Google Groups no longer supports new Usenet posts or subscriptions. Historical content remains viewable.
Dismiss

Combustione grafite

198 views
Skip to first unread message

Archaeopteryx

unread,
Jul 8, 2018, 2:50:46 AM7/8/18
to
Salve o valente NG

Stavo girovagando in rete per cercare uno stampo per
lingotti (ho uno scatolone di lega Sn-Pb per saldatura e
volevo ricavarci un fermacarte) senonché gli annunci di
quelli in grafite contengono spesso dei caveat parecchio
minacciosi, ovvero che non si devono usare in forni e
anche altre avvertenze che non ricordo. Inoltre mi è
tornato in mente che gli elettrodi delle fornaci per
l'acciaio sono in grafite e su youtube si vedono filmati
piuttosto impressionanti di questi grossi cilindri al
calor rosso che però sono sostanzialmente carbone...

Orbene:

1) In quali circostanze un crogiolo in grafite può
bruciare o comunque compromettersi? Nel mio caso
specifico, se fondo la lega con un pentolino e verso il
tutto nello stampo, devo cercare un'altra casa? :D

2) Perché la grafite si può usare a temperature così alte
anche in presenza di O2? Da ignorante mi dico che a
prescindere dalla forma allotropica è sempre carbonio e
alla superficie del materiale ci sarà sempre del carbonio
a contatto con O2. L'energia di legame non dovrebbe
variare così tanto tra le varie forme, ma il carbone si
accende con l'accendino, mentre un elettrodo in grafite
può essere immerso nell'acciaio bollente. Wiki accenna
solo al fatto che è per la sua elevata purezza ma in che
modo impurezze varie giustificano questa tanto grande
differenza?

Scusate la banalità delle domande; un solo esame e mezzo
di chimica ormai più di trenta anni fa e per me resta la
disciplina scientifica più difficile.

grazie per eventuali risposte

Apx.

--
"Caro, la bambina sta piangendo. Vado a cambiarla"
"OK; se riesci, trovane una che dorma di notte"

*GB*

unread,
Jul 8, 2018, 5:22:32 AM7/8/18
to
Il 08/07/2018 08:50, Archaeopteryx ha scritto:

> Stavo girovagando in rete per cercare uno stampo per
> lingotti (ho uno scatolone di lega Sn-Pb per saldatura e
> volevo ricavarci un fermacarte)

Io al tuo posto desisterei dall'intento, a causa del piombo, che è
velenoso. Sia perché un fermacarte, diversamente dalle saldature di un
circuito, viene maneggiato con una certa frequenza, sia perché un forno
ad arco può raggiungere una temperatura di 3000 °C e il punto di
ebollizione del piombo è di 1749 °C ma inizia a emettere vapori già a
450-470 °C. Inalare vapori di piombo mi sembra un buon modo di
sviluppare saturnismo e parkinsonismo. Per questa ragione oggi l'uso del
piombo nelle leghe per saldature è vietato.

A ogni modo, i crogioli in grafite per lingotti si usano per fondere oro
(1064 °C) o argento (p.f. 962 °C), non acciaio, quindi potresti usarli
anche per la tua lega per saldature (che fonde intorno a soli 190 °C),
seguendo queste istruzioni (un flussante a base di colofonia dovrebbe
già esserci nella lega):

https://www.wikihow.it/Fondere-l%27Oro

Ma dovresti comunque operare sotto cappa per via dei vapori tossici.

NB: La faccenda della patata mi lascia molto perplesso, ma è citata
anche nella versione anglosassone:

https://www.wikihow.com/Melt-Gold

Bye,

*GB*

*GB*

unread,
Jul 8, 2018, 6:41:33 AM7/8/18
to
Il 08/07/2018 08:50, Archaeopteryx ha scritto:

> grazie per eventuali risposte

Dimenticavo qualche video YouTube. In questo non usano alcun flussante
(ma tanto tu ce l'hai già nella pasta saldante), per cui il risultato
non è particolarmente omogeneo. Nota che anche l'oro emette fumi:

https://www.youtube.com/watch?v=wCabyGFs9p0
How to melt gold into bars crucible Graphite. melting gold.

