FERRO

FERRO (XV, p. 73; APp. I, p. 585)

I procedimenti atti ad ottenere industrialmente il ferro dai minerali si possono suddividere in due grandi categorie: a) produzione del ferro allo stato pastoso (ferro puddellato, saldato, a pacchetti, al carbone di legna, ecc.); b) produzione del ferro allo stato liquido (acciaio Bessemer, Thomas, Martin, elettrico). Questa suddivisione è accettata attualmente come base per distinguere il ferro dall'acciaio. Si chiama cioè "acciaio" la lega ferro-carbonio ottenuta allo stato liquido, e "ferro" il materiale ottenuto invece allo stato pastoso.

Questa regola, universalmente accettata, ha le sue eccezioni in quanto il prodotto più povero in carbonio e negli altri elementi che di solito accompagnano il ferro, anche se ottenuto allo stato liquido si designa spesso col nome di ferro: ferro omogeneo seppure più esattamente dovrebbe dirsi acciaio extradolce: ferro Armco, Ferrital, ecc. Rientrano inoltre nella categoria del "ferro" tutti quei prodotti ottenuti per via chimica o per vie elettrochimica, come il ferro elettrolitico, ecc.

Sulla fabbricazione della ghisa all'alto forno attualmente si stanno facendo numerosi esperimenti, arricchendo il vento con ossigeno, allo scopo di diminuire il volume dei gas inerti dell'aria che non partecipano alle reazioni. I vantaggi che sembrano potersi ottenere arricchendo il vento del 25-30% di ossigeno sono: un'economia del 15% nel consumo del coke, un aumento della produzione del 30% circa, con minore temperatura del gas alla bocca di scarico. Maggiori vantaggi potranno aversi modificando sostanzialmente il profilo dei forni in modo da consentire un maggior arricchimento del vento. In questo caso sarà possibile abbinare il processo di fabbricazione della ghisa con impianti atti ad utilizzare i gas assai ricchi che se ne otterebbero per la sintesi della benzina e dell'ammoniaca, come sembra si stia facendo in Russia. L'unico fattore che finora ha ostacolato il diffondersi di questo sistema è l'elevato costo dell'ossigeno che verrebbe ad incidere notevolmente sul costo d'esercizio, e la necessità di disporre di grossi impianti di produzione, di conservazione e di compressione per l'ossigeno stesso.

Negli ultimi tempi si è dato invece maggiore sviluppo all'impiego del forno elettrico per la fabbricazione della ghisa dal minerale. Osserviamo però che negli alti forni elettrici è necessario impiegare solo il carbone di legna, non essendo possibile sostituirlo con il coke a causa dei surriscaldamenti locali, della difficoltà di regolazione degli elettrodi e delle irregolarità di ripartizione della corrente nella carica, cui esso darebbe luogo, date le sue maggiori conduttività e compattezza. Per questo, ovunque e specialmente in Italia, si sono adottati dei forni elettrici a riduzione senza tino, con i quali è possibile l'impiego di qualsiasi tipo di carbone. Tali forni sono simili a quelli che vengono usati nella fabbricazione del carburo di calcio e delle ferroleghe.

I più moderni tra questi sono quelli a ricupero di gas, come il tipo Thyssland-Hole rappresentato in fig. 3; però molti fra quelli istallati sono completamente scoperti, senza ricupero di gas. Nei forni aperti la carica della miscela minerale - carbone - fondente viene effettuata gettandola a palate dall'alto attorno agli elettrodi: in quelli chiusi la carica si effettua attraverso apposite bocchette sistemate fra gli elettrodi. La fig. 1 rappresenta un forno chiuso a ricupero di gas da 3500 kVA, costruzione Tagliaferri; la fig. 2 rappresenta una batteria di due forni aperti della potenza singola di 5000 kVA, costruzione Tagliaferri.

