produzione dell'acciaio

I N F O R M A Z I O N I T R A S M E S S E : Lo sviluppo degli acciai da lega e l'applicazione del forno elettrico ad

arco alla produzione di massa degli acciai con analisi stret-tamente controllate, hanno reso molto importante la rapidità dell'analisi chimica. Tale analisi viene a costare un dollaro circa al minuto di lavoro per un forno elettrico ad arco di dimensione media. Si può anche sostanzialmente ridurre la costosa erosione dei refrattari quando si riduce il tempo di sosta della fusione per la regolazione finale del contenuto della lega.

L'analisi chimica ad amido degli acciai è stata un poco accelerata con la determinazione separata di ogni elemento, effettuata nel modo più veloce possibile. L'analisi separata dei metalloidi carbonio e zolfo richiede meno tempo sostituendo rispettivamente • metodi di stima gravimetrici, con quelli volumetrici e i metodi chimici con quelli di combustione. E stato possibile accelerare l'analisi degli elementi metallici separati (quali il manganese, il nichel, il cromo ed il rame) adoperando agenti dissolventi più rapidi (come l'acido iper-clorico) e metodi più rapidi di lettura dei punti finali (metodi colorimetrici, potenziali, ecc.).

I melodi spettrografici si servono della luce che deriva dalla scarica dell'arco o della scintilla del materiale. Dopo la dispersione, questa luce produce righe di lunghezza d'onda caratteristica per ogni elemento chimico presente.

L'inten-sità della luce di queste righe aumenta col crescere della quantità di elemento vaporizzato. Le lunghezze d'onda da 2000 a 8000 angstrom, sono le più importanti nell'analisi metallurgica. Esse si dispongono dall'ultravioletto, attraverso lo spettro visibile. La luce può essere dispersa sia attraverso un prisma di quarzo, sia attraverso un reticolo. Le intensità delle righe diffuse si possono confrontare sia mediante pelli-cola fotografica, sia direttamente mediante l'impiego di tubi foto-elettrici a vuoto. I metodi spettrografici permettono di eseguire l'analisi di tutti i componenti metallici di una lega, contemporaneamente, e su campioni identici.

Lo spettrografo a prisma di quarzo è stato il primo e dif-fondersi in Europa e negli Stati Uniti per l'analisi delle

leghe di metalli non ferrosi e successivamente anche per lo spettro più complesso degli acciai, nel periodo tra la prima e la seconda guerra mondiale. Più tardi si diffuse l'uso dello spettrografo a reticolo che consente una più vasta dispersione delle righe dello spettro per l'analisi dei complessi campioni di acciaio. I campioni per l'analisi spettrografica si pren-dono di solito durante le prove preliminari di fusione, ver-sando metallo fuso nelle forme oppure aspirandone un poco, in tubi di vetro Pyrex. Generalmente i campioni di metallo fu o si mandano al laboratorio con un veloce sistema di comunicazione pneumatico: poi si frantumano fino a far scoccare una scintilla nel porta elettrodo dello spettrografo. Questa luce passa per una fessura, si disperde attraverso un prisma o un reticolo e si fotografa su una pellicola o su una lastra fotografica. La pellicola esposta viene successivamente sviluppata, lavata, asciugata e raffreddata. Si confronta poi la densità della riga dello spettro dall'elemento sconosciuto, con la densità di una delle righe dell'elemento più impor-tante, il ferro, su un densimetro. La densità relativa si tras-forma in composizione percentuale dell'elemento sconosciuto e si riferisce subito alla persona addetta al funzionamento del forno.

Adoperando lo spettrografo si realizza una sostanziale economia di tempo rispetto ai metodi di analisi chimica ad umido per elementi speciali, come l'alluminio. Tuttavia non

sono di solito necessari questi elementi per controllare l'analisi del metallo fuso. Infatti gli elementi che bisogna controllare negli acciai, di solito, sono: il manganese, il cromo, il nichel, il molibdeno, il vanadio e il rame. A seconda del numero di elementi richiesti, per eseguire un rapporto di analisi spettro-grafica occorrono da 10 a 25 minuti. Questo intervallo di tempo non è molto migliore di quello richiesto in un ben organizzato laboratorio chimico, se si vogliono ottenere analisi spettrografiche, in tempi minimi.

Gli ultimi progressi nell'analisi rapida di controllo sono rappresentati dallo sviluppo degli spettrometri a lettura diretta. In questi strumenti le lastre fotografiche sono com-pletamente sostituite da tubi sensibili fotomoltiplicatori Jie sono in grado di effettuare la conversione della luce emessa alle lunghezze d'onda scelte ed a ridurle im percentuale in meno di un minuto, dopo che il campione è stato introdotto nello spettrografo.

