[curiosità storica ma scientifica] Nell'antichità come fondevano i metalli?

[xenom]

Me lo sono sempre chiesto, nel medioevo o anche prima, quando sono stati scoperti i metalli, come facevano a fonderli? parlo in particolare del rame, che ha una temperatura di fusione che si aggira intorno ai 1100°C... mica ciuccioli
la combustione del carbone/legna anche se ben ossigenata non mi risulta che arrivi a tali temperature... o mi sbaglio?
anche la combustione comune del metano in ossidazione completa non raggiunge i 1000°C, figuriamoci il legno o il carbone.

E inoltre il contenitore come lo facevano? in pietra? e come scaldavano? mettevano direttamente il combustibile a contatto con il metallo?

[p.NiGhTmArE]

carbone

[FastFreddy]

Coi forni a legna, altro non avevano...

[wheisback]

Originariamente inviato da xenom

Me lo sono sempre chiesto, nel medioevo o anche prima, quando sono stati scoperti i metalli, come facevano a fonderli? parlo in particolare del rame, che ha una temperatura di fusione che si aggira intorno ai 1100°C... mica ciuccioli
la combustione del carbone/legna anche se ben ossigenata non mi risulta che arrivi a tali temperature... o mi sbaglio?
anche la combustione comune del metano in ossidazione completa non raggiunge i 1000°C, figuriamoci il legno o il carbone.

E inoltre il contenitore come lo facevano? in pietra? e come scaldavano? mettevano direttamente il combustibile a contatto con il metallo?

1000 e rotti gradi è la temperatura di fusione del rame puro.

La presenza di alcuni elementi di lega abbassa notevolmente la temperatura di fusione, non vorrei ricordare male ma credo che uno di questi fosse l'arsenico.

I primi forni erano semplici buche scavate nel terreno, poi si è passati ai primi fornetti in pietra e infine a quelli a mantice che permettevano anche di lavorare l'acciaio.

La carica veniva inserita dall'alto e i prodotti di fusione venivano raccolti su un pozzetto alla base del forno, nel caso dell'acciaio, inizialmente, non si giungeva ovviamente a fusione ma si otteneva un composto spugnoso facilmente lavorabile per battitura.

ciao

[xenom]

ahhh hai ragione, le leghe abbassano la T di fusione in genere... per questo il bronzo insieme al ferro fu il primo metallo usato?

@nightmare & FF: si ok, ma se la legna/carbone non arriva a produrre fiamme di 1000°C?

[xenom]

Originariamente inviato da wheisback

1000 e rotti gradi è la temperatura di fusione del rame puro.

La presenza di alcuni elementi di lega abbassa notevolmente la temperatura di fusione, non vorrei ricordare male ma credo che uno di questi fosse l'arsenico.

I primi forni erano semplici buche scavate nel terreno, poi si è passati ai primi fornetti in pietra e infine a quelli a mantice che permettevano anche di lavorare l'acciaio.

La carica veniva inserita dall'alto e i prodotti di fusione venivano raccolti su un pozzetto alla base del forno, nel caso dell'acciaio, inizialmente, non si giungeva ovviamente a fusione ma si otteneva un composto spugnoso facilmente lavorabile per battitura.

ciao

quindi la conclusione è che riuscivano a fonderli grazie alle impurità che abbassavano la Teb?

[stbarlet]

il carbone ha un ottimo potere calorifico, infatti veniva usato nie forni per il rame. comunque, non si portava mai a fusione il metallo, lo si scaldava per lavorarlo al massimo.. infatti difficilmente prima del medioevo si riuscivno a raggiungere temperature da fusione.

[wheisback]

Originariamente inviato da xenom

quindi la conclusione è che riuscivano a fonderli grazie alle impurità che abbassavano la Teb?

Anche.

I fattori che hanno giocato sull'impiego dei metalli sono diversi, in particolare:

- impurità
- mantici

[Athlon]

il carbone ha un potere calorifico superiore a quello del metano , non a caso acora al giorno d'oggi gli altoforni per la produzione dell' acciaio funzinano a carbone.

Nessun problema a fondere i metalli con forni a carbone , semplicemente basta usare una ventilazione forzata per aumentare la velocita' di combustione e quindi la temperatura.


qui un bel po' di notizie interessanti

http://www.archeologia.com/forum/arc...del-ferro.html


comunque temperature di 800 ° sono state raggiunte gia' nel 3000 A.C (quindi circa 5000 anni fa)


considera che il ferro non si riusciva a fondere completamente (perche' comunque era piu' comodo forgialro) pero' si fondeva tranquillmente il bronzo e si cuocevano le terrecotte

[Athlon]

sempre su un argomento simile


http://www.archeologia.com/forum/arc...del-vetro.html

[xenom]

perfect... effettivamente all'inizio veniva per lo più usato per costruire utensili, quindi non serviva fonderlo completamente.

grazie a tutti

[DjFlexo]

I primi forni erano semplici buche scavate nel terreno, poi si è passati ai primi fornetti in pietra e infine a quelli a mantice che permettevano anche di lavorare l'acciaio.

l' Acciaio??? sicuro che nel medioevo riuscivano a produrre l' acciaio? io sapevo fosse stato inventato nel XIX secolo...ma...

