Il ferro è un metallo estratto dai suoi minerali, che sono per lo più ossidi come ematite, limonite, taconite e, in particolare, magnetite, il minerale con il più alto contenuto di ferro utilizzabile industrialmente. La magnetite è anche nota per avere la più intensa proprietà magnetica naturale. 

Il processo di estrazione del ferro negli altiforni

Il ferro viene estratto e lavorato negli altiforni, ossia grandi impianti industriali che possono raggiungere fino a 60 metri di altezza e superare i 10 metri di diametro, includendo il sistema di caricamento posto nella parte superiore.

L’altoforno è realizzato in ferro e presenta un rivestimento interno in materiale refrattario, che gli permette di raggiungere temperature elevatissime senza subire danni. Il processo di fusione avviene nel crogiolo situato alla base del forno.

Materiali utilizzati nell’altoforno

I due materiali principali con cui viene caricato l’altoforno sono:

• Minerale di ferro, che viene preventivamente disidratato per ridurre la quantità di acqua;
• Carbon coke, un combustibile solido derivato dalla lavorazione del carbone e del petrolio in assenza di aria.

Oltre a questi elementi vengono aggiunti magnesio, silicati e ossidi di calcio, che contribuiscono alla produzione di ghisa come primo risultato della lavorazione. Le diverse percentuali dei materiali inseriti influenzano la qualità e la composizione finale del prodotto.

Funzionamento e gestione dell’altoforno

E’ alimentato a gas e deve mantenere una temperatura costante per garantire la continuità del processo. Non può essere spento e riacceso rapidamente, poiché opera a temperature estremamente elevate.

Il riscaldamento e il raffreddamento dell’altoforno avvengono in tempi molto lunghi, con curve di temperatura che possono durare mesi, per evitare la formazione di crepe nel materiale refrattario interno. Questo processo complesso rende l’altiforno un impianto che richiede una gestione continua e altamente specializzata.

Come si realizza il ferro nei forni elettrici ad arco

Un’alternativa più sostenibile alla produzione del ferro è rappresentata dai forni elettrici ad arco. Questa tecnologia esiste già dalla fine dell’800, ma inizialmente era poco utilizzata a causa dell’alto consumo di energia elettrica richiesto per il funzionamento.

Il principio di funzionamento del forno elettrico ad arco è semplice e al contempo altamente efficiente: il forno crea un arco elettrico che genera temperature sufficienti per fondere il ferro. Il processo è simile a quello di una saldatrice ad elettrodo, dove la corrente elettrica attraversa un circuito, aumentando la temperatura fino al punto di fusione del metallo.

Vantaggi del forno elettrico ad arco rispetto all’altoforno:

✅ Maggiore flessibilità → Il forno elettrico ad arco può essere costruito ovunque, a differenza dell’altoforno che deve essere integrato in un impianto siderurgico a ciclo integrale;

✅ Riduzione delle emissioni di CO₂ → Non utilizza carbon coke, riducendo l’impatto ambientale;

✅ Maggiore sostenibilità → Permette il riciclo degli scarti di ferro, contribuendo all’economia circolare nel settore siderurgico.