Ed è proprio vero che si può fondere l'oro in una patata:

https://www.youtube.com/watch?v=TeDEW0bNEX8
Melting gold in a potato.

In questo video fanno un lingottino da pasta per saldature senza piombo:

https://www.youtube.com/watch?v=5ADDULyOyhU
Casting A Tin Ingot From Lead-Free Solder - Using A Torch!

In questo fanno lingottoni di piombo, all'aperto per via dei fumi:

https://www.youtube.com/watch?v=OM8cqTdWRHI
MELT DIRTY OLD LEAD Into PURE INGOTS

In ogni caso, ti ricordo che inalare fumi di piombo, e in generale di
metalli pesanti, può col tempo o anche rapidamente portare a gravi
conseguenze sulla salute, fisica e mentale.

Bye,

*GB*

*GB*

unread,
Jul 8, 2018, 8:22:28 AM7/8/18
to
Il 08/07/2018 11:22, *GB* ha scritto:

> Il 08/07/2018 08:50, Archaeopteryx ha scritto:
>
>> Stavo girovagando in rete per cercare uno stampo per
>> lingotti (ho uno scatolone di lega Sn-Pb per saldatura e
>> volevo ricavarci un fermacarte)
>
> Io al tuo posto desisterei dall'intento, a causa del piombo, che è
> velenoso. Sia perché un fermacarte, diversamente dalle saldature di un
> circuito, viene maneggiato con una certa frequenza,

Se proprio ci tieni a farti un fermacarte in stagno-piombo, per evitarne
la possibile tossicità nel manipolarlo, faresti meglio a includere il
lingotto ottenuto in resina epossidica bicomponente, come questa:

http://www.prochima.it/e-30---prototipazione-rapida-resina-trasparente-epox-resin.html

https://www.bellearti.it/resine-trasparenti/1660-E-30-EFFETTO-ACQUA-PROCHIMA-Resina-Epossidica-Traspar.html

https://www.youtube.com/watch?v=UPWVrC2YMkY
Tutorial - E 30 ACQUA Prochima: resina trasparente da colata

https://www.youtube.com/watch?v=WCPhNfFJReo
Effetto Acqua E-30 Prochima Modeling Time Tutorial

Bye,

*GB*

Soviet_Mario

unread,
Jul 8, 2018, 9:41:33 AM7/8/18
to
Il 08/07/2018 08:50, Archaeopteryx ha scritto:
> Salve o valente NG
>
> Stavo girovagando in rete per cercare uno stampo per
> lingotti (ho uno scatolone di lega Sn-Pb per saldatura e
> volevo ricavarci un fermacarte)

come ti ha detto *GB*, se è filo animato con la pasta salda,
non è ideale per cast ed è anche un sostanziale spreco.
Se invece sono bacchette non animate per brasature e
plumbing, allora ok

> senonché gli annunci di
> quelli in grafite contengono spesso dei caveat parecchio
> minacciosi, ovvero che non si devono usare in forni e

Imho hanno paura che magari uno li usi nei forni a
induzione. Come crogioli x fusori a induzione bisognerebbe
usare materiali si refrattari ma non conduttivi (se fondi
metallo ... va da sé che se fondi dei sali, allora serve un
crogiolo metallico perché il riscaldamento deve diventare
INDIRETTO. Ma se il materiale da fondere è metallo e il
trasferimento di potenza è diretto, allora è meglio che il
crogiolo sia passivo).

Un'altra caratteristica negativa della grafite è se fai
fusioni in ferro, particolarmente ferro dolce : lentamente
consuma il crogiolo, lo scioglie, e quel che poi getti non è
più ferro dolce ma acciaio con un tenore di carbonio non
controllabile. Potrebbe anche essere così aumentato da
risultare fragile.

> anche altre avvertenze che non ricordo. Inoltre mi è
> tornato in mente che gli elettrodi delle fornaci per
> l'acciaio sono in grafite e su youtube si vedono filmati
> piuttosto impressionanti di questi grossi cilindri al
> calor rosso che però sono sostanzialmente carbone...

