Per atmosfera riducente in un forno si intende un ambiente in cui il livello di ossigeno è notevolmente ridotto, spesso sostituito da altri gas come idrogeno, azoto o monossido di carbonio. Questo tipo di atmosfera è fondamentale in diversi processi industriali, in particolare nella lavorazione dei metalli e della ceramica, dove aiuta a prevenire l'ossidazione e favorisce reazioni chimiche specifiche.
Lavorazione dei metalli:
Nella lavorazione dei metalli, le atmosfere riducenti sono utilizzate nei forni di ricottura per alleviare le tensioni nei metalli senza causare corrosione. Questo risultato si ottiene in genere utilizzando un gas di trasporto non ossidante, come azoto o argon, miscelato con un gas riducente. Il metodo più comune prevede la combustione di combustibili e la regolazione del rapporto tra CO (monossido di carbonio) e CO2 (anidride carbonica). Questo ambiente facilita le reazioni di riduzione, in cui gli atomi guadagnano elettroni, riducendo il loro stato di ossidazione. La presenza di gas come l'idrogeno o il monossido di carbonio nel forno agisce come agenti riducenti, rimuovendo l'ossigeno dalle superfici metalliche e impedendo l'ossidazione.Ceramica:
Nell'industria della ceramica, nei forni si crea un'atmosfera riducente riducendo l'apporto di ossigeno, con conseguente combustione incompleta e aumento dei livelli di carbonio. Alle alte temperature, il carbonio reagisce con gli ossidi metallici utilizzati come coloranti per gli smalti, eliminando l'ossigeno e causando un cambiamento di colore nello smalto, in quanto il metallo appare allo stato non ossidato. Questo processo influisce anche sul colore del corpo dell'argilla, in particolare nel gres, dove il ferro contenuto reagisce in queste condizioni.
Operazioni di fonderia:
Nelle fonderie, l'obiettivo principale è quello di convertire l'ossido di ferro in ferro metallico. Questo obiettivo viene raggiunto utilizzando un'atmosfera riducente composta da una miscela di gas naturale, idrogeno e monossido di carbonio. Questo processo non solo riduce l'ossido di ferro in ferro metallico, ma produce anche anidride carbonica come sottoprodotto.Atmosfere del forno:
Il tipo di atmosfera di un forno dipende in modo significativo dal tipo di forno e dal materiale da lavorare. Ad esempio, i forni a resistenza al carbonio hanno spesso un'atmosfera fortemente riducente, mentre i forni a gas destinati alle alte temperature hanno solitamente atmosfere ossidanti. La scelta dell'atmosfera può influenzare il punto di fusione e le proprietà dei materiali refrattari.