La ghisa prodotta ai forni elettrici può essere adoperata sia per uso d'acciaieria come per fonderia; essa però è generalmente più costosa dalla ghisa prodotta d'alto forno. La fabbricazione al forno elettrico è peraltro conveniente, soprattutto quando vi è deficiente approvvigionamento di coke, per la fortissima riduzione nel consumo di combustibile e per la possibilità di usare carboni anche molto scadenti e misti (come ad es. l'antracite di La Thuile nei forni Siemens ad Aosta; polverino e minuto di carbone di legna impiegato durante l'ultima guerra presso gli stabilimenti di S. Eustachio di Brescia in un forno aperto adattato allo scopo; ecc.).

Riduzione a bassa temperatura. - Oltre ai sistemi Edwin e Bureau of Mines (XV, p. 85) sono stati sperimentati in questi ultimi anni con varia fortuna i seguenti altri:

Procedimento Renn-Krupp. - Il trattamento s'effettua in forni tubolari, analoghi a quelli usati per il cemento, e si ottiene del ferro grezzo, in globuli sferoidali conglobati nella scoria. Per macinazione e successiva separazione magnetica si riesce ad estrarre la quasi totalità del ferro. Il metallo prodotto è alquanto impuro, date le sue alte percentuali di zolfo e di fosforo, e si preferisce perciò utilizzarlo come materiale di carica per l'alto forno; pertanto, il procedimento deve considerarsi più che altro come un processo di arricchimento e trattamento preliminare dei materiali poveri anziché come un procedimento diretto per la produzione di acciaio. Non è peraltro da escludere che, in condizioni di particolare purezza dei minerali e dei combustibili di partenza, si possano ottenere noduli di ferro relativamente poveri di zolfo e fosforo, adatti quindi ad essere rifusi direttamente al forno elettrico. L'economia che ne risulta varia a seconda delle condizioni d'esercizio e si basa sulla possibilità di utilizzare, per la riduzione, combustibile poco pregiato, riservando il coke solo per la rifusione e la carburazione nell'alto forno.

La fig. 4 rappresenta uno schema del procedimento. ll minerale e il carbone, in piccolissima pezzatura e finemente mescolati, vengono caricati nel forno in modo continuativo. Per effetto del movimento di rotazione e dell'inclinazione del forno, la carica si sposta progressivamente verso l'estremità d'uscita, ove è posto un bruciatore a polverino di carbone. Nell'ultimo tratto del forno il movimento rotatorio provoca l'agglomeramento della carica in globuli sferoidali di una mescolanza di ferro e scoria che vengono estratti dall'anello di fondo, raffreddati, macinati e passati al separatore magnetico. Questo procedimento si è affermato soprattutto nel trattamento di minerali assai poveri o a ganga molto acida con carboni polverulenti e di qualità scadente. Il processo metallurgico che si compie con questo sistema non differisce in pratica dal vecchio sistema del basso fuoco se non per le diverse modalità di realizzazione.

I noduli di ferro che si ottengono hanno all'incirca la seguente composizione chimica: C: 0,5-1,5%; S: o,3-1% e P: 0,10-1%. In questi ultimi tempi si è inoltre riusciti a produrre direttamente da essi degli acciai con tenori di fosforo o zolfo inferiori al 0,03%, rifondendoli ed affinando l'acciaio in uno degli ordinari forni a rivestimento basico.

Procedimento Kalling. - La fig. 5 riproduce lo schema di un forno Kalling.

Il minerale ed il carbone vengono introdotti separatamente, il primo in un tubo centrale MM′Mn″, il secondo nello spazio anulare C C′. Da M ed M′ il minerale viene preriscaldato mediante la combustione del CO proveniente dalla camera di riduzione con aria immessa dal tubo centrale; da M′ ad Mn″ si ha una preriduzione ad opera del CO (durata complessiva 5 ore); successivamente il minerale si mescola col carbone e nel tratto E, riscaldato elettricamente, si riduce completamente trasformandosi in spugna di ferro (durata 4 ore), che si raffredda per la durata di i ora ed esce attraverso il labirinto L che impedisce l'uscita dei gas da questa parte del forno. Si produce con questo sistema una "spugna" di ferro che può essere adatta per la carica dei forni ad induzione.

