Come Fondere il Rame

Il rame è un metallo di transizione con un'alta capacità di conduzione termica ed elettrica; questa sua caratteristica lo rende molto prezioso per la realizzazione di diversi oggetti. Può essere fuso in lingotti per essere conservato, venduto oppure per essere forgiato nuovamente in altri elementi, come i gioielli.

Parte 1

Parte 1 di 4:

Preparare i Materiali

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Riunisci tutto l'occorrente. I sistemi per la fusione domestica dei metalli prevedono un forno, uno strato di materiale di rivestimento o isolamento, un crogiolo, una bombola di propano e un bruciatore, oltre a un coperchio. Dovrai procurarti anche dei dispositivi per la sicurezza personale, come dei guanti appositi, una maschera per il viso resistente al calore e una serie di pinze per sollevare e spostare il crogiolo. Ricorda che, sebbene sia possibile costruire un forno sicuro, è meglio abbondare con lo strato di isolamento per evitare che tu o qualcun altro vi facciate male.
- Le fornaci artigianali sono in genere cilindriche e realizzate in metallo. In base alle dimensioni di quella che vuoi costruire (che sono determinate dalla quantità di rame che vuoi fondere), puoi usare un bidone in metallo oppure una pentola in acciaio inox per la cottura lenta.
- Il kaowool (una fibra di ceramica con un'alta resistenza al calore) è l'ideale per rivestire le fornaci di fusione.^{[1]XFonte di ricerca}
- I crogioli sono dei contenitori in cui si ripongono gli scarti di metallo che devono essere fusi. Il rame liquefatto resterà al loro interno, è necessario quindi costruirli con un materiale che non si spezza e non si fonde alle temperature che dovrai raggiungere per lavorare il metallo. In genere si sceglie la grafite.^{[2]XFonte di ricerca}
- Per quanto riguarda il bruciatore a propano, sappi che non ti serve uno strumento simile a quello per cucinare, bensì un attrezzo che ricorda il cannello ossidrico e che andrà posto all'esterno e in prossimità del crogiolo. Puoi acquistarlo online.
- Per quanto riguarda il coperchio, puoi realizzarlo con una piccola porzione della parte superiore del contenitore che hai deciso di usare come fornace. I coperchi che si usano in fonderia sono dotati di un piccolo foro per consentire la ventilazione ed evitare pericolosi accumuli di pressione.
Si consiglia di usare dei guanti resistenti alle alte temperature (come quelli impiegati nell'industria metallurgica e nelle fonderie), oltre a una maschera per il viso adatta a questo tipo di lavoro. Inoltre è importante sapere che la fiamma di per sé non è in grado di raggiungere la temperatura necessaria, ma grazie a un corretto isolamento della fornace, il crogiolo al centro della stessa verrà surriscaldato al punto da fondere il rame.
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Usa una fornace a induzione. Dato che il rame ha un punto di fusione elevato (1085 °C), in genere serve questo tipo di attrezzatura. Sebbene si tratti di macchine industriali molto costose, le fornaci a induzione garantiscono un elevato livello di sicurezza che non è ottenibile con quelle artigianali. Le fornaci a induzione più comuni sono quelle ribaltabili e a doppia spinta.^{[3]XFonte di ricerca}
- Quelle a doppia spinta scaldano rapidamente il metallo in "sessioni", o cicli individuali. Il vantaggio di questo attrezzo consiste nel fatto di poter iniziare e fermare il processo di fusione senza difficoltà, così da non sprecare energia quando devi fondere solo piccole quantità di metallo.
- Le fornaci ribaltabili si usano spesso nell'industria. Sono in grado di fondere senza interruzioni grandi quantità di rame e riversano il metallo liquido in maniera automatizzata all'interno di contenitori di ceramica o in qualunque stampo/formina di metallo.
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Procurati il carburante. Se decidi di costruire tu stesso la fornace, allora avrai bisogno di carburante a sufficienza per garantire un fuoco costante. Nell'industria metallurgica è indispensabile il gas naturale; tuttavia, puoi anche lavorare con il solo carbone.
- In origine, gli operai delle fonderie usavano il carbone fossile e quello vegetale. Al giorno d'oggi si preferisce il propano e il gas naturale, perché consentono di risparmiare tempo e permettono ai fabbri di concentrarsi sul loro lavoro.
- Uno degli svantaggi del carbone vegetale è l'emissione di fumi pericolosi e la necessità di un'attenzione maggiore per garantire la giusta temperatura.
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Parte 2

Parte 2 di 4:

