Cos’è un forno a cupola?

Un cubilotto è un dispositivo cilindrico che viene utilizzato per riscaldare e fondere metalli come ferro e bronzo. Questi altiforni hanno in genere un diametro compreso tra 1.5 e 13 piedi (da circa 0.5 a quattro metri) e hanno l’aspetto esteriore di una ciminiera. Per far funzionare un cubilotto, il cilindro viene solitamente riempito con strati alternati di metallo e coke, e possono essere aggiunti anche materiali fondenti, come calce o coadiuvanti di carbonio. Quando il metallo si scioglie, scorre verso il basso e può essere rilasciato da un rubinetto sulla parte anteriore del forno. Al termine della corsa, questi forni possono essere svuotati e preparati per un uso futuro aprendo un cancello di scarico sul fondo per rimuovere il coke rimanente e altri materiali.

L’evidenza archeologica suggerisce che i disegni della cupola potrebbero essere stati utilizzati in Cina durante il III secolo a.C. I primi esempi di forni a cupola furono usati in Cina durante il periodo Chunqiu per fondere il bronzo. I forni a cupola furono utilizzati anche per la ghisa in Europa dal XVII secolo in poi. Fino alla metà del XX secolo, il cubilotto è rimasto il principale metodo di fusione della ghisa. La maggior parte delle fonderie alla fine è passata ai forni a induzione, sebbene in alcuni casi siano ancora utilizzati i cubilotti.

Quando un cubilotto è in uso, viene in genere indicato come una campagna. All’inizio di una campagna, il coke viene messo nella fornace e poi acceso. I porti chiamati tuyeres sono usati per introdurre aria nel coke in fiamme, che crea una specie di altoforno. L’introduzione di aria nel coke lo fa diventare molto caldo, a quel punto il metallo può essere impostato nel forno. Vengono aggiunti ulteriori strati di coke in modo che il processo di riscaldamento continui e possono essere aggiunti calce o altri agenti fondenti per ridurre l’ossidazione.

Il calore degli strati inferiori di coke in combustione sale tipicamente attraverso il cilindro, riscaldando gli strati superiori di metallo e fondendoli. Il carbonio della coca può legarsi al metallo liquido mentre scorre attraverso gli strati inferiori e si accumula sul fondo. In alcuni casi, possono essere aggiunti additivi come il carburo di silicio per aumentare il contenuto di carbonio. Dopo che una quantità sufficiente di metallo fuso si è accumulata nella parte inferiore di un cubilotto, l’operatore può aprire un rubinetto per drenarlo in un recipiente di raccolta. In genere c’è un altro rubinetto in un punto più alto sul retro del dispositivo che può drenare i materiali di scoria.