Procedimento Arata-Venzi del Ferrital. - Questo procedimento utilizza i minerali polverulenti ricchi, quali le sabbie ferrifere arricchite dei litorali marini, o le magnetiti arricchite. Il sistema, studiato e brevettato dagli autori negli anni 1939-40 in una piccola fonderia di Roma e reso industriale presso gli stabilimenti di S. Eustachio di Brescia, si svolge nel modo seguente:

Il minerale in polvere, così come viene separato per arricchimento magnetico dalle sabbie, viene mescolato intimamente con una adatta quantità di carbone di legna, coke, ed altri riducenti pure macinati in polvere fine. La miscela così preparata viene caricata in un comune forno elettrico trifase ad arco per acciaio munito di rivestimento basico unitamente ad una conveniente quantità di calce viva o di calcare che viene preferibilmente disposta sul fondo del forno e presso le pareti.

S'innesca inizialmente l'arco al sommo del cumulo mediante alcune palate di tornitura disposte sotto il triangolo degli elettrodi. Nella prima fase del procedimento che dura circa 5-6 ore, si ha la riduzione del minerale di ferro, con svolgimento esterno di grandi quantità di gas, costituiti da CO, che infiammandosi all'aria si manifestano con grandi e violente fiammate che escono dalla porta del forno e dai fori della volta. Alla fine della fase di riduzione, che si riconosce dal cessare dello svolgimento delle fiamme, rimane nel forno un bagno costituito da ferro praticamente puro, ricoperto da uno spesso strato di scoria liquidissima. Da questo punto in avanti la lavorazione prosegue come per un normale acciaio: si scorifica eliminando tutta la scoria, e si passa alle successive fasi di affinazione con formazione di una seconda scoria, sorvegliando l'andamento dell'operazione col prelevare varî provini di metallo; quando il periodo d'affinazione è terminato, e ciò si vede dall'aspetto del provino fucinato, si fa una nuova scoria disossidante e calmante, indi si cola il metallo in siviera dove se ne termina il calmaggio mediante un'opportuna aggiunta di alluminio. Il consumo di energia elettrica si aggira fra i 4,2 e 4,5 kWh per kg. di metallo prodotto. Il rendimento dell'operazione varia dal 78 all'85% del ferro contenuto nei concentrati di sabbia ferrifera, vale a dire attorno al 50% in peso delle sabbie stesse. Il ferro rimanente e tutti gli altri ossidi metallici passano nella scoria di fusione assieme alle aggiunte scorificanti. Le scorie, i cui componenti sono contenuti entro i seguenti limiti di composizione: SiO₂:6-17%; Fe: 21-46%; Al₂O₃:7-16%; TiO₂:5-16%; CaO: 16-26% e MgO: 9-14%, rappresentano per conto proprio un sottoprodotto di un certo valore, essendo possibile utilizzarle come buoni minerali ferrosi da lavorare nel forno elettrico aperto, in mescolanza con altri minerali, per ricavarne dell'ottima ghisa. Il metallo che si ottiene con questo sistema, chiamato Ferrital, può essere colato nelle due forme: calmato o effervescente; esso ha la composizione media indicata nella tabella, in confronto con quelle del ferro Armco e del ferro elettrolitico.

Il Ferrital può essere lavorato come qualsiasi acciaio extradolce e trasformato in lamiere, tubi, fusioni, ecc.; per le sue caratteristiche particolarmente interessanti è stato usato ampiamente durante l'ultima guerra per la fabbricazione di bossoli per armi leggere e pesanti, di cinture per proiettili d'artiglieria in sostituzione del rame; e viene anche oggi usato per alcune applicazioni nel campo dell'elettrotecnica; può essere utilmente adottato come ottima materia prima per la fabbricazione di acciai inossidabili e di qualità. Il suo impiego e la sua produzione hanno subìto attualmente una sensibile diminuzione a causa del suo elevato costo di fabbricazione.

Procedimento Stürzelberg per la produzione della ghisa con forno a tamburo. - Questo sistema può considerarsi il terzo metodo di fabbricazione della ghisa, dopo l'alto forno e il forno elettrico, e si basa sull'impiego di un forno rotativo ad asse orizzontale anziché inclinato.