Ma intendi elettrodi per forni ad arco (riverbero) o cosa ?
Se intendi quelli, si usa il carbone perché non ci sono
alternative (nessun altro materiale ottiene un migliore
compromesso di : infusibilità, costo basso, discreto
conduttore di corrente, e non contamina con ceneri di sorta,
consumandosi gassifica semplicemente).
Se lavori di fino c'è di meglio (tungsteno ad es.), ma su
quella scala è impensabile

>
> Orbene:
>
> 1) In quali circostanze un crogiolo in grafite può
> bruciare

mah, bruciare, imho, praticamente mai, a meno che dopo
averlo arroventato ci metti contro una soffiante a ossigeno

> o comunque compromettersi?

col ferro fuso dentro si consuma pian piano il crogiolo, e
inoltre ti altera la lega.
Poi se scaldi a induzione dei metalli (es orafi), aumenta
molto l'inerzia del sistema (scherma il metallo e si scalda
il crogiolo, non perché sia un conduttore migliore, ma è
esterno).

> Nel mio caso specifico,
> se fondo la lega con un pentolino e verso il tutto nello
> stampo, devo cercare un'altra casa? :D

guarda io ho fatto un paio di collettori in materiali misti,
con tubo centrale in rame, diramazioni in alluminio, e
blocco di solidarizzazione in piombo da equilibratura dei
pneumatici, con oltre una decina di kg di piombo ciascuno,
in una pentola di alluminio e versando addirittura in uno
stampo in polvere di legno (MDF, medium density fiberboard).
Si è parzialmente carbonizzato e ha emesso vapori di
ammoniaca e formaldeide, ma ha tenuto senza grosse
deformazioni, per cui alla fine si è anche disarmato da sé.

L'ideale sarebbe avere stampi fatti da cristiani con dei
veri refrattari (creta, malta cementizia, persino gesso) e
dimensionati in modo prudenziale per il peso della fusione.
Il legno aveva di buono che essendo un conduttore mediocre,
mi ha rallentato il ritiro e lo ha reso più omogeneo
diciamo. In una gettata massiccia è importante isolare bene
se hai anche dei dettagli sottili e delle zone massicce.
A meno che non getti una lega eutettica, nel qual caso te ne
puoi abbastanza fregare.


>
> 2) Perché la grafite si può usare a temperature così alte
> anche in presenza di O2?

gli elettrodi per arco sono a tutti gli effetti dei
CONSUMABILI, se restano in apparenza alla medesima distanza
è perché o avvicinano i due, oppure sono motorizzati e
vengono spinti in avanzamento. In DC (continua) in
particolare l'anodo si consuma pesantemente

> Da ignorante mi dico che a
> prescindere dalla forma allotropica è sempre carbonio e
> alla superficie del materiale ci sarà sempre del carbonio
> a contatto con O2.

si ma infatti brucia. Chiaramente è un processo che,
diversamente dal legno che è tutto cavo e respira,
aggredisce solo la superficie, asporta uno strato alla volta
ma mai la massa nel complesso. Più cristallino è il carbone
(e più è "magro", ossia esente da idrogeno, zolfo, e altro)
più lento il consumo. Ma nella scarica a arco si consuma eccome.

> L'energia di legame non dovrebbe
> variare così tanto tra le varie forme, ma il carbone si
> accende con l'accendino,

mmm, prova a accendere una pepita di COKE (Che è carbone
smagrito) ! Ci vuole dieci minuti col cannello, e se non lo
soffi con aria calda, dopo si spegne pure da sé.

> mentre un elettrodo in grafite può
> essere immerso nell'acciaio bollente.

ah ma quindi tu non parli del forno ad arco (riverbero), ma
proprio del riscaldamento "Joule", ossia a resistenza elettrica.

Allora la cosa cambia : dove lo pesca l'ossigeno sotto la
superficie di ferro ?
Semmai lì il discorso è che l'elettrodo è un consumabile
perché si scioglie nel ferro. Immagino che sia uno dei forni
"a carburazione", dove bisogna correggere la % di carbonio
(ad es. dopo avere addolcito molto l'acciaio con la lancia
ad ossigeno puro, che decarbura violentemente la lega fusa)

> Wiki accenna solo al
> fatto che è per la sua elevata purezza ma in che modo
> impurezze varie giustificano questa tanto grande differenza?

la purezza è necessaria per non contaminare l'acciaio, visto
che ce li immergi dentro e l'elettrodo si scioglie
lentamente. Il carbone contiene spesso zolfo, che ha forte
affinità per il ferro ed è un'impurezza sgraditissima
(infragilisce le leghe a caldo), e pure un po' di fosforo
(pure sgraditissimo perché infragilisce a freddo).

