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I materiali e la produzione manifatturiera

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DALLA MINIERA AI SEMILAVORATI
L'ESTRAZIONE
Solo pochi metalli si trovano allo stato nativo
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Sintesi

La produzione di metalli ferrosi, dalla miniera ai semilavorati, dai semilavorati aiprodotti finiti+caratteristiche e prodotti in metalli, le proprietà dei metalli.

Non c'è niente di adatto? Esplorare altre aree tematiche.

I materiali e la produzione manifatturiera DALLA MINIERA AI SEMILAVORATI L'ESTRAZIONE Solo pochi metalli si trovano allo stato nativo cioè puro mentre tutti gli altri sono allo stato di composti, ossia mischiati con alti materiali. L'industria metallurgica si occupa proprio di estrarre i minerali raffinarli e ottenere il metallo puro e trasformare quest'ultimo in un semilavorato trasportabile. LA PRODUZIONE DI METALLI FERROSI Il ferro è talmente importante da avere fortemente condizionato la rivoluzione industriale e lo sviluppo tecnologico degli ultimi due secoli. La produzione dell'acciaio si basa sul ferro, metallo che l'uomo conosce da migliaia di anni e che è utilizzato soprattutto in combinazione con il carbonio per ottenere due differenti leghe. L'acciaio, in cui la percentuale di carbonio è inferiore all'1,7%. La ghisa, in cui la percentuale di carbonio varia da 1,7 a 5%,Si tratta di una lega di bassa qualità, di colore grigio scuro e soggetta ad arrugginire facilmente; è utilizzata, per esempio, per realizzare i tombini. Queste due leghe vengono ottenute all'interno di altoforni in impianti siderurgici a ciclo integrale, così chiamati proprio perché producono ghisa e acciaio dal minerale fino al semilavorato. ● L Il minerale di ferro, selezionato e purificato, viene mischiato con carbone ke, materiale con alto potere calorico, e fondenti. La miscela viene fatta cadere a intervalli regolari nella tramoggia, una sorta di imbuto rovesciato che collega la bocca dell'altoforno al tino, la parte più interna del forno. La fusione avviene all'interno del tino,...

