COS'È L'ACCIAIO INOSSIDABILE E COME È FATTO?

Dalle miniere al produttore, ecco una rapida panoramica di come viene prodotto l'acciaio inossidabile

Grazie alla sua eccellente resistenza alla corrosione, all’elevata resistenza e all’aspetto attraente, l’acciaio inossidabile trova un’ampia gamma di usi sia nei mercati industriali che in quelli di consumo.

Ma come fa l'acciaio inossidabile a passare da un mucchio di rottami o minerali raffinati alla sua forma e applicazione finale?

La maggior parte dell'acciaio inossidabile inizia la sua vita in modo simile prima di passare alla lavorazione. Questa lavorazione, insieme all'esatta composizione della lega di acciaio, ne determina le numerose caratteristiche. Quindi, per capire come viene prodotto l'acciaio inossidabile, dobbiamo prima approfondire la sua composizione.

CHE COS'È L'ACCIAIO INOSSIDABILE?

L'acciaio inossidabile è una lega di ferro e cromo.

Sebbene l'acciaio inossidabile debba contenere almeno il 10,5% di cromo, i componenti e i rapporti esatti varieranno in base al grado richiesto e all'uso previsto dell'acciaio.

Altri additivi comuni includono:

Nichel

Carbonio

Manganese

Molibdeno

Azoto

Zolfo

Rame

Silicio

L'esatta composizione di una lega viene rigorosamente misurata e valutata durante tutto il processo di lega per garantire che l'acciaio presenti le qualità richieste.

I motivi comuni per aggiungere altri metalli e gas a una lega di acciaio inossidabile includono:

Maggiore resistenza alla corrosione

Resistenza alle alte temperature

Resistenza alle basse temperature

Forza migliorata

Saldabilità migliorata

Formabilità migliorata

Controllo del magnetismo

Ciò che c'è nel tuo acciaio inossidabile non è l'unico fattore che determina le sue caratteristiche uniche, tuttavia...

Il modo in cui è realizzato altererà ulteriormente le proprietà dell'acciaio.

 

COME VIENE PRODOTTO L'ACCIAIO INOSSIDABILE

Il processo esatto per un tipo di acciaio inossidabile differirà nelle fasi successive. Il modo in cui un tipo di acciaio viene modellato, lavorato e rifinito gioca un ruolo significativo nel determinarne l'aspetto e le prestazioni.

Prima di poter creare un prodotto in acciaio consegnabile, è necessario creare la lega fusa.

Per questo motivo la maggior parte delle qualità di acciaio condividono fasi iniziali comuni.

Passaggio 1: fusione

La produzione dell’acciaio inossidabile inizia con la fusione dei rottami metallici e degli additivi in ​​un forno elettrico ad arco (EAF). Utilizzando elettrodi ad alta potenza, l'EAF riscalda i metalli nel corso di molte ore per creare una miscela fluida e fusa.

Poiché l'acciaio inossidabile è riciclabile al 100%, molti ordini di acciaio inossidabile contengono fino al 60% di acciaio riciclato. Ciò aiuta non solo a controllare i costi ma a ridurre l’impatto ambientale.

Le temperature esatte varieranno in base al grado di acciaio creato.

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

Dopo la riduzione del carbonio, avviene un bilanciamento finale e un'omogeneizzazione della temperatura e della chimica. Ciò garantisce che il metallo soddisfi i requisiti per la qualità prevista e che la composizione dell'acciaio sia coerente in tutto il lotto.

I campioni vengono testati e analizzati. Vengono quindi apportate modifiche fino a quando la miscela non soddisfa lo standard richiesto.

FASE 4: FORMATURA O COLATA

Una volta creato l'acciaio fuso, la fonderia deve ora creare la forma primitiva utilizzata per raffreddare e lavorare l'acciaio. La forma e le dimensioni esatte dipenderanno dal prodotto finale.

Le forme comuni includono:

Fiorisce

Billette

Lastre

Canne

Tubi

I moduli vengono quindi contrassegnati con un identificatore per tracciare il lotto attraverso i vari processi da seguire.

Da qui i passaggi differiranno a seconda del grado previsto e del prodotto o funzione finale. Le lastre diventano lastre, listelli e lastre. Blumi e billette diventano barre e fili.

A seconda della qualità o del formato ordinato, un acciaio potrebbe ripetere più volte alcuni di questi passaggi per creare l'aspetto o le caratteristiche desiderate.

I passaggi seguenti sono i più comuni.

Laminazione a caldo

Eseguito a temperature superiori alla temperatura di ricristallizzazione dell'acciaio, questo passaggio aiuta a impostare le dimensioni fisiche grezze dell'acciaio. Il controllo preciso della temperatura durante tutto il processo mantiene l'acciaio abbastanza morbido da poter lavorare senza alterare la struttura.

Il processo utilizza passaggi ripetuti per regolare lentamente le dimensioni dell'acciaio. Nella maggior parte dei casi, ciò comporterà la laminazione attraverso più mulini nel tempo per ottenere lo spessore desiderato.

Laminazione a freddo

Spesso utilizzata quando è richiesta precisione, la laminazione a freddo avviene al di sotto della temperatura di ricristallizzazione dell'acciaio. Per modellare l'acciaio vengono utilizzati più rulli supportati. Questo processo crea una finitura più attraente e uniforme.

Tuttavia, può anche deformare la struttura dell'acciaio e spesso richiede un trattamento termico per ricristallizzare l'acciaio e riportarlo alla sua microstruttura originale.

Ricottura

Dopo la laminazione, la maggior parte dell'acciaio 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.

Decalcificazione o decapaggio

Durante la lavorazione dell'acciaio attraverso le varie fasi, spesso si accumulano incrostazioni sulla superficie.

Questo accumulo non è semplicemente poco attraente. Può anche influire sulla resistenza alle macchie, sulla durata e sulla saldabilità dell'acciaio. La rimozione di queste incrostazioni è essenziale per creare la barriera di ossido che conferisce all'acciaio inossidabile la sua caratteristica resistenza alla corrosione e alle macchie.

La disincrostazione o il decapaggio rimuovono queste incrostazioni utilizzando bagni acidi (noti come decapaggio acido) o tramite riscaldamento e raffreddamento controllati in un ambiente privo di ossigeno.

A seconda del prodotto finale, il metallo potrebbe tornare alla laminazione o all'estrusione per un'ulteriore lavorazione. Seguono ripetute fasi di ricottura fino al raggiungimento delle proprietà desiderate.

Taglio

Una volta che l'acciaio è lavorato e pronto, il lotto viene tagliato per soddisfare i requisiti dell'ordine.

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.

Finitura

L'acciaio inossidabile è disponibile in una varietà di finiture, da opaca a specchio. La finitura è una delle ultime fasi coinvolte nel processo di produzione. 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.

A questo punto, l'acciaio viene raccolto nella sua forma finale e pronto per la spedizione al cliente. Rotoli e bobine sono metodi comuni sia per immagazzinare che per spedire grandi quantità di acciaio inossidabile da utilizzare in altri processi di produzione. Tuttavia, la forma finale dipenderà dal tipo di acciaio richiesto e da altri fattori specifici dell'ordine.

PENSIERI FINALI

Comprendere i gradi e i tipi di acciaio inossidabile adeguati per usi e ambienti specifici è una parte essenziale per garantire risultati duraturi e ottimizzare i costi. Che tu stia cercando qualcosa di robusto e resistente alla corrosione per gli ambienti marini o qualcosa di straordinario e facile da pulire per l'uso nei ristoranti, è disponibile una lega di acciaio inossidabile adatta alle tue esigenze.