Per quanto riguarda la combustibilità del carbone, più che
lo zolfo è il contenuto in idrogeno a fare parecchia
differenza, perché è in grado (per pirolisi) di gassificare
degli idrocarburi (e questo degassamento chiaramente
destruttura un po' il carbone).
Infatti i carboni naturali pregiati (come la litantrace)
vengono tra l'altro classificati a fiamma lunga o corta per
la "grassezza". Quelli a fiamma lunga li distillano a secco
ottenendo bitume (frazioni ""volatili"" ... volatili
relativamente al carbonio, involatile).

Il carbonio assoluto è involatile e non emette nessuna
frazione infiammabile.
Il coke ci si avvicina molto, perché è il residuo di
distillazione secca del litantrace a fiamma lunga (grasso)
ed è molto smagrito. Infatti se pensi di riuscire a
accendere uan stufa con un carico esclusivamente di pepite
di coke, e non hai trucchi speciali, non l'accendi mai più.

Tu quando parli di accendino mi sa che intendi la carbonella
di legna, che è molto molto diversa. Un po' in composizione
(non è magro, ha ancora un po' di idrogeno) e tantissimo in
STRUTTURA (dentro ha ancora la struttura vascolare del legno
di partenza, anzi è ancora più poroso perché durante la
carbonizzazione ha perso più massa di quanto si sia
contratto il volume. E' un carbone che RESPIRA MOLTO, quindi
quando brucia, brucia per un buon spessore e la brace riesce
a sostenersi da sé.
Se metti in altoforno una roba simile, si tappa all'istante
(si sbriciola tutto).
Il coke oltre che distillato viene polverizzato, arroventato
e compresso in pallette, e per rompere una palletta senza
difetti ci vuole il martello. Per cui riesci a caricarlo
insieme ai minerali senza che si sbricioli in polvere e
tappi l'altoforno.

E' difficilissimo accenderlo (l'unico rischio è movimentarne
masse enormi con pala meccanica, con aspirazione e
filtrazione assenti o deficienti, e riempire i locali di
polverino di carbonio : in questo caso una fiamma libera può
produrre esplosioni terrificanti, ma la pepita di suo prima
di incendiarsi devi arroventarla e tenerla vicina ad altre
arroventate). Lo usava mio nonno (ferroviere) nella stufa
(*) dopo un carico di legna, per la notte, perché brucia
molto lento (e ha un potere calorifico molto superiore alla
legna).
(*) Ad ogni modo usare coke in una stufa, se non per
disperazione, è una sottile forma di roulette russa, perché
per definizione brucia SOLTANTO per tramite del monosssido
di carbonio, il killer silenzioso, indolore e inodore. Il
coke non puzza nemmeno, nel senso che puoi mettere la testa
su un secchio di braci e non sentire odori pungenti o
sgradevoli (mentre una stufa a legna se fa i capricci e
butta fumi in casa ti scaraventa giù dal letto pure se hai
preso il sonnifero, fa bruciare la gola)

>
> Scusate la banalità delle domande; un solo esame e mezzo
> di chimica ormai più di trenta anni fa e per me resta la
> disciplina scientifica più difficile.

sovente non si presta tanta considerazione alla struttura
interna dei materiali (nella combustione), che deriva dalla
loro storia. La combustione di un solido infusibile ed
involatile è un fenomeno di superficie, per cui sia il
rapporto S/V sia la dimensione della porosità e la facilità
di approvvigionare ossigeno diventano aspetti molto critici.
Un pezzo di grafite monocristallina puoi arroventarla in
aria e si consuma con una lentezza tale che sembra non bruci
nemmeno. Un pezzo di carbonella di pioppo o di un legno
leggero invece brucia facilmente perché l'aria si insinua
fin dentro i fasci vascolari dello xilema.