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dove viene immessa aria calda che fa bruciare il coke, producendo ossido di carbonio. Quest'ultimo, passando attraverso i minerali, innesca reazioni chimiche che fanno separare il ferro e producono anidride carbonica, che esce dal camino. Nel crogiuolo, posto alla base del tino, si raccoglie il ferro fuso, che viene mescolato al carbonio per ottenere ghisa liquida. Dal fondo del crogiuolo si dipartono due condotti: da uno escono le scorie, materia- le di scarto utilizzato per produrre lana di vetro e cemento a presa rapida; dall'altro esce la ghisa liquida, che in parte viene inviata in fonderia per fabbricare oggetti e in parte viene usata per produrre acciaio. La trasformazione della ghisa in acciaio avviene all'interno di grandi forni, dove ossigeno puro ad alta pressione si combina con parte del carbonio della ghisa formando un gas che esce dalla bocca. La ghisa si impoverisce così di carbonio, trasformandosi in acciaio, che viene fatto colare in una siviera e infine in una lingottiera. I lingotti di acciaio solidificato vengono poi inviati ai laminatoi. DAI SEMILAVORATI AI PRODOTTI FINITI LE PRINCIPALI LAVORAZIONI Una volta che è stato ottenuto il metallo puro in seguito alla raffinazione, esso viene fuso e colato in una lingottiera, in modo da ottenere blocchi metallici di dimensioni prefissate, ottenuti appunto per solidificazione della massa di metallo fuso. Il lingotto non è il punto di arrivo nella lavorazione dei metalli, ma il semilavorato che viene utilizzato per successive trasformazioni. Le più impegnative sono effettuate direttamente nell'impianto siderurgico, altre da industrie specializzate in lavorazioni particolari. ➜ LA FUSIONE Il principio è molto semplice: consiste nello scaldare il metallo fino al suo punto di fusione, in modo da cambiare il suo stato e renderlo liquido. A questo punto, il metallo fuso viene versato in uno stampo che, una volta solidificato, gli fa assumere una forma determinata. Oltre che nelle aziende siderurgiche, la fusione è praticata anche nei laboratori di gioielleria. ➜ LA FUCINATURA È la lavorazione antichissima praticata tradizionalmente dal fabbro: una barra di metallo viene scaldata all'incandescenza in una fornace e poi picchiata ripetutamente sull'incudine, con grossi martelli, fino a darle la forma desiderata. Oggi la fucinatura è automatizzata. Per pezzi di grandi dimensioni viene usato il maglio, una macchina di dimensioni enormi che, come un gigantesco martello, percuote i pezzi di acciaio arroventati, dando loro la forma voluta. ➜LA LAMINAZIONE I semilavorati sicuramente più comuni sono le lamiere, lastre metalliche che subiscono lavorazioni differenti in base all'utilizzo e alle caratteristiche del prodotto finito a cui sono destinate. La laminazione avviene schiacciando il lingotto con una calandra. Con l'acciaio è effettuata a caldo, per ottenere lamiere e profili lunghi, come le rotaie ferroviarie; con l'alluminio è invece effettuata a freddo, per ottenere lamiere sottili. I laminatoi per l'acciaio sono macchine impressionanti metalli molto duttili. ➜ L'IMBUTITURA É utilizzata per la produzione di lattine in alluminio, ma anche per la for- matura di contenitori in acciaio, come le bombole per gas sotto pressione. Per produrre una lattina, per esempio, si parte da una lamiera sottile, che viene sottoposta a imbutitura da una macchina apposita. Questa lavorazione ha lo scopo di formare il corpo della lattina in un solo pezzo e in un solo colpo, attraverso i tre momenti che sono sintetizzati nello schema a margine; considerata la forza a cui deve essere sottoposto il materiale, questa lavora- zione necessita di una pressa molto potente. Una volta formata la lattina vera e propria, macchine specifiche si occuperanno di ridurre la sezione dove verrà fissato il coperchio, di lavorare la linguetta e inglobarla nel coperchio, e infine di fissare il coperchio sul corpo, in modo che si infili perfettamente e sia a perfetta tenuta ermetica, per evitare perdite di liquido e gas. ➜ LA TRAFILATURA È una lavorazione a freddo usata per ottenere fili metallici da alluminio, rame e acciaio. Concettualmente è semplice: basta far passare una barra rotonda attraverso fori sempre più piccoli, fino a ottenere il diametro volu- to. Per effettuare questa lavorazione è necessaria una grossa macchina per applicare la dovuta forza e tirare il filo di metallo. ➜ L'ESTRUSIONE É simile alla trafilatura, ma in questo caso il metallo viene scaldato e a volte fuso per facilitare la lavorazione; una pressa a stantuffo, come una grande siringa, spinge il metallo attraverso una piastra d'acciaio, la matrice. Questa tecnica, adatta alla lavorazione dell'alluminio, è usata per produrre tubi e profilati con qualsiasi sezione. ➜ LA SINTERIZZAZIONE È una procedura utilizzata con metalli speciali che permette di ottenere manufatti di metallo omogeneo di qualità elevata. Necessita di una pressa molto potente e costosa: il metallo in polvere viene versato in uno stampo d'acciaio e poi pressato; quando la polvere solidifica, il pezzo viene messo in forno a una temperatura inferiore al punto di fusione; i pezzi risultano perfetti e non necessitano di finitura. CARATTERISTICHE E PRODOTTI IN METALLO I METALLI E LE LORO PROPRIETÀ' Oltre a un ottima resistenza alle sollecitazioni, una volta i metalli presentano un'elevata lavorabilità. È proprio per queste caratteristiche che i metalli hanno conosciuto un'enorme diffusione, oggi limitata per la concorrenza dei nuovi materiali plastici. Proprietà meccaniche Fusibilità Duttilità Malleabilità Lavorabilità Temprabilità Scaldati a temperature elevate, i metalli fondono Ottima: prima di rompere, un pezzo di metallo sotto carico si deforma; ciò permette di lavorarlo in fili sottili ttima si possono schiacciare in lamiere sottili Buona Ottima, in particolare per l'acciaio Proprietà chimico-fisiche Colore Conducibilità elettrica Conducibilità termica Dilatazione Resistenza alla corrosione Proprietà chimico-fisiche Resistenza alla trazione Resistenza alla compressione Resistenza agli urti Resistenza all'abrasione Fragilità Elasticità Varia dal grigio al rosso o al giallo, ma in genere tutti i metalli sono contraddistinti da una propria lucentezza Ottima, in particolare per l'acciaio Ottima: il calore attraversa molto bene i metalli Alta: un metallo scaldato aumenta il proprio volume Varia secondo i metalli Buona Buona Buona buona I metalli sono fragili in alcuni momenti della lavorazione Varia secondo i metalli ma in genere non è elevata

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L'ESTRAZIONE
Solo pochi metalli si trovano allo stato nativo
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T

Un appunto così carino per la scuola 😍😍, è davvero utile!