Ciauz

[FastFreddy]

Originariamente inviato da DjFlexo

l' Acciaio??? sicuro che nel medioevo riuscivano a produrre l' acciaio? io sapevo fosse stato inventato nel XIX secolo...ma...

Ciauz

Dipende cosa intendi per acciaio, anche quello che comunemente chiamiamo ferro in realtà è acciaio, in quanto difficilmente si ottiene ferro puro.

P.s.
Si parla di acciaio vero e proprio già dal tempo dei romani: http://www.achillemarozzo.it/it/armi/storiaacciaio.htm

[xenom]

Originariamente inviato da FastFreddy

Dipende cosa intendi per acciaio, anche quello che comunemente chiamiamo ferro in realtà è acciaio, in quanto difficilmente si ottiene ferro puro.

P.s.
Si parla di acciaio vero e proprio già dal tempo dei romani: http://www.achillemarozzo.it/it/armi/storiaacciaio.htm

Beh, piano... se non erro l'acciaio per essere tale deve avere una certa percentuale di carbonio, o forse mi confondo con la ghisa...

[stbarlet]

Originariamente inviato da FastFreddy

Dipende cosa intendi per acciaio, anche quello che comunemente chiamiamo ferro in realtà è acciaio, in quanto difficilmente si ottiene ferro puro.

P.s.
Si parla di acciaio vero e proprio già dal tempo dei romani: http://www.achillemarozzo.it/it/armi/storiaacciaio.htm

a me sembrava il contrario.. cioé per via delle grandi impuritá soprattutto carbonio si otteneva una lega ( ghisa ) solo dopo si é giusti a percentuali meno iimportanti di carbonio.


Ah oltretutto, negli altiforni si possono raggiungere temperature altissime, con del coke. Fino a 2000 gradi e considera si sfrutta solo la prima ossidazione C +1/2O2--->CO perché ad alte temperature l`equilibrio CO/CO2 é spostato verso CO

[Athlon]

Originariamente inviato da xenom

Beh, piano... se non erro l'acciaio per essere tale deve avere una certa percentuale di carbonio, o forse mi confondo con la ghisa...

il ferro se e' ferro e basta si chiama ferro dolce

se ha un po' di carbonio si chiama acciaio

se ne ha tanto si chiama ghisa



in pratica il carbonio irrigidisce ed indurisce il ferro.

il ferro dolce e' molto morbido e malleabile , ad esempio i fil di ferro sono fatti in ferro dolce proprio perche' si puoo' piegare e ripiegare anche a freddo senza che ne risenta troppo.


se si aggiunge un po' di carbonio si ottiene acciaio , cioe' un materiale piu' elastico e piu' resistente alle deformazioni ... pero' una volta piegato resta piegato (pensate ad una molla , e' molto elastica ma se la si tira troppo resta deformata)


se si aggiunge altro carbonio si ottiene la ghisa , cioe' un materiale molto molto duro e molto molto rigido (adatto ad esempio a fare i basamenti dei motori , colate molto precise e piccoli pezzi che devono essere durissimi)
il problema della ghisa e' che se riceve un colpo troppo forte anziche' ammaccarsi o piegarsi va in pezzi come il vetro

[_fred_]

Originariamente inviato da xenom

Beh, piano... se non erro l'acciaio per essere tale deve avere una certa percentuale di carbonio, o forse mi confondo con la ghisa...

Bhe, alla fine l'acciaio è una soluzione solida interstiziale di ferro e carbonio per cui secondo questa definizione posso considerare anche la ghisa un acciaio; in realtà la ghisa si definisce tale quando la percentuale di carbonio in essa contenuta superi il 3%.

[stbarlet]

Originariamente inviato da _fred_

Bhe, alla fine l'acciaio è una soluzione solida interstiziale di ferro e carbonio per cui secondo questa definizione posso considerare anche la ghisa un acciaio; in realtà la ghisa si definisce tale quando la percentuale di carbonio in essa contenuta superi il 3%.

non era piú basso, attorno al 2%?

[_fred_]

Originariamente inviato da stbarlet

non era piú basso, attorno al 2%?

Hai ragione, adesso che mi ci fai pensare mi pare fosse 2,11%.

[Bounty_]

Originariamente inviato da Athlon

Nessun problema a fondere i metalli con forni a carbone ,
semplicemente basta usare una ventilazione forzata per aumentare
la velocita' di combustione e quindi la temperatura.

Ribadisco pienamente.



Qui' invece

Originariamente inviato da Athlon

il carbone ha un potere calorifico superiore a quello del metano ,
non a caso acora al giorno d'oggi gli altoforni per la produzione dell' acciaio funzinano a carbone.

rettifico: negli altoforni si usa il carbone perche' la reazione e' del tipo:
combustione del carbone per generare CO + calore che vanno nella seguente
Fe203 + 3CO + calore → 2Fe + 3CO2
se si usasse metano CH4 si svilupperebbe anche H2O e non si riuscirebbe a
ridurre l'Fe2O3.

Ciao