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Osservando l’andamento del mercato delle leghe ferrose nel post-pandemia, si notano oscillazioni importanti, determinate da mutamenti rapidissimi e variazioni di prezzo molto ampie.

Sebbene le speculazioni abbiano un peso notevole nella determinazione del prezzo, è indiscutibile che molti altri elementi esterni giochino un ruolo fondamentale nelle dinamiche finanziarie e di mercato.

Leghe ferrose ed acciaio

L’inizio della lavorazione sistematica del minerale di ferro risale al II/I millennio A.C.: nei secoli precedenti, l’uomo conosceva solo il ferro meteoritico (lega Fe/Ni) ed è solo con il I millennio A.C. che vengono progressivamente affinate le tecnologie di estrazione e trasformazione del minerale.

Per la fusione del minerale sono necessarie temperature prossime a 1550 °C, ma serviranno ancora nuovi accorgimenti tecnici per poter regolare la composizione del materiale: infatti, dalla fusione del minerale si ottenevano materiali dall’altissimo contenuto di carbonio, con caratteristiche meccaniche molto povere ed il “segreto” per ottenere un materiale resistente, duro e più leggero del rame/bronzo veniva tramandato oralmente, di fabbro in garzone. Insomma, fondere il minerale non era sufficiente: servivano temperature controllate, composizione definita e grande sapienza nella lavorazione.

Quindi, partendo dal minerale di ferro è possibile ottenere materiali diversi, ciascuno con caratteristiche peculiari, a seconda della composizione:

Ferro grezzo: Ferro, Carbonio in % variabili, Zolfo, Manganese ed altre impurità;

Ghisa: Ferro, Carbonio (tra 2% e 4%) ed altri componenti, lega eccellente per stabilità dimensionale, conducibilità e resistenza alla compressione.

Acciaio: Ferro, Carbonio (tra 0,2% e 2%) ed altri componenti in percentuali ben definite. Soggetto a trattamenti termici, consente di alterare la struttura cristallina di C e conferire caratteristiche meccaniche eccezionali.

Il minerale di ferro: estrazione, trasformazione e commercio

Il minerale di ferro è il principale componente degli acciai, presente in percentuali variabili a seconda della tipologia di lega. Anche se in Occidente gran parte della produzione di acciaio deriva da riciclo e recupero dello scarto di lavorazione, una grossa fetta del mercato è tuttora costituita da minerale di ferro (sotto forma di ematite, magnetite, limonite o siderite).

I principali Paesi per estrazione mineraria sono Cina, Australia, e Brasile, mentre in Europa la Russia è senz’altro il maggiore (ca. 100 milioni di ton estratte, anno 2020).

Mentre l’estrazione della materia prima riguarda nazioni relativamente industrializzate, la trasformazione della materia prima viene effettuata vicino alle fonti della richiesta di materia finita.

Infatti, i principali paesi trasformatori di minerale di ferro sono quelli con una forte industria siderurgica e capacità di lavorazione del minerale per produrre acciaio. Tra questi, i più importanti sono:

1. Cina: La Cina è il maggiore trasformatore di minerale di ferro al mondo. Ha la più grande industria siderurgica e produce una quantità significativa di acciaio, utilizzato sia per il consumo interno che per l’esportazione.
2. India: L’India è un altro grande produttore di acciaio e trasformatore di minerale di ferro. Negli ultimi anni, ha visto una rapida espansione della sua capacità produttiva, grazie alla crescente domanda interna e agli investimenti nel settore siderurgico.
3. Giappone: Il Giappone è uno dei principali trasformatori di minerale di ferro, nonostante le sue limitate risorse minerarie. Il paese importa gran parte del minerale di ferro che utilizza per la produzione di acciaio, destinato principalmente all’industria automobilistica e all’elettronica.
4. Corea del Sud: La Corea del Sud ha un’importante industria siderurgica, con grandi aziende come POSCO che trasformano ingenti quantità di minerale di ferro in acciaio.
5. Russia: La Russia è sia un grande produttore che trasformatore di minerale di ferro. Il paese ha risorse minerarie abbondanti e una significativa capacità siderurgica, utilizzata sia per il mercato interno che per l’esportazione.
6. Germania: La Germania è il maggiore trasformatore di minerale di ferro in Europa, con una forte industria siderurgica che supporta il settore automobilistico e altre industrie manifatturiere.
7. Brasile: Anche se è principalmente noto come uno dei principali produttori ed esportatori di minerale di ferro, il Brasile ha anche capacità significative di trasformazione del minerale in acciaio.