Lo schema dell'impianto è rappresentato nella fig. b, nella quale F è il forno, che ha un diametro massimo di 4 m. e lunghezza totale di 12,5 m., munito di un rivestimento refrattario dello spessore di 30 cm. costituito da una pigiata di dolomite. Il forno è dotato di due movimenti oltre quello di rotazione: attorno all'asse verticale passante per il punto di mezzo dell'asse del cilindro (mediante la rotazione della piattaforma girevole P) e ciò allo scopo di poterlo riscaldare intermittentemente da ambo le parti, ed infine attorno all'asse orizzontale perpendicolare all'asse del cilindro, allo scopo di poter fare la colata del metallo e della scoria. Al forno sono collegati altri apparecchi per l'utilizzazione dei gas caldi della combustione: un tamburo T per la calcinazione del calcare, un forno Fp di preriscaldo per il minerale, un essicatore E per il carbone da miscelare al minerale per la riduzione.

Il sistema è particolarmente adatto per trattare le ceneri di pirite perché, anche partendo da cariche con elevati tenori di zolfo, è possibile scendere, in presenza di eccesso di calce, al disotto del 0,01% di zolfo. La resa in ferro è dell'ordine del 95-98%. La ghisa ottenuta con questo sistema è di ottima qualità; la produzione giornaliera del forno è di 50-90 t. in quattro colate.

Procedimento Rennerfelt-Kalling per la decarburazione della ghisa. - Lo scopo del procedimento è quello di produrre, partendo dalla ghisa, un materiale decarburato che costituisca una carica conveniente per i forni Martin od elettrici, in sostituzione dei rottami. La ghisa proveniente dall'alto forno viene granulata facendola cadere in un sottile getto, che viene preventivamente frantumato con un dispositivo opportuno, in una vasca d'acqua; i granuli vengono decarburati in un forno rotativo mediante una corrente di CO e CO₂ in opportune proporzioni, in modo da ottenere la decarburazione senza ossidare il ferro e gli altri elementi.

Questo metodo ha già avuto una certa diffusione ed è probabile possa essere ulteriormente sviluppato venendo a sostituire il procedimento Bessemer. Potrà essere interessante l'abbinamento di questo sistema con il procedimento Stürzelberg per la fabbricazione di un prodotto decarburato e ad elevatissima purezza, per quanto riguarda i tenori di zolfo e fosforo, che potrebbe costituire un pregiato materiale di carica per la fabbricazione di acciai a basso tenore di carbonio, e di qualità superiore per forni ad induzione.

Affinazione della ghisa e produzione di ferro e acciaio. - Processo Monell. - Anche questo processo si prefigge lo scopo dei processi Bertrand-Thiel e Hoesch, e cioè quello di ottenere una scoria con una sufficiente quantità di fosfato tricalcico per essere utilizzata come fertilizzante.

Per questo processo si caricano in forno, per primi, il minerale ed il calcare e si riscaldano fortemente portandoli a incipiente fusione, quindi si introduce la ghisa; si ha allora una rapidissima, quasi istantanea ossidazione del silicio, manganese e fosforo con forte sviluppo di calore. Si innesca quindi immediatamente l'ossidazione del carbonio con forte schiummeggiamento della scoria che fuoriesce per l'80% da apposito canale, eliminandosi automaticamente. Terminata l'effervescenza si forma una nuova scoria con nuovo calcare e minerale e si termina l'affinazione nel modo usuale. In questo modo si ottiene una scoria utilizzabile per l'agricoltura ed un sensibile accorciamento del tempo dell'affinazione rispetto alla durata normale.

Più che ai sistemi di fabbricazione dell'acciaio miglioramenti e modifiche sono stati apportati ai mezzi di fabbricazione, soprattutto per quanto riguarda lo studio di particolari adattamenti volti ad una maggiore e più sollecita produzione; è stato anche introdotto l'uso di materiali refrattari più resistenti o più economici onde garantire una maggiore durata dei mezzi di produzione ed una maggiore economia della produzione stessa. Ricordiamo: il brevetto Fiorelli-Terni, che modifica la conformazione degli arrivi del vento e del gas nel forno Martin, e il sistema Crespi per applicare il rivestimento dolomitico ai forni Martin ed ai forni ad arco con l'impiego di dolomite in polvere pigiata a mano, a secco e senza legante, ciò che consente la messa in marcia dei forni senza preriscaldo, un consumo di refrattario assai minore e una durata dei rivestimenti maggiore.

