Particolare tipo di forno verticale a tino, di grandi
dimensioni e a funzionamento continuo, utilizzato per la produzione di ghisa
grezza, mediante riduzione e carburazione dei minerali ferrosi. La sua forma
è simile a quella di una imponente torre, costituita da due tronchi di
cono opposti per la base maggiore e di altezza differente (il minore, posto
nella posizione inferiore, è detto
sacca, mentre l'altro,
superiore, prende il nome di
tino). All'estremità superiore del
tino si apre la
bocca, attraverso la quale si introduce la
carica,
per mezzo di nastri trasportatori o carrelli elevatori. All'estremità
inferiore della sacca, invece, è posto il
crogiolo, di forma
cilindrica. Gli
a. vengono costruiti con materiali refrattari alluminosi
e all'esterno hanno un rinforzo in ferro. Tale struttura viene raffreddata di
continuo mediante circolazione d'acqua. I moderni
a., che possono
raggiungere altezze di 40 m, hanno una produttività massima di ghisa di
4.000 t giornaliere (considerando le 24 ore). I materiali solidi vengono
introdotti dalla bocca. Le cariche sono formate da minerali di ferro (ematite,
limonite, macinati o agglomerati), da coke (prodotto dalla distillazione di
litantraci particolari) e da fondente (generalmente calcare). Mentre il coke ha
la duplice funzione di combustibile e di reagente, il fondente, che reagisce con
la ganga del minerale, dà luogo alla formazione di scorie (loppe),
facilmente separabili dal metallo allo stato liquido, dal momento che sono
più fluide e hanno un punto di fusione inferiore a quello della ghisa.
Nella sacca, la carica viene a contatto con aria preriscaldata a 800 - 1.000
°C, la quale viene immessa attraverso fori (tubiere) praticati
all'estremità inferiore della sacca e proviene dai preriscaldatori
Cowper. Dapprima si ha un processo di essiccazione della carica, quindi di
combustione parziale del coke, da cui si forma ossido di carbonio. Questo, in
combinazione con l'elevatissima temperatura, determina la riduzione graduale
degli ossidi di ferro a ferro, che diventa liquido poiché la temperatura
raggiunge i 2.000 °C. Allo stato liquido il ferro si carbura, ovvero porta
con sé in soluzione parte del carbonio e del coke (fino al 45%),
costituendo così la ghisa liquida. I gas formatisi vengono scaricati
verso l'alto, per venire poi reimpiegati, dopo opportuna depurazione dalle
polveri contenute, come combustibile a basso potere calorifico, dal momento che
contengono ancora ossido di carbonio, azoto e anidride carbonica. La ghisa e le
scorie fuse si scaricano dal
foro di colata del crogiolo. Tali scorie
possono essere riciclate e impiegate nell'industria del cemento per la
produzione di agglomerati, oppure possono essere usate per fabbricare la
cosiddetta lana di scoria, impiegata nell'edilizia come isolante termoacustico.
Il processo così schematizzato porta alla produzione della comune ghisa
al carbonio. Per i tipi speciali di ghisa con altri componenti (come per esempio
silicio o manganese) il processo di fabbricazione è più complesso.
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A. elettrico:
a. nel quale la ghisa è prodotta seguendo
un processo elettrosiderurgico. Mentre i primi modelli avevano le stesse forme
degli altri
a., i tipi moderni sono essenzialmente costituiti da un
grande crogiolo chiuso e rivestito di carbone, recante apertura per
l'introduzione delle cariche e per il passaggio degli elettrodi. Innovazione
fondamentale, rispetto ai precedenti
a., è l'impiego di coke
esclusivamente come agente riducente.