I forni a carro sono una precisa tipologia di impianti industriali, e rivestono un ruolo di fondamentale importanza nelle lavorazioni tipiche del settore metallurgico e siderurgico. Le caratteristiche costruttive specifiche dei forni a carro li rendono specialmente adatti a sottoporre a trattamenti termici una vasta gamma di prodotti siderurgici e particolari meccanici di grande peso e dimensioni, come carpenterie, raccordi, curve e flange di ancoraggio Tali trattamenti, che prevedono il raggiungimento delle temperature altissime di cui questi forni industriali sono capaci, hanno lo scopo di alterare, in definitiva, quella che è la struttura molecolare del metallo stesso, il che permette di conferirgli proprietà particolarmente desiderabili per gli utilizzi che se ne faranno.
Quali sono le caratteristiche di un forno a carro?
Due sono le parti essenziali che vanno a costituire l’impianto industriale che definiamo “forno a carro”: una parte fissa o struttura, e una parte mobile o, appunto, carro.
La prima parte, o struttura fissa, è composta dell’esterno del forno, che è normalmente costruito in metallo, e dell’interno, che prende il nome di camera, ed è l’ambiente dove si sviluppano le elevate temperature (dai 400° ai 1300° Celsius) necessarie appunto all’applicazione dei trattamenti termici. Essendo naturalmente necessario impedire che il calore sviluppato nella camera si disperda all’esterno, questa viene ricoperta di materiale isolante per coibentarla; solitamente si usano o mattoni refrattari o pannelli ceramici in grado di contenere il calore. Il riscaldamento a tali livelli della camera viene affidato o a resistenze elettriche o a serie di bruciatori, che possono essere a gas o a gasolio. La camera viene riscaldata a tali elevatissime temperature da bruciatori a gas o gasolio, oppure da una serie di resistenze elettriche.
La parte mobile, o carro, che come abbiamo visto dà il nome all’impianto stesso, ha invece la funzione di contenere e sostenere il peso di tutti i prodotti siderurgici che devono essere appunto sottoposti al trattamento termico in questione. Prende tale nome in quanto capace di spostarsi dentro e fuori dalla struttura fissa appena delineata, scorrendo su rotaie o cremagliere, o venendo trainata da un sistema di funi di metallo. Tale carro entra ed esce dalla struttura fissa che abbiamo appena descritto muovendosi su rotaie o cremagliere, oppure trainato da funi metalliche.
Fra i trattamenti termici che si possono effettuare nei forni a carro ha un ruolo importante la “ricottura”, che viene praticata fondamentalmente su rame e acciai per renderli omogenei e facilitarne la lavorazione. La ricottura si svolge in tre fasi:
-Riscaldamento: In questa fase, il materiale metallico viene riscaldato nella camera fino a poco sotto la temperatura di fusione ;
-Attesa: la temperatura raggiunta viene mantenuta stabile per un numero di ore dipendente dallo spesso del pezzo metallico che sta venendo sottoposto al trattamento;
-Raffreddamento: Il raffreddamento viene condotto lentamente, dentro il forno, per una prima fase, fino ai 600°, o anche 300° Celsius, per consolidare la nuova struttura chimica, e successivamente all’aria, molto più rapidamente.
L’effetto del trattamento termico di ricottura (del quale abbiamo delineato la tipologia principale, che prende anche il nome di ricottura completa, o profonda; ne esistono altre varianti) è, come abbiamo detto, quelli di indurre numerose variazioni strutturali del metallo trattato in forno. Tali variazioni conferiscono al materiale svariati effetti desiderabili per la sua lavorazione:
-Aumento della duttilità, che è la capacità di un materiale di deformarsi, quando sottoposto a trazione, prima di rompersi. La duttilità del metallo permette ad esempio di ridurlo in fili tanto più lunghi e sottili quanto più essa è elevata.
-Omogeneizzazione generale della struttura interna; Il metallo presenta delle strutture reticolari, e la ricottura le riallinea. Tale effetto elimina le imperfezioni che possono essere derivate da uno stress meccanico, e prepara il metallo a ricevere efficacemente ulteriori tipi di lavorazione.
-Possibilità di lavorazione a freddo: tale procedura consiste nell’irrobustire e indurire il metallo portandolo ad un punto di stress molto vicino alla rottura e fermandosi subito prima della stessa.