LE STORIE I DOCUMENTI GLI ARCHIVI
< RITORNA

LE STORIE

Forno elettrico

Il forno elettrico industriale è una macchina che trasforma energia elettrica in energia termica, utilizzata per fondere del materiale o per far avvenire trasformazioni chimiche (p.e. decarburazione dell'acciaio) in ambiente non ossidante dovuto alla mancanza di fiamme di combustione.

In metallurgia i forni elettrici vengono utilizzati principalmente per ottenere metallo dal rottame, cioè dal materiale di recupero piuttosto che dal minerale. La loro apparizione è datata a cavallo tra la fine del 19 e l’inizio del 20 secolo.

Esistono vari tipi di forno elettrico: ad arco, a resistenza o ad induzione. Il forno ad arco sfrutta il calore ottenuto facendo scoccare un arco voltaico fra due elettrodi disposti in prossimità del metallo (ad arco indiretto o radiante, p.e. forno Stassano), oppure tra un elettrodo e la base del forno su cui è posato il metallo (p.e. forno Girod), o ancora tra due elettrodi tra i quali è stato posto il metallo (ad arco diretto, p.e. forno Heroult).

Come avviene tutto ciò? Quando un gas, compresa l’aria, viene sottoposto ad un campo elettrico sufficientemente elevato, esso perde le sue proprietà isolanti e diventa un conduttore. Il gas può di conseguenza essere attraversato da una scarica elettrica che, se la corrente che fluisce è molto elevata, prende il nome di arco elettrico (o arco voltaico).

Nel forno a resistenza o ad arco sommerso, vengono usate resistenze in grado di riscaldarsi (per effetto Joule) anche oltre i 1000 ºC al passaggio della corrente; se le resistenze sono disposte nella parte superiore di una camera nella cui parte inferiore è disposto il materiale da trattare, il forno si dice a bacino o a riverbero.

Il forno a induzione sfrutta il calore generato dalla corrente prodotta per induzione elettromagnetica. I forni di questo tipo si dividono in forni a bassa frequenza (50 o 60 Hz cioè la frequenza della rete) e forni a media-alta frequenza (300-10000 Hz). Nei primi un nucleo di materiale ferromagnetico viene avvolto da più spire di un conduttore, cioè da una bobina, e poi circondato da un crogiolo anulare in cui è disposto il metallo da fondere: mandando corrente alternata nel conduttore, nel crogiolo si genera una corrente (corrente indotta) che fonde il metallo; un forno di questo tipo è il forno Ajax-Wyatt. Nei secondi il metallo, posto in un crogiolo avvolto da una bobina, viene fuso per lo stesso principio mandando corrente nella bobina. Come avviene l’induzione? Il fenomeno dell'induzione elettromagnetica si ha quando un circuito, percorso da corrente, genera una tensione su un circuito vicino senza una connessione fisica, ma solo per via magnetica. Perché ciò accada dobbiamo trovarci in presenza di due condizioni:

Il forno elettrico è stato ed è tuttora di fondamentale importanza per un settore strategico come quello siderurgico, in Italia e nel mondo. In particolare, due proprietà del forno elettrico hanno determinato lo sviluppo di questo settore: in primo luogo la possibilità di ottenere acciaio di ottima qualità a partire da materiale di scarto anche in paesi praticamente privi di materia prima (minerale di ferro e carbone); secondariamente, la possibilità di lavorare su quantità ridotte di materiale con conseguente nascita di realtà industriali anche di piccola e media dimensione.

In Italia, dati di questo genere sono già evidenti a pochi anni dall’invenzione del forno elettrico, sia sul piano culturale come possiamo leggere nel fascicolo del 1937#1 e del 1942#2, che su quello economico come puoi vedere nel documento della Brown Boveri#3.

L’Italia è estremamente povero di materia prima, ma uno dei paesi più all’avanguardia per quel che riguarda lo studio e l’applicazione di forni elettrici alla tecnica siderurgica e, più in generale, metallurgica. È il caso dell’invenzione del forno elettrico ad arco per siderurgia avvenuta nel 1898 da parte di Ernesto Stassano#4 e di quella del forno ad induzione per lo sfruttamento della sabbia di magnetite da parte di Aldo Tagliaferri#5 negli anni ‘40 del 20 secolo ”Quando si consideri la ricchezza in magnetite delle sabbie di molta parte dei nostri litoranei ci si rende subito conto dell’importanza di tale invenzione che rende possibile la produzione di migliaia e migliaia di tonnellate di ferro da una materia prima abbondantissima in Italia”.

Tra i forni elettrici, quello più utilizzato in siderurgia è quello ad arco. Ad oggi, esso copre il 30% della produzione mondiale di acciaio (dati 2011, Worlsteel Association), percentuale che sale al 65% per l’Italia (dati 2001, Federacciai).

PER SAPERNE DI PIU'

BIBLIOGRAFIA

Elio Calamari, Appunti su Forni elettrici fusori. Milano, 1964 | E.137

Mario Mainardis, I forni elettrici e le industrie elettrochimiche, elettrosiderurgiche, elettrometallurgiche ed elettrotermiche. Milano, 1937 | D.5480

Leone Puccinelli, I forni elettrici nella siderurgia. Torino, 1914 | MISC D.3338

Alfredo Triburzi, La pratica del forno elettrico. Milano, 1918 | C.2366

C.F. Bonini, I processi termoelettrici della siderurgia moderna: forni elettrici. Milano, 1914 | D.7802

Consulta il catalogo della Biblioteca del Museo >

NELLE COLLEZIONI DEL MUSEO

Forno Stassano

I DOCUMENTI DELLA STORIA

copyright © 2013 Museo Nazionale della Scienza e della Tecnologia "Leonardo da Vinci" tutti i diritti riservati

Avvertenze legali e privacy
Crediti