L'impiego di questi tubi elimina tutte le possibilità di errore connesse alle lastre od alle pellicole fotografiche, allo sviluppo in camera oscura, alle letture col densimetro ed ai calcoli.

Lo spettrografo a lettura diretta determina rapidamente otto elementi chimici simultaneamente ed i risultati possono essere resi noti alla fonderia sei minuti approssimativamente dopo che il campione è stato mandato al laboratorio. Ci sono stati dati per corrispondenza o per mezzo di bollettini dei diversi fabbricanti i seguenti particolari di funzionamento di questi apparecchi:

a) Tempo di analisi. Il tempo necessario per far

scoccare l'arco e per leggere otto elementi chimici, è di circa 40 secondi. Mandando il campione dal forno al labo-ratorio per mezzo di un sistema di comunicazione pneuma-tica, calcolando il tempo necessario per preparare il cam-pione, quello per mettere in funzionamento l'apparecchio, e il tempo per leggere sugli indicatori, il ciclo completo per eseguire l'analisi del campione, richiede, aliincirca cinque minuti.

b) Metodo di analisi per il carbonio. Attualmente il

carbonio non si analizza con strumenti, tuttavia a questo scopo esistono altri apparecchi per le misurazioni volume-triche del biossido di carbonio che si forma, nella rapida combustione, in atmosfera di ossigeno, del campione.

c) Metodo di analisi per il fosforo. Nei casi in cui il

contenuto del rame è doppio del contenuto di fosforo, la determinazione del fosforo diventa impossibile. Il fosforo può essere determinato solo se il contenuto di rame è più basso, perchè altrimenti ci sarebbe troppa interferenza. Comunque maggior parte degli acciai prodotti al forno elettrico hanno un contenuto di rame più del doppio del contenuto di fosforo, quindi, in generale, bisogna determinare il fosforo con altri sistemi.

d) Accuratezza dell'analisi. Il grado di accuratezza

dell'analisi può variare da elemento ad elemento, da concen-trazione a concenconcen-trazione ed anche a seconda dei singoli

strumenti. L'elevata concentrazione della maggior parte degli elementi, può essere analizzata con una accuratezza di più o meno l'un per cento ed anche con una accuratezza mag-giore, quanto più sono perfetti i metodi fotografici. Ulteriori informazioni sull'accuratezza dell'analisi si possono trovare negli opuscoli descrittivi acclusi, riguardanti due strumenti a lettura diretta.

e) Economia di tempo nel tempo di fusione.

L'instal-lazione di queste macchine con una attrezzatura per ese-guire rapidamente il getto, l'invio dei campioni e la trasmis-sione, dei risultati di analisi al fonditore, permette di mantenere ferme le fusioni durante il breve tempo richiesto per effettuare l'analisi. Tutto questo consente di eliminare ogni possibilità di errore nella composizione finale del pro-dotto e la necessità di ulteriori analisi. Per l'acciaio di alta lega, questi strumenti fanno risparmiare tanto di quel tempo al forno, che in pochi mesi di funzionamento si ripagano da se stessi. Si possono realizzare anche economie nei salari, perchè in genere occorrono meno lavoratori.

f) Queste installazioni servono per tutti i tipi di acciaio,

e sono particolarmente utili nel controllo di quelle leghe, i cui costituenti debbono essere tenuti entro stretti limiti di tolleranza.

Ulteriori dettagli sulla costruzione e l'uso di questi spet-trografi a lettura diretta si possono trovare nella seguente letteratura pubblicala dai costruttori e dagli utenti dei due strumenti che attualmente si vendono negli Stati Uniti: 1. Bulletin X X X V I - The Direct Reader, Baird

Associa-ted, Inc., 33 University Road, Cambridge 38, Mass.

2. Production Control Quantometer, Applied Research

Laboratories, 4336 San Fernando Road, Clendale 4, Calif.

3. Melting Control with the Direct-Reading Spectro-meter, Earl R. Vance, « fournal of Metals »,

octo-ber 1949.

4. The Direct Reading Analysis of 18-8 Stainless Steels,

M. F. Hasler, « The Iron Age », november 3, 1949. 5. The Direct Reading Analysis of Low Alloy, Tool, and

Stainless Steels with the Quantometer, M. F. Hasler,

Transactions, Instruments and Measurements Conference, Stockholm, 1949.

U R B A N I S T I C A E I L L U M I N A Z I O N E - La illuminazione urbana con lampade fluorescenti si è andata affermando

in vari paesi d'Europa, degli Stati Uniti, ed anche nell'America del Sud. A Rio de Janeiro per la avenida Brasil è stata adottata questa soluzione che dà alla città ed al porto un aspetto caratteristico.

