Cenni storici sull'evoluzione tecnologica dei processi di lavorazione del ferro

I primi forni usati per il trattamento del minerale (a partire dal 1500 a.C.) furono detti “bassifuochi”. 

Un significativo progresso ebbe luogo intorno all' anno 1000 d.C. in Germania ed in Austria: fu la comparsa dei primi "Stuckofen", che erano fornaci alte fino a 5 metri da cui poteva anche essere ottenuta ghisa liquida, oltre che i soliti blocchi spugnosi di acciaio.

Lo sviluppo ulteriore condusse, attraverso miglioramenti e modifiche dimensionali, alla prima bozza di altoforno, comparso in Inghilterra intorno al 1500. Si può indicare invece il 1730 come data del primo vero e proprio altoforno, sempre in Inghilterra, dove per la prima volta fu usato il carbone come combustibile al posto del legno.Gli anni successivi, fino alla metà del 1800, furono tutti dedicati a risolvere il problema di ridurre il carbonio e gli altri elementi in quanto le ghise, una volta solidificate, risultavano molto fragili e poco lavorabili.La prima soluzione industriale del problema, pur sempre molto laboriosa, fu adottata nel 1766 nel Galles e fu la puddellaggio (puddling) che consisteva nel caricare i getti di ghisa in speciali contenitori posti in forni a riverbero, usando carbone come combustibile. In questo modo si arrivò a produrre acciaio allo stato pastoso, semi-fuso, che poteva essere separato e solidificato.

Nel 1856, l' inglese H. Bessemer brevettò un procedimento di produzione dell' acciaio da ghisa liquida utilizzando un forno rivestito di refrattario siliceo (acido) con il fondo forato, in modo da potervi soffiare aria in pressione e provocare in breve tempo la riduzione del contenuto di carbonio.  

Sempre in Inghilterra, la ricerca sui modi di produrre l’acciaio continuava e nel 1858 K.W. Siemens, tecnologo tedesco naturalizzato inglese, costruì un primo forno sperimentale del tipo a "focolare aperto” con recupero di calore.Più tardi il francese Pier-Emil Martin  sostituì l' impiego del minerale con il rottame di ferro, adeguando il rivestimento acido o basico della suola al tipo di ghisa di cui si disponeva.
Questa tecnologia viene chiamata forno Martin-Siemens.

Verso la fine del secolo, nel 1899, P.L. Héroult, presso Creuzot in Francia, avviò un forno con riscaldamento elettrico che utilizzava corrente trifase e come elementi riscaldanti elettrodi di grafite che penetravano dalla volta e che sfioravano la carica da fondere.

Fu ben presto evidente che l' impiego dell' aria quale agente affinante ed ossidante comportava due aspetti negativi. Il primo consisteva nella necessità che il bagno fosse attraversato da una notevole quantità di aria, che asportava dal bagno stesso - durante la conversione - una gran quantità di calore. Il secondo svantaggio era il rischio di notevoli arricchimenti di azoto che infragilivano l' acciaio. La sostituzione dell' aria con l'ossigeno puro fu la soluzione del problema, che trovò molto più tardi, solamente negli anni ' 50, la migliore realizzazione nel processo LD presso le acciaierie austriache di Linz e Donauwitz, da cui il nome del processo.

Verso la metà degli anni '60 , le grandi acciaierie hanno effettuato un passo fino ad oggi conclusivo. Sono stati, infatti, introdotti i cosiddetti trattamenti "fuori forno", quali ad esempio il Ladle Furnace (o forno in siviera) ed il degasaggio R.H.. 

Nel 1751 in Svezia e nel 1783 in Inghilterra, introdotta da H. Court, fu adottata la laminazione a caldo che impiegava due cilindri sovrapposti rotanti in senso contrario che permisero di produrre la prima lamiera d' acciaio non più per "battitura" ma in maniera più razionale. Inutile dire che da quei tempi, fino ai giorni nostri, i laminatoi a caldo e, successivamente, quelli a freddo sono passati attraverso un continuo sviluppo: dai laminatoi discontinui alimentati pezzo dopo pezzo, fino ai moderni treni continui ed automatici.

La figura del fabbro e il suo ruolo all'interno della società

La capacità di domare il ferro e di cambiarne le caratteristiche meccaniche per mezzo della forgiatura e della tempra, ponevano il fabbro, così come il medico o l'astrologo, a far parte di quella categoria di uomini il cui lavoro, importantissimo per il resto dell'umanità, abbisognava di qualche contributo divino per riuscire al meglio, e pretendeva, quindi, un rapporto speciale con gli Dei. Non sorprende questo se si pensa all'importanza che doveva avere, allora, il fatto che la propria spada non si spezzasse al primo impatto, in un corpo a corpo col nemico. Nacque così quell'immagine dei Fabbri, visti come esseri un po' particolari: uomini forti ed un po' selvatici, capaci di vincere la lotta con quel materiale inizialmente così poco gentile e malleabile. Stiamo parlando della nascita del Ferro Battuto e della figura del Fabbro, subito visto come demiurgo, artefice capace, con l'ausilio dell'acqua e del fuoco, di trasformare la materia. L a mitologia greca prima, con Efesto, e quella romana poi, con il rispetto sempre tributato al Gran Fabbro Vulcano, consacrarono definitivamente il Fabbro e la sua Arte conferendo loro quell'aspetto di "magia" che, almeno in parte, li hanno accompagnati fino ai tempi più recenti
Non molto diversi, insomma, dal loro padre putativo, dal loro simbolo. Efesto (Vulcano), marito della bella Afrodite (Venere), Dio del fuoco e degli Inferi e temuto dallo stesso Zeus (Giove) padre degli Dei. Gli antichi Romani, assai più pratici e meno "sognatori" dei Greci, dalla cui cultura avevano tanto attinto, trasformarono e realizzarono la figura del fabbro. Nacque "l'homo-faber"; ancora produttore di armi ma anche, sempre più, dedito alla fabbricazione di quegli oggetti "civili" che una società evoluta e cosmopolita, come quella dell'antica Roma, richiedevano.

