siderurgia L’insieme delle tecniche che hanno per scopo la produzione e la prima lavorazione del ferro, della ghisa, dell’acciaio e delle ferroleghe, fino alla produzione di semilavorati quali lingotti, billette, lamiere ecc. Comprende la s. estrattiva, che si occupa della produzione della ghisa di prima fusione dai minerali di ferro e la s. tecnologica, che si occupa della fabbricazione dei vari tipi di acciai e di ghisa.
1.1 Antichità e Medioevo. La ragione della ritardata comparsa del ferro rispetto al bronzo e al rame va ricercata nelle difficoltà che si incontrarono per ottenerlo, difficoltà connesse all’esigenza di raggiungere temperature elevate in un ambiente convenientemente riducente. Pertanto il primo ferro fu ottenuto allo stato pastoso in forma di blocchetti che dovevano poi essere faticosamente foggiati per battitura: esso era naturalmente ricco di scorie, in parte eliminate in seguito alla lavorazione meccanica. La tecnica seguita dagli antichi metallurgisti è stata chiarita principalmente dai ritrovamenti archeologici di residui di forni fusori. Tra i primi forni impiegati furono i cosiddetti ‘bassifuochi’, che ebbero probabilmente per progenitori i forni indiani: questi erano composti in sostanza di un letto di terra refrattaria sul quale si disponeva del minerale misto a carbone, la cui combustione si attivava con rudimentali mantici a mano. Il bassofuoco, o forno catalano, constava di una fossa scavata nel terreno, con le pareti rivestite di pietre e di argilla refrattaria, nella quale si caricavano carbone di legna e minerale ferroso. La combustione era attivata con mantici a mano e il ferro era di solito ottenuto allo stato di massello.
Successivamente si pensò di allestire i forni, invece che per escavazione nel terreno, sviluppandone le dimensioni verso l’alto, costruendoli cioè con una parte centrale in argilla refrattaria, sostenuta in un primo tempo a mezzo di terra e pietre e poi con opere murarie di sostegno vere e proprie. Si andavano così delineando i primi forni a tino (come i forni a osmund in
Mentre nei bassifuochi si otteneva un prodotto impuro a causa delle scorie, ma assai poco carburato (e quindi costituito essenzialmente da ferro), nei forni a tino si poteva realizzare, inizialmente in modesta misura/">misura e poi con l’affinarsi della tecnica in ragione crescente, una carburazione del prodotto di riduzione, conseguente a una più o meno apprezzabile concentrazione di carbonio nel ferro. Tale azione carburante dei forni a tino si intensificò bruscamente quando, alla fine del 13° sec., si introdusse in
Grande tuttavia fu la delusione dei metallurgisti quando si accorsero che tale prodotto, una volta fatto solidificare, non presentava più quelle spiccate caratteristiche di malleabilità e soprattutto di saldabilità che rendevano così pregiato il ferro ricavato in forma di masselli. Era in effetti nato un nuovo prodotto siderurgico, duro e fragile, non costituito in realtà da solo ferro ma da una lega del ferro con il carbonio, cioè la ghisa. Questo fu il motivo per cui gli antichi Stücköfen tedeschi assunsero poi il nome di Flossöfen, volendosi con ciò indicare che essi erano espressamente destinati alla produzione di un prodotto che veniva ottenuto allo stato liquido. Ciò avvenne verso il 1450, quando si erano già realizzati notevoli progressi nell’arte di gettare la ghisa e quando si comprese l’utilità di trasformare questa in ferro, cioè in un prodotto meno carburato, valendosi delle proprietà tipicamente affinanti del bassofuoco. 1.2 Età moderna. Furono così poste le basi della moderna tecnica siderurgica, con la fondamentale acquisizione che, per ottenere il ferro (o comunque un acciaio, cioè una lega a basso tenore di carbonio), conviene passare attraverso un prodotto più carburato ottenuto allo stato liquido (ghisa) e sottoporre quest’ultimo a conversione con adatti sistemi, così da ridurne tra l’altro il tenore di carbonio sino a portarlo alla percentuale voluta. Inoltre si realizzò così un altro principio fondamentale dell’industria moderna, quello della continuità dell’operazione: nei Flossöfen infatti si aveva produzione continua di ghisa mentre nuovo minerale, misto a riducente, veniva caricato alla bocca del forno.
Si introducevano intanto in
Ancora in Gran Bretagna la tecnica siderurgica fece un altro grande passo avanti per opera di J.B. Neilson, direttore di una fabbrica di gas a
Frattanto, per il progressivo aumento nei valori delle temperature raggiungibili all’interno degli altiforni in conseguenza dei vari ritrovati tecnici di cui si è fatto cenno, il profilo dell’altoforno si andava rapidamente modificando; si comprese infatti l’utilità di costruire il forno a sezione circolare in tutte le sue parti, di adottare come sagoma interna quella assunta naturalmente dagli altiforni dopo un congruo periodo di funzionamento (
Dal 1850 a oggi, oltre a essere stato completamente chiarito il meccanismo di formazione della ghisa, i ritrovati essenziali sono stati in particolare diretti alla modifica del profilo e al miglioramento generale nella condotta degli altiforni. Così, per opera di E. Cowper (1860), si riuscì a preriscaldare l’aria fino a circa 800 °C, con conseguente notevole risparmio di combustibile e raggiungimento di più elevate temperature nei forni; si modificò la forma del crogiolo che venne anche munito di una seconda bocca per lo scarico delle scorie (1867); si abolirono (1880) le strutture murarie di sostegno degli altiforni, sostituendole con cerchiature, corazzature e opere di carpenteria in metallo; si meccanizzarono i servizi; si aumentò la capacità e la potenzialità degli altiforni, grazie all’allargamento progressivo del diametro del crogiolo; si procedette a un’accurata preparazione preventiva dei minerali (➔ altoforno; ghisa).
Accanto allo sviluppo della tecnica di fabbricazione della ghisa si è avuto uno svolgimento quasi parallelo nella fabbricazione dell’acciaio.
2. L’industria siderurgica in
Gli esordi dell’industria siderurgica in Italia furono fortemente condizionati dalla modesta presenza nel sottosuolo di minerali di ferro e soprattutto di carbon fossile, per cui si verificò, nel primo ventennio unitario, una crescente importazione di ghisa dall’estero. Con la diffusione delle applicazioni del ferro nelle ferrovie e nell’industria meccanica in genere si assistette al lento rinnovamento delle vecchie ferriere (con l’adozione di forni Martin-Siemens e di convertitori da rottami di ferro). Le regioni che contribuirono maggiormente all’espansione produttiva furono la
All’inizio del 20° sec., al fine di migliorare l’utilizzazione del minerale di ferro nazionale e di limitare la dipendenza dall’estero, furono impiantati alcuni altiforni a coke per la produzione della ghisa: a
Nei primi anni del secondo dopoguerra fu realizzato il programma di riconversione della s. italiana. Il ‘piano Sinigaglia’ (dal nome del presidente della Finsider,
Contemporaneamente alla componente pubblica, anche la siderurgica privata conobbe un rapido sviluppo in lavorazioni complementari, caratterizzate dalla piccola o media dimensione e dall’elevata flessibilità organizzativa e manageriale. Il 1974 fu l’anno record dell’offerta siderurgica italiana. La produzione nazionale d’acciaio risultò pari a circa 23 milioni di t e l’Italia divenne il secondo produttore europeo dopo