Acciai: da costruzione e per utensili

Se in fase di estrazione viene isolata la materia prima principale, durante il processo di trasformazione l’acciaio viene caratterizzato in base all’applicazione ed alle caratteristiche richieste.

Senza entrare troppo nel dettaglio, le due macro-categorie più significative sono gli acciai da costruzione ed acciai per utensili, che differiscono principalmente per composizione chimica, proprietà meccaniche e usi specifici.

Ecco le principali differenze tra i due:

Acciaio da Costruzione

1. Composizione Chimica:
   • Generalmente contiene una bassa percentuale di carbonio (0,1% – 0,3%).
   • Può contenere piccoli quantitativi di altri elementi leganti come manganese, silicio e tracce di altri elementi.
2. Proprietà Meccaniche:
   • Ha una buona duttilità e tenacità, che lo rende resistente a fratture e deformazioni.
   • Possiede una resistenza alla trazione adeguata per supportare carichi pesanti, ma non così elevata come l’acciaio da utensili.
3. Applicazioni:
   • Utilizzato principalmente per strutture portanti in edilizia, come travi, colonne, ponti e altre infrastrutture.
   • Adatto per costruzioni generiche e opere civili dove sono richieste buone proprietà strutturali ma non estremamente elevate resistenze meccaniche.
4. Lavorabilità:
   • Facilmente saldabile e lavorabile, il che è vantaggioso per la realizzazione di strutture complesse.

Acciaio da Utensili

1. Composizione Chimica:
   • Contiene una percentuale più alta di carbonio (0,5% – 1,5%) rispetto all’acciaio da costruzione.
   • Spesso legato con altri elementi come tungsteno, molibdeno, cromo, vanadio e altri, che migliorano le proprietà dell’acciaio.
2. Proprietà Meccaniche:
   • Alta durezza e resistenza all’usura, mantenendo la durezza anche a temperature elevate.
   • Elevata resistenza alla deformazione e all’impatto, il che è essenziale per mantenere l’affilatura e la forma degli utensili.
3. Applicazioni:
   • Utilizzato per la fabbricazione di utensili da taglio (come lame, punte di trapano, frese), utensili per stampaggio e lavorazione dei metalli, e attrezzature industriali che richiedono alta resistenza e precisione.
   • Adatto per attrezzature che devono mantenere l’affilatura e la precisione anche dopo un uso prolungato e in condizioni estreme.
4. Lavorabilità:
   • Più difficile da lavorare e saldare rispetto all’acciaio da costruzione a causa della sua alta durezza e dei suoi elementi leganti.
   • Spesso richiede trattamenti termici specifici per ottimizzare le sue proprietà.

Acciai per utensili: proprietà e caratteristiche

Gli acciai per utensili sono progettati per resistere a condizioni severe e mantenere le loro prestazioni durante l’uso intensivo. Le principali proprietà che caratterizzano gli acciai per utensili includono:

1. Alta Durezza:
   • Gli acciai per utensili sono molto duri, il che permette loro di mantenere un bordo affilato e una forma precisa anche dopo un uso prolungato. La durezza viene spesso raggiunta attraverso trattamenti termici specifici come la tempra e il rinvenimento.
2. Elevata Resistenza all’Usura:
   • Questi acciai sono resistenti all’abrasione e all’usura, permettendo loro di durare a lungo anche in applicazioni che comportano attrito e contatto ripetuto con altri materiali duri.
3. Stabilità alle Alte Temperature:
   • Gli acciai per utensili mantengono la loro durezza e altre proprietà meccaniche anche a temperature elevate. Questa caratteristica è cruciale per utensili che generano calore durante l’uso, come punte di trapano e frese.
4. Alta Resistenza alla Deformazione:
   • Sono resistenti alla deformazione plastica, il che significa che possono resistere a pressioni elevate senza deformarsi permanentemente. Questa proprietà è particolarmente importante per utensili da taglio e stampaggio.
5. Tenacità:
   • Gli acciai per utensili hanno una buona tenacità, che permette loro di assorbire energia durante l’uso senza rompersi o scheggiarsi. Questo è essenziale per applicazioni che comportano impatti ripetuti o elevati stress meccanici.
6. Resistenza alla Corrosione:
   • Alcuni acciai per utensili, specialmente quelli legati con cromo e altri elementi, offrono una buona resistenza alla corrosione, che è importante per utensili utilizzati in ambienti umidi o corrosivi.
7. Affilabilità:
   • Nonostante la loro durezza, gli acciai per utensili devono essere affilabili, permettendo di mantenere facilmente un bordo tagliente durante la manutenzione.

