Ferrolega

Una ferrolega è una lega metallica del ferro e di almeno un altro elemento chimico, escluso il carbonio.

Impiego delle ferroleghe in ambito siderurgico

In siderurgia le ferroleghe sono impiegate per portare in analisi la composizione di un bagno[non chiaro] d'acciaio liquido. È assolutamente necessario, per tale utilizzo, conoscere il titolo (percentuale in peso) dei diversi elementi leganti diversi dal ferro. Oltre a questo è opportuno conoscere la resa che viene determinata per via sperimentale. In base al peso del bagno di acciaio liquido è immediato calcolare il quantitativo (in genere espresso in chilogrammi) di ferroleghe da aggiungere per ottenere una determinata composizione chimica finale. In genere, gli elementi che è possibile introdurre nel bagno di acciaio liquido mediante aggiunta di ferroleghe sono: manganese, silicio, cromo, molibdeno, niobio, nickel, titanio, boro. Il vanadio ultimamente non è più utilizzato come un tempo, e ciò anche a causa dell'impennata avutasi nei costi di fornitura. Alcune ferroleghe, al momento in cui vengono a miscelarsi con l'acciaio liquido generano delle "sostanze inquinanti" (cioè sostanze indesiderate che abbassano la qualità del materiale).

Alcune tipologie di ferroleghe reperibili in commercio

Calcolo della quantità di ferroleghe da aggiungere

Supponiamo, per esempio, di disporre di due ferroleghe (che identificheremo con F1 e F2) contenenti due elementi chimici (E1 ed E2) in percentuali diverse. Indichiamo con E11(%) e con E21(%) rispettivamente le percentuali di E1 e di E2 presenti in F1. Analogamente indichiamo con E12(%) e con E22(%) rispettivamente le percentuali di E1 e di E2 presenti in F2.

Elemento 1 (E1)Elemento 2 (E2)
Ferrolega 1 (F1)E11(%)∨E11(kg)E21(%)∨E21(kg)
Ferrolega 2 (F2)E12(%)∨E12(kg)E22(%)∨E22(kg)

Supponiamo di indicare con P.B. il peso del bagno metallico (in kg) cui desideriamo aggiungere le nostre due ferroleghe.
Inoltre con E1D(%) e con E2D(%) indichiamo le percentuali desiderate (valori di puntamento o di messa a punto) di E1 e di E2 all'interno dello stesso bagno metallico.
Quanti chili di F1 e di F2 occorrerà aggiungere, per un dato P.B.(kg) al fine di ottenere E1D% e E2D%?
Per rispondere a questa domanda occorre risolvere il seguente sistema di equazioni algebriche:

{P1(kg)=(E1D%×P.B.(kg))100% =E11(kg)+E12(kg)P2(kg)=(E2D%×P.B.(kg))100%=E21(kg)+E22(kg)E11(kg)E21(kg)=E11(%)E21(%)=c1E12(kg)E22(kg)=E12(%)E22(%)=c2

Dove P1(kg) e P2(kg) rappresentano rispettivamente le quantità di E1(kg) e di E2(kg) da aggiungere per ottenere E1D(%) e E2D(%), mentre c1 e c2 sono due costanti adimensionali che dipendono rispettivamente dalla composizione di F1 ed F2.
Il sistema è composto da quattro equazioni e da quattro incognite: E11(kg), E12(kg),E21(kg) e E22(kg), pertanto è determinato.
Con dei semplici passaggi algebrici si perviene alle soluzioni cercate:

E22(kg)=(c1×P2(kg)−P1(kg))(c1−c2)
E21(kg)=P2(kg)−(c1×P2(kg)−P1(kg))(c1−c2)
E11(kg)=c1×E21(kg)
E12(kg)=c2×E22(kg)

Da cui avremo che in totale bisognerà aggiungere E11(kg)+E21(kg) chili di ferrolega F1 e E12(kg)+E22(kg) chili di ferrolega F2.

Note

  1. ↑ ferroléga in Vocabolario - Treccani, su www.treccani.it. URL consultato l'8 settembre 2022.

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