessore, la lamiera e il nastro vengono ricotti e nuovamente scagliati. Una fase finale di laminazione a freddo prepara quindi l'acciaio per la lavorazione finale.
Passaggio 9: taglio
Ora è possibile tagliare l'acciaio inossidabile alla dimensione desiderata.
I metodi più comuni sono i metodi meccanici, come il taglio con coltelli a ghigliottina, coltelli circolari, lame ad alta velocità o punzonatura con matrici. Tuttavia, per forme complesse, è possibile utilizzare anche il taglio a fiamma o il taglio a getto di plasma.
L'opzione migliore dipenderà sia dal grado di acciaio richiesto che dalla forma desiderata del prodotto consegnato.
Passaggio 10: finitura
La finitura è una delle ultime fasi coinvolte nel processo di produzione. L'acciaio inossidabile è disponibile in una varietà di finiture, da opaca a specchio.
Le tecniche comuni includono l'incisione con acido o sabbia, la sabbiatura, la molatura del nastro, la lucidatura del nastro e la lucidatura del nastro.
Passaggio 11: ispezione
Prima di essere spedito, ogni lotto di acciaio inossidabile deve essere sottoposto a test chimici e meccanici per garantire che soddisfi le specifiche desiderate. Ecco due metodi di ispezione:
1. Meccanico tressante. I test meccanici misurano la capacità fisica dell'acciaio inossidabile di resistere a carichi, sollecitazioni e impatti. I test meccanici includono i test di trazione, Brinell e di tenacità descritti sopra nelle proprietà meccaniche.
2. Chimica tressante. I test chimici controllano l'esatta chimica di un campione prima di certificare il grado di acciaio inossidabile. I test chimici vengono solitamente eseguiti mediante analisi spettrochimiche non distruttive. La resistenza alla corrosione è di particolare importanza per l'acciaio inossidabile. Le acciaierie testano e misurano la resistenza alla corrosione con test in nebbia salina: più a lungo l'acciaio rimane intatto dalla corrosione dopo l'esposizione alla nebbia salina, maggiore è la resistenza alla corrosione.
A questo punto, l'acciaio inossidabile viene raccolto nella sua forma finale e pronto per la spedizione al cliente.
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