La produzione di metalli ferrosi, dalla miniera ai semilavorati, dai semilavorati aiprodotti finiti+caratteristiche e prodotti in metalli, le proprietà dei metalli.

I materiali e la produzione manifatturiera DALLA MINIERA AI SEMILAVORATI L'ESTRAZIONE Solo pochi metalli si trovano allo stato nativo cioè puro mentre tutti gli altri sono allo stato di composti, ossia mischiati con alti materiali. L'industria metallurgica si occupa proprio di estrarre i minerali raffinarli e ottenere il metallo puro e trasformare quest'ultimo in un semilavorato trasportabile. LA PRODUZIONE DI METALLI FERROSI Il ferro è talmente importante da avere fortemente condizionato la rivoluzione industriale e lo sviluppo tecnologico degli ultimi due secoli. La produzione dell'acciaio si basa sul ferro, metallo che l'uomo conosce da migliaia di anni e che è utilizzato soprattutto in combinazione con il carbonio per ottenere due differenti leghe. L'acciaio, in cui la percentuale di carbonio è inferiore all'1,7%. La ghisa, in cui la percentuale di carbonio varia da 1,7 a 5%,Si tratta di una lega di bassa qualità, di colore grigio scuro e soggetta ad arrugginire facilmente; è utilizzata, per esempio, per realizzare i tombini. Queste due leghe vengono ottenute all'interno di altoforni in impianti siderurgici a ciclo integrale, così chiamati proprio perché producono ghisa e acciaio dal minerale fino al semilavorato. ● L Il minerale di ferro, selezionato e purificato, viene mischiato con carbone ke, materiale con alto potere calorico, e fondenti. La miscela viene fatta cadere a intervalli regolari nella tramoggia, una sorta di imbuto rovesciato che collega la bocca dell'altoforno al tino, la parte più interna del forno. La fusione avviene all'interno del tino,...

Non c'è niente di adatto? Esplorare altre aree tematiche.

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Aiuto per i compiti

Con la funzionalità Domande, è possibile porre domande e ricevere risposte da altri studenti in qualsiasi momento.