P.S. recentemente ho letto alcuni articoli sol legno
compattificato. Ecco, quella roba non credo che bruci molto
facilmente. Peggio che bruciare un dizionario senza
sfogliarlo e accartocciarlo.
P.S. se metti un libro spesso in una stufa accesa, e non lo
rivolti coi ferri, puoi tenerci il fuoco acceso sotto per
ore, e una parte delle pagine saranno ancora leggibili se lo
tiri fuori. La carta è molto più compatta del legno, perché
non ha più struttura vascolare, fatta di fasci di tubi. In
un libro chiuso l'area superficiale attiva è solo quella
geometrica del parallelepipedo, e tra le pagine non si
insinua nulla. Se dovessi riuscire a tenerlo aperto tipo
ventaglio, farebbe una fiamma di un metro.
ciao

>
> grazie per eventuali risposte
>
> Apx.
>


--
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)

Wakinian Tanka

unread,
Jul 8, 2018, 12:12:21 PM7/8/18
to
Il giorno domenica 8 luglio 2018 08:50:46 UTC+2, Archaeopteryx ha scritto:
>
> Stavo girovagando in rete per cercare uno stampo per
> lingotti (ho uno scatolone di lega Sn-Pb per saldatura e
> volevo ricavarci un fermacarte) senonché gli annunci di
> quelli in grafite

Se vuoi fondere Sn-Pb, la grafite mi sembra eccessivo come materiale per gli stampi.
Da ragazzino mi divertivo a fare stampi usando una specie di argilla, una specie di "Das" che vendevano nelle cartolerie per artisti, che le usano per sculture o per fare vasi: dopo averla modellata attorno alla forma che volevo ottenere (fatta ad es di legno, plastica o altro) la tagliavo a meta' con un coltello, poi la facevo cuocere e poi da indurita rimettevo insieme le due parti (2 blocchetti) tenendoli con fil di ferro, e ci colavo la lega. Mi ricordo che si doveva tener conto di una percentuale di "ristringimento" di wuesta "argilla" dopo averla cotta, quindi la forma iniziale doveva avere una dimensione maggiore di quella voluta, di un certo percento che non ricordo.

Non so se quella pasta la vendono sempre, ma puoi sentire.

--
Wakinian Tanka

Giorgio Bibbiani

unread,
Jul 8, 2018, 12:31:13 PM7/8/18
to
Il 08/07/2018 18.12, Wakinian Tanka ha scritto:
...
> Se vuoi fondere Sn-Pb, la grafite mi sembra eccessivo come materiale
> per gli stampi. Da ragazzino mi divertivo a fare stampi usando una
> specie di argilla

Concordo! Da ragazzo mi fabbricavo i piombi da pesca
con lo stesso metodo, realizzavo 2 mezzi stampi con
la scagliola di gesso modellandoli su un piombo campione,
il metallo da fusione lo ricavavo dalle piastre di
batterie piombo-acido esauste (altri tempi, si iniziava
appena a parlare di protezione dell'ambiente...)

Ciao

--
Giorgio Bibbiani
(mail non letta)

Archaeopteryx

unread,
Jul 8, 2018, 12:37:39 PM7/8/18
to
> Concordo! Da ragazzo mi fabbricavo i piombi da pesca
> con lo stesso metodo, realizzavo 2 mezzi stampi con
> la scagliola di gesso modellandoli su un piombo campione,
> il metallo da fusione lo ricavavo dalle piastre di
> batterie piombo-acido esauste (altri tempi, si iniziava
> appena a parlare di protezione dell'ambiente...)

Mi avete convinto, lo farò di gesso ^_^

*GB*

unread,
Jul 8, 2018, 1:03:46 PM7/8/18
to
Il 08/07/2018 18:38, Archaeopteryx ha scritto:

> Mi avete convinto, lo farò di gesso ^_^

L'importante è che dopo il lingotto lo anneghi nella resina epossidica,
altrimenti non renderesti un buon servizio a un ospite (magari bambino)
che si gingilla con il tuo fermacarte e poi si mangia le unghie.

E, per quanto concerne i fumi metallici, ti segnalo:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4695968/ (2014)

Neurotoxicity following acute inhalation of aerosols generated during
resistance spot weld-bonding of carbon steel

Welding generates complex metal aerosols, inhalation of which is
linked to adverse health effects among welders. An important health
concern of welding fume (WF) exposure is neurological dysfunction akin
to Parkinson’s disease (PD).