Produttori di Acciai per Utensili

Le aziende che producono acciai per utensili sono generalmente leader nell’industria siderurgica, con una lunga esperienza nella produzione di materiali ad alte prestazioni. Ecco alcune delle principali aziende a livello globale:

1. Böhler-Uddeholm (parte di voestalpine AG)

• Sede: Austria e Svezia
• Descrizione: Böhler-Uddeholm è uno dei maggiori produttori mondiali di acciai per utensili, specializzata in acciai rapidi, acciai da lavoro a caldo e a freddo, e acciai speciali.

2. Sandvik Materials Technology

• Sede: Svezia
• Descrizione: Parte del gruppo Sandvik, questa divisione produce acciai per utensili di alta qualità, inclusi acciai rapidi e acciai speciali per applicazioni avanzate.

3. Carpenter Technology Corporation

• Sede: Stati Uniti
• Descrizione: Carpenter Technology è un produttore leader di acciai speciali e leghe ad alte prestazioni, incluso acciai per utensili, utilizzati in una vasta gamma di applicazioni industriali.

4. Hitachi Metals, Ltd.

• Sede: Giappone
• Descrizione: Hitachi Metals produce una varietà di acciai per utensili, comprese leghe ad alta resistenza e acciai rapidi, utilizzati in settori come la produzione di stampi e utensili da taglio.

5. Kennametal Inc.

• Sede: Stati Uniti
• Descrizione: Conosciuta per i suoi materiali innovativi e i suoi utensili da taglio, Kennametal produce anche acciai per utensili avanzati e materiali duri.

6. Daido Steel Co., Ltd.

• Sede: Giappone
• Descrizione: Daido Steel è un produttore di acciai speciali, inclusi acciai per utensili ad alte prestazioni, utilizzati in molte applicazioni industriali avanzate.

7. Nachi-Fujikoshi Corp.

• Sede: Giappone
• Descrizione: Produce una gamma di acciai per utensili, con una forte enfasi sugli acciai rapidi e altri materiali ad alte prestazioni per utensili da taglio.

8. Fushun Special Steel Co., Ltd.

• Sede: Cina
• Descrizione: Fushun Special Steel è uno dei principali produttori cinesi di acciai speciali, inclusi acciai per utensili di alta qualità.

9. Erasteel (parte di Eramet)

• Sede: Francia
• Descrizione: Specializzata in acciai rapidi e polveri metalliche, Erasteel fornisce materiali per utensili di alta qualità per una vasta gamma di applicazioni industriali.

10. Schmiede Werke Gröditz GmbH

• Sede: Germania
• Descrizione: Produce acciai speciali e acciai per utensili utilizzati in vari settori, compresa la costruzione di stampi e utensili industriali.

Tipologie di Acciai per Utensili

Gli acciai per utensili possono essere suddivisi in varie categorie, ciascuna con caratteristiche specifiche, in base alla composizione, alle caratteristiche o -prevalentemente-in base alla loro applicazione:

• Acciai Rapidi (HSS – High-Speed Steels):
  • Questi acciai contengono elementi come tungsteno, molibdeno e cobalto, che conferiscono eccellente durezza a caldo e resistenza all’usura. Sono utilizzati per utensili da taglio che operano ad alta velocità.
• Acciai al Carbonio per Utensili:
  • Contengono un’elevata percentuale di carbonio e sono meno costosi rispetto agli acciai legati. Sono utilizzati per strumenti di taglio manuali e applicazioni che non richiedono temperature elevate.
• Acciai Legati per Utensili:
  • Oltre al carbonio, contengono elementi come cromo, vanadio e molibdeno, che migliorano la durezza, la tenacità e la resistenza all’usura. Sono utilizzati in una vasta gamma di utensili, inclusi quelli per la lavorazione dei metalli e lo stampaggio.
• Acciai da Tempra per Lavorazioni a Freddo:
  • Sono trattati termicamente per raggiungere alte durezze senza distorsioni significative. Utilizzati per stampi e matrici.
• Acciai Sinterizzati:
• Si tratta di accia i ottenuti con la tecnologia della metallurgia delle polveri e contengono importanti percentuali di altri elementi come cobalto, cromo, molibdeno, vanadio, tungsteno, nichel e titanio. Utilizzati per stampi e per componenti che lavorano in condizioni estreme.

Leghe e Mercato dei metalli rari

Come emerso nei paragrafi precedenti, la produzione di materiali performanti e sempre più innovativi porta all’utilizzo di diversi elementi, oltre a ferro e carbonio impiegati da sempre. E tale richiesta ha un impatto estremamente significativo sul commercio mondiale di metalli e terre rare, vero e proprio business del futuro su cui i più grandi investitori del pianeta stanno già mettendo le mani. Nuovi approfondimenti seguiranno nei prossimi articoli!