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dove viene immessa aria calda che fa bruciare il coke, producendo ossido di carbonio. Quest'ultimo, passando attraverso i minerali, innesca reazioni chimiche che fanno separare il ferro e producono anidride carbonica, che esce dal camino. Nel crogiuolo, posto alla base del tino, si raccoglie il ferro fuso, che viene mescolato al carbonio per ottenere ghisa liquida. Dal fondo del crogiuolo si dipartono due condotti: da uno escono le scorie, materia- le di scarto utilizzato per produrre lana di vetro e cemento a presa rapida; dall'altro esce la ghisa liquida, che in parte viene inviata in fonderia per fabbricare oggetti e in parte viene usata per produrre acciaio. La trasformazione della ghisa in acciaio avviene all'interno di grandi forni, dove ossigeno puro ad alta pressione si combina con parte del carbonio della ghisa formando un gas che esce dalla bocca. La ghisa si impoverisce così di carbonio, trasformandosi in acciaio, che viene fatto colare in una siviera e infine in una lingottiera. I lingotti di acciaio solidificato vengono poi inviati ai laminatoi. DAI SEMILAVORATI AI PRODOTTI FINITI LE PRINCIPALI LAVORAZIONI Una volta che è stato ottenuto il metallo puro in seguito alla raffinazione, esso viene fuso e colato in una lingottiera, in modo da ottenere blocchi metallici di dimensioni prefissate, ottenuti appunto per solidificazione della massa di metallo fuso. Il lingotto non è il punto di arrivo nella lavorazione dei metalli, ma il semilavorato che viene utilizzato per successive trasformazioni. Le più impegnative sono effettuate direttamente nell'impianto siderurgico, altre da industrie specializzate in lavorazioni particolari. ➜ LA FUSIONE Il principio è molto semplice: consiste nello scaldare il metallo fino al suo punto di fusione, in modo da cambiare il suo stato e renderlo liquido. A questo punto, il metallo fuso viene versato in uno stampo che, una volta solidificato, gli fa assumere una forma determinata. Oltre che nelle aziende siderurgiche, la fusione è praticata anche nei laboratori di gioielleria. ➜ LA FUCINATURA È la lavorazione antichissima praticata tradizionalmente dal fabbro: una barra di metallo viene scaldata all'incandescenza in una fornace e poi picchiata ripetutamente sull'incudine, con grossi martelli, fino a darle la forma desiderata. Oggi la fucinatura è automatizzata. Per pezzi di grandi dimensioni viene usato il maglio, una macchina di dimensioni enormi che, come un gigantesco martello, percuote i pezzi di acciaio arroventati, dando loro la forma voluta. ➜LA LAMINAZIONE I semilavorati sicuramente più comuni sono le lamiere, lastre metalliche che subiscono lavorazioni differenti in base all'utilizzo e alle caratteristiche del prodotto finito a cui sono destinate. La laminazione avviene schiacciando il lingotto con una calandra. Con l'acciaio è effettuata a caldo, per ottenere lamiere e profili lunghi, come le rotaie ferroviarie; con l'alluminio è invece effettuata a freddo, per ottenere lamiere sottili. I laminatoi per l'acciaio sono macchine impressionanti metalli molto duttili. ➜ L'IMBUTITURA É utilizzata per la produzione di lattine in alluminio, ma anche per la for- matura di contenitori in acciaio, come le bombole per gas sotto pressione. Per produrre una lattina, per esempio, si parte da una lamiera sottile, che viene sottoposta a imbutitura da una macchina apposita. Questa lavorazione ha lo scopo di formare il corpo della lattina in un solo pezzo e in un solo colpo, attraverso i tre momenti che sono sintetizzati nello schema a margine; considerata la forza a cui deve essere sottoposto il materiale, questa lavora- zione necessita di una pressa molto potente. Una volta formata la lattina vera e propria, macchine specifiche si occuperanno di ridurre la sezione dove verrà fissato il coperchio, di lavorare la linguetta e inglobarla nel coperchio, e infine di fissare il coperchio sul corpo, in modo che si infili perfettamente e sia a perfetta tenuta ermetica, per evitare perdite di liquido e gas. ➜ LA TRAFILATURA È una lavorazione a freddo usata per ottenere fili metallici da alluminio, rame e acciaio. Concettualmente è semplice: basta far passare una barra rotonda attraverso fori sempre più piccoli, fino a ottenere il diametro volu- to. Per effettuare questa lavorazione è necessaria una grossa macchina per applicare la dovuta forza e tirare il filo di metallo. ➜ L'ESTRUSIONE É simile alla trafilatura, ma in questo caso il metallo viene scaldato e a volte fuso per facilitare la lavorazione; una pressa a stantuffo, come una grande siringa, spinge il metallo attraverso una piastra d'acciaio, la matrice. Questa tecnica, adatta alla lavorazione dell'alluminio, è usata per produrre tubi e profilati con qualsiasi sezione. ➜ LA SINTERIZZAZIONE È una procedura utilizzata con metalli speciali che permette di ottenere manufatti di metallo omogeneo di qualità elevata. Necessita di una pressa molto potente e costosa: il metallo in polvere viene versato in uno stampo d'acciaio e poi pressato; quando la polvere solidifica, il pezzo viene messo in forno a una temperatura inferiore al punto di fusione; i pezzi risultano perfetti e non necessitano di finitura. CARATTERISTICHE E PRODOTTI IN METALLO I METALLI E LE LORO PROPRIETÀ' Oltre a un ottima resistenza alle sollecitazioni, una volta i metalli presentano un'elevata lavorabilità. È proprio per queste caratteristiche che i metalli hanno conosciuto un'enorme diffusione, oggi limitata per la concorrenza dei nuovi materiali plastici. Proprietà meccaniche Fusibilità Duttilità Malleabilità Lavorabilità Temprabilità Scaldati a temperature elevate, i metalli fondono Ottima: prima di rompere, un pezzo di metallo sotto carico si deforma; ciò permette di lavorarlo in fili sottili ttima si possono schiacciare in lamiere sottili Buona Ottima, in particolare per l'acciaio Proprietà chimico-fisiche Colore Conducibilità elettrica Conducibilità termica Dilatazione Resistenza alla corrosione Proprietà chimico-fisiche Resistenza alla trazione Resistenza alla compressione Resistenza agli urti Resistenza all'abrasione Fragilità Elasticità Varia dal grigio al rosso o al giallo, ma in genere tutti i metalli sono contraddistinti da una propria lucentezza Ottima, in particolare per l'acciaio Ottima: il calore attraversa molto bene i metalli Alta: un metallo scaldato aumenta il proprio volume Varia secondo i metalli Buona Buona Buona buona I metalli sono fragili in alcuni momenti della lavorazione Varia secondo i metalli ma in genere non è elevata