Discussion

Welding is an important industrial process employed to coalesce
metals. An unavoidable consequence of welding is the generation of fumes
that can be potentially hazardous to the welder’s health. Due to the
high temperatures associated with welding, metal aerosols originate from
the molten tip of the welding electrode and rapidly condense into fine
and nano-sized particulates. The aerodynamic diameter of WF aerosols in
the welder’s breathing zone is reported to range from 100 nm to 1 μm
(Jenkins et al., 2005; Zimmer & Biswas, 2001), which are easily
respirable and can deposit in the olfactory and lower respiratory
tracts. As ultrafine particulates or their soluble metal fractions can
translocate and accumulate in the brain (Elder et al., 2006; Hunter &
Undem 1999; Oberdörster et al., 2002, 2004), there is a likelihood of a
causal association between WF exposure and the neurological effects seen
in welders. Particularly, the presence of Mn in welding consumables is
thought to be associated with the appearance of PD-like neurological
manifestations.

Bye,

*GB*

Archaeopteryx

unread,
Jul 9, 2018, 5:53:41 AM7/9/18
to
Grazie a tutti, anche per l'invito alla cautela, cose che
fanno sempre piacere. Soviet, è la prima volta che capisco
quasi tutto di quello che scrivi, forse è a causa
dell'argomento dato che non sono certo migliorato in
chimica nella ultime settimane :D

Proverò con uno stampo in gesso e se riesce bel blocco di
vetroresina o altra roba trasparente....

Wakinian Tanka

unread,
Jul 9, 2018, 7:24:15 AM7/9/18
to
Se lo fai in gesso e lo cuoci mi pare di ricordare che la cottura va fatta molto lentamente (e forse a bassa T prima e piu' alta dopo) altrimenti l'evaporazione dell'acqua lo fa spaccare.

--
Wakinian Tanka

Soviet_Mario

unread,
Jul 9, 2018, 7:45:37 AM7/9/18
to
peraltro avevo letto male :\ nel senso che ho risposto più
come se chiedessi su un CROGIOLO in grafite più che su uno
STAMPO. LOL :\

Soviet_Mario

unread,
Jul 9, 2018, 7:54:19 AM7/9/18
to
il gesso lo userei a crudo e spesso. E' impossibile
cuocerlo. La cottura ha senso se lo fai in argilla (e serve
una signora cottura).
Poi dipende cosa ci getti, se ci getti ghisa fusa, la
cottura deve essere di quelle da 1000° (proprio
laterizzazione spinta), se ci getti piombo non ha senso
farsi una "monocottura" di stampo.

Se i pezzi dovessero avere requisiti dimensionali precisi,
la cottura dello stampo (e il design) diventa una
notevolissima gatta da pelare (in argilla o altre pappette
all'acqua da cottura), perché devi mettere in conto il
ritiro igrometrico e maggiorare in modo adeguato lo stampo,
e inoltre fin verso i ... boh, 250-300° bisognerebbe fare
una cottura a vapore anche compresso, se no si screpolano le
superfici e si disgregano. Ora non ricordo se serva vapore
saturo o vada bene anche un po' secco, almeno sino ai 150°
imho serve vapore quasi saturo per fare in modo che la
superficie e l'interno della forma asciughino a velocità
simili. Se no si screpola tutto e si generano tensioni.
Bisognerebbe chiedere a uno che progetta impianti per
laterizi rettificati e relativi forni.

In malta cementizia non serve manco cottura per gettare
piombo, il problema è che è tedioso aspettare mesi per la
stagionatura minima.

So che esistono anche sistemi rapidi (ma non ho mai
approfondito) chiamati "cemento" al pirofosfato (presumo di
calcio), ma non ne so praticamente niente su come si
preparino questi stampi. Immagino costino più dell'argilla
ma hanno un ottima stabilità termica e dimensionale, infatti
li usano per fusioni "fini".

Se Archaeopteryx si vuole documentare su queste poltiglie al
pirofosfato, magari poi riferisce :)

>
> --
> Wakinian Tanka
0 new messages