Propietats i Aplicacions dels Metalls: Alts Forns

Propietats i Aplicacions dels Metalls

La majoria dels metalls es troben a la natura en forma de minerals.

Per separar els metalls dels minerals que els contenen, és necessari arribar fins a les seves temperatures de fusió.

Obtenir-los resulta costós i complicat, però és molt interessant a causa de les importants qualitats tècniques que tenen.

Propietats dels Metalls

• Es reconeixen fàcilment perquè tenen una brillantor molt característica.
• Són més densos i pesants que altres materials d'ús tècnic.
• Posseeixen una gran resistència mecànica, cosa que els permet suportar grans esforços, pressions o cops.
• Alguns metalls poden resultar molt durs.
• Condueixen molt bé la calor i l'electricitat.
• Ofereixen moltes possibilitats de treball, com, per exemple, doblegar, tallar, estampar o fondre i emmotllar.

Hi ha una gran varietat de materials metàl·lics. Alguns s'utilitzen en estat gairebé pur, com ara el coure, l'argent, l'or i el platí. La majoria dels materials metàl·lics, però, es combinen entre si o amb altres elements formant aliatges amb els quals s'aconsegueix ampliar-ne i millorar-ne les propietats.

Alt Forn

Forn de cup, d’uns 30 m d’alçària, format per dues seccions troncocòniques (la superior, anomenada cup, i la inferior, etalatge), unides per llur base més gran i emprat en la siderúrgia moderna per a l’extracció del ferro.

La zona central, més ampla, és anomenada ventre; a la part inferior hi ha una zona cilíndrica formada pel gresol (la part de baix) i l'obra (la part de dalt). Al gresol hi ha dos forats, el forat per on surt l’escòria i el forat de colada, per on hom fa la colada del forn. A l’obra, a uns 2,5 m del gresol, hi ha les toveres, per on hom injecta l’aire. L’estructura del forn sol ésser de planxa d’acer, reforçada amb cèrcols, revestida interiorment de material refractari i proveïda d’un sistema de refredament. El forn és carregat per la part superior, en capes alternatives de coc i mineral (òxids de ferro), amb les addicions eventuals de fundent, ferralla o escòria enriquidora. El conjunt d’aquesta càrrega va baixant regularment cap al ventre del forn. A la boca de les toveres és on té lloc la combustió del coc amb l’aire preescalfat de 700° a 1200 °C, i així es produeix a l’etalatge una temperatura d’uns 2000 °C.

Els gasos produïts en la combustió, que contenen encara un terç de monòxid de carboni, pugen pel forn travessant la càrrega, redueixen una part dels òxids de ferro i escalfen la càrrega. A la temperatura de 2000 °C el coc redueix els òxids de ferro (reduïts ja parcialment pels gasos calents als nivells més elevats del forn) i es liquen el ferro, les impureses i les cendres, com també els altres productes addicionats, i es forma, així, la colada.

Els gasos que surten del forn són emprats per al preescalfament de l’aire de combustió, per al cowper, per a l’accionament de compressors i per a diverses necessitats d’escalfament. El desenvolupament de l’alt forn ha anat estretament lligat a la producció del coc, únic tipus de carbó que, per la seva puresa i la seva resistència mecànica, podia permetre d’atènyer altures de més d’1 m, que era el límit del forn baix. Els alts forns han experimentat, els darrers anys, una gran evolució tècnica. Així, mentre que el 1950 els gresols feien uns 6 m de diàmetre i la producció normal era d’unes 1000 tones al dia, el 1980 hom podia produir, normalment, de 8000 a 10000 tones diàries amb forns amb un gresol de 10 a 15 m de diàmetre.