Che cos'è l'acciaio crogiolo?
Il termine acciaio crogiolo può essere in qualche modo fuorviante in quanto non si riferisce a un particolare prodotto siderurgico ma piuttosto a uno specifico processo di produzione dell'acciaio. Il processo dell'acciaio per crogioli prevede la fusione di materiale come ferro battuto, ghisa e acciaio per blister in piccoli crogioli da fonderia per la carburazione o la decarburazione. Durante questi processi, il carbonio viene diffuso o rimosso dallo stock per produrre qualità metallurgiche ottimali nel prodotto finito. Dopo la fusione, il crogiolo viene rimosso dalla fornace e l'acciaio viene versato negli stampi per lingotti. Il processo dell'acciaio per crogioli è uno dei più antichi metodi documentati per la produzione di acciaio e, sebbene sia stato sostituito con metodi più efficienti, viene ancora utilizzato per produrre piccole quantità di materiali di alta qualità per applicazioni specializzate.
L'acciaio è una combinazione di ferro e piccole quantità di carbonio. Combinazioni come queste sono note come leghe con additivi, carbonio in questo caso, migliorando la qualità del materiale di base e conferendo caratteristiche specifiche al prodotto finale. L'acciaio, ad esempio, è più duro del ferro battuto, meno fragile della ghisa e presenta qualità di resistenza all'usura e alla corrosione migliori di entrambi. L'acciaio può essere prodotto in vari modi, la maggior parte dei quali coinvolge lo stock di ferro in fusione in presenza di una fonte di carbonio. Questo processo fa sì che piccole quantità di carbonio si diffondano nel ferro fuso con concentrazioni finali tipiche di carbonio che vanno dallo 0,2% al 2,1% a seconda dell'uso previsto della lega.
Una delle forme più antiche di produzione dell'acciaio è il processo dell'acciaio per crogioli; la prima documentazione attendibile degli acciai fabbricati con crogioli sono documenti islamici medievali intorno al 1050 circa. Il principio base dei crogioli di acciaio prodotti si concentra attorno alla fusione di scorte metalliche in recipienti o contenitori fatti di vari materiali refrattari abbastanza piccoli da poter essere maneggiati da una o due persone. I contenitori o i crogioli vengono caricati con vari metalli tra cui ferro battuto, ghisa o acciaio blister e cotti in forni speciali per sciogliere la carica. I materiali a basso tenore di carbonio come il ferro battuto sono integrati con una fonte di carbonio come il carbone che carbura o infonde il carbonio con fusione. Al contrario, il materiale di scorta con contenuto di carbonio troppo elevato per la produzione generale di acciaio viene decarburato; ciò avviene in genere esponendo il materiale fuso a una fonte di ossigeno.
Il processo inizia generalmente con i crogioli che vengono riscaldati a calore bianco in una fornace a coke o gas a quel punto vengono rimossi dalla fonte di calore, caricati con le materie prime e restituiti alla fornace. Vengono quindi lasciati per diverse ore fino a quando le materie prime non si sono completamente sciolte. I crogioli vengono quindi rimossi dalla fornace, eventuali impurità sulla superficie dell'acciaio fuso vengono rimosse e l'acciaio viene versato negli stampi per lingotti. Questo processo richiede tempo e denaro ed è stato ampiamente sostituito da processi più economici e ad alta capacità come i forni Bessemer. L'elevata qualità dell'acciaio per crogioli, tuttavia, ha fatto sì che il processo sia ancora utilizzato per produrre piccole quantità di acciaio per mercati di nicchia specializzati.