Impiego diretto dell'ossigeno nei forni Martin. - I tentativi di impiegare direttamente l'ossigeno come elemento comburente atto ad accelerare le varie operazioni nei forni Martin risalgono solo al 1945 e sono giunti fino ad ora a risultati lusinghieri.

L'aggiunta di ossigeno viene consigliata nel caso di forni Martin riscaldati a nafta, come generalmente si usano in America, e come attualmente se ne stanno costruendo anche in Italia: l'ossigeno viene fatto arrivare nell'immediata vicinanza dell'ugello del bruciatore arricchendo la fiamma e rendendola più calorifica.

La proporzione optimum di ossigeno da aggiungere è di circa il 5% del volume dell'aria, con una purezza superiore al 90%; in queste condizioni si ha un consumo di circa 25-27 mc. di ossigeno per t. d'acciaio quando si lavora con carica mista di rottami e ghisa liquida, che sale a circa 36-38 mc. per t. quando si trattano esclusivamente rottami.

I vantaggi che si ottengono con questo sistema possono essere così riassunti: il tempo di fusione viene ridotto da 2 a 3 ore, a seconda della capacità del forno ottenendo così una economia notevole nel costo di produzione ed aumentando altresì il rendimento dei forni; la produzione oraria viene aumentata almeno del 50%, il consumo di nafta viene diminuito almeno del 20%, il calo di fusione viene ridotto, ottenendosi un miglioramento nel rendimento in acciaio di almeno il 4%; nessun danno viene provocato ai refrattari; la diminuzione del costo dell'acciaio ottenuta attraverso tutti questi vantaggi è stata calcolata in America a circa 1 dollaro per tonnellata, pur tenendo conto del costo dell'ossigeno.

L'ossigeno viene consigliato anche come elemento ossidante per accelerare l'operazione di affinazione nei forni Martin comuni, e può essere usato allo stesso scopo anche nei forni elettrici, come già è stato fatto nel 1940 per la fabbricazione di buoni acciai inossidabili partendo da rottami dei medesimi, e più tardi anche per gli acciai comuni.

L'ossigeno viene introdotto nel bagno mediante adatte lance in tubo d'acciaio del diametro interno di 15 mm. a pareti di grosso spessore, non inferiore ai 5 mm., raccordate alla tubazione d'arrivo con tubi flessibili di gomma, alla pressione media di 7 atmosfere.

I vantaggi che si possono realizzare con l'affinazione a mezzo d'ossigeno sono i seguenti: eliminazione delle aggiunte di minerale, economia di combustibile, economia del tempo di colata, fino ad un'ora per ciascuna colata, produzione rapidissima degli acciai extradolci e del tipo Armco. Complessivamente si può realizzare una sensibile economia pur tenendo conto del costo dell'ossigeno. Tutto ciò è però subordinato alla disponibilità presso l'acciaieria di un sufficiente approvvigionamento d'ossigeno.

Forni elettrici. - Grandissimo sviluppo nella fabbricazione dell'acciaio hanno avuto negli ultimi anni i forni elettrici ad arco. Attualmente la massima diffusione è stata data ai tipi Heroult dei quali si hanno numerose costruzioni e varianti.

I forni più moderni, che arrivano a portate anche di 50 t., sono costituiti da una robusta cassa cilindrica di lamiera (detta crogiuolo) poggiante su una culla oscillante comandata da pistoni idraulici i quali consentono l'inclinazione all'indietro ed in avanti per effettuare le operazioni siderurgiche (scorificazione, colata, ecc.); la chiusura superiore del forno è costituita da un robusto anello che porta la vòlta di mattoni refrattari silicei (Dinas) recante i tre fori per il passaggio degli elettrodi. Gli elettrodi sono sostenuti da adatti supporti, il cui movimento è regolato da pistoni idraulici comandati automaticamente in modo da avere un carico equilibrato fra le varie fasi ed un assorbimento prefissato di potenza. Nella parete cilindrica sono sistemate una o più porte per l'introduzione della carica e delle aggiunte e per il prelievo dei provini durante la marcia. I forni più grossi possono essere dotati di un movimento di rotazione del crogiuolo attorno all'asse verticale (mentre la vòlta con gli elettrodi sta ferma), che si utilizza a bagno fuso per meglio distribuire l'azione dell'arco e perciò ottenere una uniforme distribuzione del calore; essi inoltre sono muniti di vòlta spostabile in modo che il crogiuolo può essere scoperchiato e la carica può essere effettuata in una sola volta dall'alto a mezzo di apposita benna. Il rivestimento del forno è per lo più basico, costituito da una pigiata di dolomite con catrame o di dolomite in polvere senza alcun legante (brev. Crespi), e, in casi particolari, acido, costituito da mattoni di silice.