I M P I A N T I . L A P R I M A T U R B I N A A G A S A Z I O N A T A A T O R B A - La prima turbina a gas del mondo

azionata a torba è attualmente in funzione nelle officine della «John B r o w n & C. », del Clydeside. L'impianto consiste di una turbina a gas da 500 h. p. dotata di un riscaldatore d'aria azionato a torba, e di una attrezzatura per il prosciugamento e la macinazione della torba. Tale impianto sperimentale verrà sottoposto a numerose prove pratiche, in modo da stabilire l'utilità effettiva di una turbina a gas a ciclo chiuso azionata a torba al fine della produzione di elettricità.

S A L D A T U R A A D A R C O

I N G A S I N E R T E

Il metallo fuso non assorbe mollo i gas inerti (come l'argo 0 l elio), i quali gas inerti hanno molta utilità come agenti di protezione durante la saldatura, perchè evitano che i melalli fusi vengano a contatto con gas chimicamente attivi. Per eseguire la saldatura ad arco dei metalli in gas inerte, si adoperano elettrodi che non si consumano (di tungsteno 0 di carbonio). Si può adoperare tanto la corrente continua, quanto la corrente alternata ; quando si adopera la corrente alternata bisogna avere precauzioni per assicurare l'adeguata stabilità dell'arco. L'uso della corrente continua non richiede speciali controlli.

Per eseguire una perfetta saldatura ad arco, è assoluta-mente necessario un gas purissimo, tanto se si tratta di argo, come di elio. L'argo di solilo si indica come: argo da salda-tura, con purezza del 99,8%. Il Bureau of Mines ha

« M I M * , « I ? » — -- . . . -- --. .• rr^ IL M I G L I O R E P E R IL " D R Y M A R T I N I U. P. MARTINI D R Y L O N D O N

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aumentato il grado di purezza dell'elio che ora si produce al valore nominale di 99,7%. L'argo e commercialmente in vendita in bombole dalla capacità di 200 piedi cubi, a con-dizioni unificale di pressione da 140 kg.'cm% Il peso della bombola e del gas è approssimativamente di 70

kg-La saldatura ad arco per metalli in gas inerte è di larga applicazione e per soddisfare le esigenze di differenti appli-cazioni, occorrono attrezzature di vario genere. Il tipo e il numero delle attrezzature dipendono dalle esigenze di ogni lavoro di saldatura e dal numero di pezzi uguali che debbono essere saldati. L'attrezzatura minima assolutamente necessaria per le saldature manuali ad arco dei metalli in gas inerte, consiste: 1) di un adatto portaelettrodo per l'elet-trodo, 2) una scorta di gas inerte ; 3) un regolatore del gas, un contatore per fluidi e controlli elettrici ; 4) energia elet-trica ; 5) acqua fredda ; 6) un adatto tubo flessibile e un cavo per collegare questa attrezzatura. Di solito si adope-rano anche attrezzature supplementari, come i carrelli a motore e apparecchi accessori di saldatura, per la saldatura delle macchine.

Abbiamo raccolto e accludiamo il seguente materiale bibliografico sulla saldatura ad arco in gas inerte, che riteniamo possa fornire parecchie utilissime informazioni in materia:

The Aircomatic Welding Process, di A. Mul'er,

G. H. Gibson ed E. H. Roper, ristampa estratto da « The Welding Journal» pubblicato dall'American Welding So-ciety, 33 West 39th Street, New York. City, New York. Questo articolo, descrive gli sviluppi del metodo di saldatura ad arco del metallo protetto da gas inerte, in cui si combi-nano fenomeni dell'arco di saldatura così nuovi e insoliti, da dar origine a un nuovo procedimento di saldatura. L'articolo discute in pieno gli aspetti tecnici e commerciali di questo sistema che consente di superare le difficoltà rappresentate dalla porosità dell'alluminio con una saldatura automatica e manuale, come pure quelle connesse alle leghe di acciaio inossidabile resistenti al calore ed ai pezzi di bronzo d'allu-minio. Metà dell'articolo è dedicato alle applicazioni speci-fiche di questo tipo di saldatura.

Aircomatic Welding of Copper-Base Alloys, di Harold

Robinson e di John H. Berryman è un'altra ristampa dal << The Welding Journal ». Questo articolo discute e illustra una indagine generale sulla saldabilità di parecchie leghe a base di rame col sistema di saldatura ad arco in gas inerte, recentemente sviluppato e descritto in articoli precedenti. Sono inclusi i dati riguardanti le proprietà meccaniche di alcune giunture semplici saldate con diversi materiali di pre-parazione e di elettrodo e sono descritte alcune applicazioni pratiche.

COLORE E ILLUMINAZIONE