Il ferro nella storia

Storicamente con il termine "Età del ferro" si intende il periodo della protostoria caratterizzato dall'uso del ferro in luogo del bronzo nella produzione di utensili e armi. Nell'Europa continentale si colloca tra la fine dell'età del Bronzo (700 a.C. ca.) e l'espansione dell'impero romano (27 a.C. - 68 d.C.). Da questo punto di vista, nelle aree mai raggiunte dalle legioni romane, come la Scandinavia, la Germania centrosettentrionale e alcune parti della Britannia, l'età del Ferro proseguì per tutta l'età romana. In Cina l'età del Ferro cominciò intorno al 600 a.C., nell'Africa subsahariana tra il 500 e il 400 a.C., nell'Africa meridionale intorno al 200 d.C.Read more >>...

Per un'analisi dell'utilizzo del ferro nel corso della storia : http://www.museoitalianoghisa.org

Storia della siderurgia

È storicamente provato che diversi popoli, quando raggiungevano una certa importanza storica, di norma erano già in possesso delle conoscenze per la produzione del ferro ed erano in grado di lavorare questo materiale per la produzione di armi ed attrezzi.

Anche se oggi non sappiamo ancora quale dei popoli antichi ha per primo e consapevolmente prodotto ferro e acciaio, è oramai certo che in ogni caso il primo impiego di questi materiali è di molto precedente all'inizio di quell'era che indichiamo con età del ferro.

Il primo ferro utilizzato fu quello presente nei meteoriti già nella preistoria, come dimostra l'alto tenore di nichel dei reperti archeologici di età più antica.

Una volta appresa la sua lavorazione alla fucina, il passo per giungere alla fusione di minerali di ferro non era poi molto lungo, dato che era noto oramai il processo di riduzione dei minerali di rame (età del bronzo).

Secondo l'attuale stato della conoscenza, il ferro è comparso la prima volta in Asia Minore e la prima testimonianza è attribuita ai Calibi, che vivevano a sud est del Mar Nero.

Le leghe di ferro - ferro malleabile, ghisa e acciaio - cominciarono ad apparire anche nel XII secolo a.C. in India, Anatolia e nel Caucaso.

L'uso del ferro, nelle leghe e nella forgiatura di utensili, apparve nell'Africa subsahariana nel 1200 a.C.

Importanti testimonianze del ferro nell'antichità sono il tesoro ferreo del re babilonese Sargon II a Ninive, le notevoli prestazioni degli Egizi nel campo della siderurgia e la tecnologia molto sviluppata della costruzione delle armi da parte dei Romani e dei Norici. In terra germanica gli inizi della produzione del ferro si perdono nella leggenda.

Il graduale sviluppo dell'arte siderurgica è avvenuto prevalentemente nei luoghi dove venivano scoperti i minerali di ferro facilmente riducibili ed era disponibile legname a sufficiente ad ottenere il carbone di legna occorrente per il processo siderurgico.Read more >>...

Il Ferro tra mitologia, simbolismo e alchimia

Nell'antichità il Ferro non era estratto, ma si raccoglieva dalle meteoriti precipitate e questo carattere siderale, [da sidus-stella], si preserva ancor oggi nei vocaboli sideros = ferro e siderurgia, sideremia e altri attinenti al Ferro. Il suo ruolo organico è conosciuto dalla più remota antichità dove gli era attribuita una grande importanza per la salute in generale e per la forza fisica in particolare. L'accostamento Ferro-Forza è inseparabile nella mitologia greca con Ares e in quella romana con Marte, focose divinità della guerra che s'inebriavano nel sangue come loro elemento vitale. Dalla forza alla violenza il passo è breve e quest¿ultimo legame lo esprime eloquentemente Ovidio(Metamorfosi, Libro I ,vv 127 ) chiamando "età del ferro" l'ultima fase della presente umanità e gli orrori che in essa si manifestano. La stessa tamasica genia che in Esiodo (Le opere e i giorni) è descritta come la "razza di ferro" ("il solo diritto sarà la forza, la coscienza non esisterà più, ai mortali non rimarranno che tristi sofferenze e non vi sarà alcun soccorso).
Discostante da queste infernali descrizioni è l'alchimia medievale, che unisce Marte al Ferro (e al colore del sangue), ma con descrizioni più seducenti: "un metallo dalla cui tintura, se si riuscisse ad estrargliela (ovvero, l'elemento virile-guerriero, dalla condizione corporea) si potrebbe ottenere l'oro (ovvero, la conoscenza)" (J. Bohme). I maestri ayurvedici insegnano che il Ferro è antianemico e "unisce il cielo alla terra", come il sangue unisce la modalità sottile a quella somatica.