La fig. 7 rappresenta un tipo di moderno forno ad arco - costruzione Tecnomasio Italiano Brown-Boveri - a vòlta girevole; le figg. 8 e 9 rappresentano un tipo di forno - costruzione Società Tagliaferri - a crogiuolo spostabile ed a carica dall'alto.

Fabbricazione dell'acciaio al forno ad arco. - a) Su rivestimento acido (suola acida), la carica dev'essere costituita di materiale molto puro rispetto al contenuto di zolfo e fosforo. La disossidazione avviene ad opera della silice contenuta nella scoria, la quale viene ridotta, da aggiunte di carbone in polvere (SiO₂ + 2C = Si + 2 Co), in silicio metallico che passa nel bagno. In ultimo si aggiunge anche una piccola quantità di ferro manganese. Gli acciai che se ne ottengono sono molto puri anche per quanto riguarda le inclusioni non metalliche.

b) Su rivestimento basico (suola basica) si può effettuare con questi tre sistemi: 1) con ossidazione totale; 2) con ossidazione parziale; 3) con ossidazione o fusione sotto scoria bianca o al carburo.

1) Si ossida a fondo il bagno metallico con minerale in carica fino a giungere all'arresto del periodo ossidante con un basso tenore di C (0,05-0,10%) a cui corrisponderà l'assenza di Mn e Si. Si scorifica completamente, si riforma una seconda scoria e si inizia il periodo riducente e disossidante aggiungendo le quantità di ferro silicio e ferro manganese necessarie. Serve soprattutto per acciai dolci.

2) Si arresta l'ossidazione del bagno a tenori di C del o,20-0,25%, senza aggiunte di minerale in carica, indi si procede all'arresto e si conduce nei modi usuali il periodo di riduzione e disossidazione.

3) Per questo sistema occorre partire da materiale molto pulito; non si effettua il periodo ossidante, ma ci si limita ad una semplice rifusione sotto una scoria costituita da calce e carbone in proporzioni tali da formare carburo di calcio e pertanto dotata di forte azione disossidante.

Sistemi speciali di fabbricazione dell'acciaio. - Trattamento dell'acciaio con scorie liquide. - Le reazioni di defosforazione, desolforazione e disossidazione dell'acciaio si compiono attraverso l'azione della scoria sul metallo fuso e pertanto la loro velocità è proporzionale alla superficie di contatto fra scorie e metallo. È partendo da questo concetto che il Perrin, dapprima e successivamente altri (Coli, Raffo), hanno sviluppato i loro procedimenti per la rapida effettuazione delle operazioni metallurgiche i quali vengono realizzati nel modo seguente: l'acciaio liquido ed una scoria pure liquida, preparata a parte secondo una composizione speciale e differente a seconda che si voglia compiere la desolforazione, la decarburazione o la disossidazione, vengono versati contemporaneamente in una siviera vuota, oppure si versa l'acciaio liquido in una siviera sul fondo della quale si trova la scoria liquida od anche solida polverulenta fortemente riscaldata e contenente un elemento termogeno, in modo da ottenere con uno di questi sistemi una intima mescolanza di queste sostanze, cosicché le reazioni si compiono rapidissimamente non attraverso uno strato attivo ma attraverso tutta la massa.

Procedimenti duplex e triplex. - Si basano sull'impiego successivo di due o tre forni normali, e così per esempio: si può affinare la ghisa al Bessemer o al Thomas e poi passare l'acciaio al forno Martin o elettrico per completarne la degasificazione e la disossidazione. Presso le acciaierie di Cogne è normalmente adottato il processo Bessemer-forno elettrico, e presso le acciaierie di Cornigliano (Siac) è prevista l'adozione del processo Thomas-Martin.

L'acciaio ottenuto al forno Martin basico può essere passato per un'ulteriore disossidazione al Martin acido oppure al forno elettrico. si può così ottenere un ottimo acciaio col sistema triplex Bessemer-Martin basico forno elettrico basico anche partendo da materie prime scadenti.

In casi particolari l'acciaio prodotto con un processo duplex Bessemer-forno elettrico basico, può essere passato al forno ad induzione acido per permettere una ulteriore riduzione delle inclusioni non metalliche.

Il ferro sinterizzato. (ted. Sintereisen). - Grande sviluppo ha avuto negli ultimi anni, la fabbricazione di parti meccaniche in polvere di ferro compressa e sinterizzata.

La polvere di ferro viene prodotta con uno dei metodi descritti alla voce metallurgia delle polveri in questa App., o più semplicemente partendo da filo di acciaio extradolce che è tagliato in pezzetti della lunghezza di 10-15 mm. ed introdotto in adatti mulini a palle nei quali i pezzetti di filo vengono macinati in polvere fine.

La polvere così ottenuta, setacciata, selezionata a seconda della finezza, e con opportune caratteristiche di densità e purezza, eventualmente anche addizionata di particolari agenti non metallici capaci di facilitare la sinterizzazione, è intimamente rimescolata a mezzo di mescolatori conici a largo cono. Per la fabbricazione dei varî pezzi che si intendono produrre si pesa la quantità necessaria di polvere e si introduce negli stampi distribuendola uniformemente. La polvere viene quindi compressa mediante pressa idraulica nello stampo, e l'oggetto ottenuto, estratto mediante estrattore automatico. Negli impianti di fabbricazione in serie, tutte le operazioni quali: pesatura, distribuzione della polvere nello stampo, estrazione del pezzo stampato, ecc., vengono fatte automaticamente con la massima rapidità. I pezzi così prodotti passano quindi ad una cottura preventiva in forni ad atmosfera controllata ove vengono portati a 820° C, vengono così allontanati i gas inclusi e si iniziano alcune reazioni fra le particelle di ferro ed i materiali aggiunti. I pezzi che con questa operazione hanno assunto una sufficiente consistenza vengono passati all'operazione finale di sinterizzazione in forni ad atmosfera riducente, allo scopo di portare a rammollimento le parti dei granellini a contatto le une con le altre e di ottenere la reciproca saldatura. I forni sono di tipo continuo a suola semovente. La sinterizzazione si compie lasciando i pezzi alla temperatura di 1100° - 1220° C dai 30 minuti alle 2 ore, a seconda del loro tipo. Essi vengono quindi riportati alla temperatura ambiente in un adatta porzione del forno. In queste condizioni il materiale acquista tenacità e plasticità ed è suscettibile di lasciarsi deformare a freddo, senza rompersi. I pezzi sinterizzati sono poi sottoposti alla finitura meccanica su macchine automatiche, oppure sabbiati, lucidati, ecc. Con questo sistema si costruiscono oggi moltissime parti di macchine in materiale poroso, come ad es.: cuscinetti e boccole autolubrificanti; gabbie per cuscinetti a sfere; anelli di forzamento per proiettili, ecc. Nel periodo bellico la Germania aveva sostituito le cinture di forzamento per proiettili da 20 fino a 210 mm., fin allora costruite in rame puro con anelli in ferro sinterizzato adottati anche dall'esercito italiano. Per questo scopo gli anelli dopo sinterizzazione venivano impregnati in paraffina calda. Il consumo mensile di polvere di ferro per le varie applicazioni aveva raggiunto in Germania nel 1944-45 i seguenti valori: 2500 t. per cinture da forzamento per proiettili; 30-50 t. per boccole autolubrificanti; 10-15 t. per pezzi meccanici varî in ferro sinterizzato.