Costruire una Fucina

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Crea il corpo esterno della fornace. Per fondere solo piccole quantità di rame sarà sufficiente una fornace con un diametro compreso fra i 15 e i 30 cm. In genere questi strumenti hanno la forma di un cilindro.
- Le grandi lattine "formato famiglia" in cui viene conservato il cibo (come le pesche sciroppate e le zuppe) possono essere adatte per la tua fornace artigianale.
- Se hai bisogno di un contenitore più grande, allora puoi optare per una pentola in acciaio inox e trasformarla in un forno per fonderia.
^{[4]XFonte di ricerca} Serviranno per contenere gli schizzi o il flusso di metallo ed eviterà danni sia alle persone che al materiale circostante.
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Fodera le pareti e il pavimento interni della fornace. Per questa operazione usa il materiale "kaowool". Si tratta di una lana minerale sintetica (in alcuni casi viene definita fibra di ceramica) molto resistente al calore. Non è necessario usare una colla per far aderire il rivestimento alla fornace. Piega leggermente la fibra di ceramica per poi inserirla nel contenitore seguendone la curva; dovrebbe mantenere la forma stessa della fornace.
- Il kaowool è una miscela di alluminio, silice e caolinite.
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Ricopri la parte esposta di kaowool (che rappresenta a questo punto la parete interna della fornace) con una malta refrattaria o un prodotto riflettente. In tal modo aumenti la resistenza del materiale e allo stesso tempo permetti alla tua attrezzatura di mantenere la temperatura interna necessaria a fondere il rame e altri metalli.
- Il prodotto riflettente è in grado di riflettere, appunto, il 98% del calore che lo colpisce.^{[5]XFonte di ricerca} Puoi usarlo per rivestire l'interno del forno e gli altri elementi. Se utilizzi questo materiale, proteggi la fornace e risparmi carburante.
- La malta refrattaria deve essere mescolata con acqua finché non forma un composto pastoso. Infine puoi spalmarla sulla fibra di ceramica usando un pennello.
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Pratica un foro per la bombola di propano con un trapano. Usa un modello elettrico dotato di sega a tazza e realizza un buco sulla parete esterna della fornace a circa 5 cm dal fondo.
- L'apertura dovrebbe essere inclinata di circa 30° verso il basso. In questa maniera, se parte del metallo fuoriuscisse dalla fornace (o la fornace stessa si rompesse), gli schizzi di materiale pericoloso non cadrebbero sul tubo del propano.
- Il diametro del foro dovrebbe essere leggermente maggiore rispetto a quello del bruciatore affinché questo possa incastrarsi in modo sicuro.
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Prepara il bruciatore a propano. I modelli per le fornaci sono disponibili online. Si tratta di un dispositivo molto importante che deve essere collegato alla bombola di combustibile. Il suo scopo è quello di emettere una fiamma costante per aumentare la temperatura interna del forno.
- Una volta che il bruciatore è stato connesso in maniera sicura alla bombola di propano, inseriscilo nell'apertura che hai praticato con il trapano, in modo che si incastri.
- Il bruciatore non deve entrare completamente nel foro. La fiamma deve trovarsi a 4 cm dal centro della camera di fusione per proteggere l'attrezzo dai danni causati dalla temperatura elevata.^{[6]XFonte di ricerca}
- Ricorda di chiudere sempre la valvola della bombola di propano quando non la usi.
Se hai deciso di usare una grossa lattina come fornace, ti basta ritagliare un pezzo da 5 cm dalla parte superiore e ricoprirne l'interno con il kaowool e con il rivestimento adeguato. Pratica un foro sul coperchio per garantire una via d'uscita alla pressione e per poter aggiungere in sicurezza i pezzi di metallo nella fornace quando questa raggiunge la massima temperatura.
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Aggiungi il crogiolo. Questo contenitore è realizzato in acciaio, carburo di silicio e spesso in grafite.^{[7]XFonte di ricerca} È molto resistente alle alte temperature e ha lo scopo di contenere e riscaldare il rame che vuoi fondere. Ricorda che avrai anche bisogno di tenaglie adeguate per afferrarlo, se hai intenzione di versare il rame liquido negli stampi. Le tenaglie devono consentire una presa salda per evitare che il crogiolo scivoli.^{[8]XFonte attendibileFood and Agricultural Organization of the United NationsVai alla fonte}
- Se vuoi costruirne uno tu stesso, puoi riciclare dei vecchi materiali, come un estintore completamente vuoto.
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Parte 3

Parte 3 di 4:

Preparare i Campioni di Metallo

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Procurati del rame da fondere. Gli scarti di rame sono molto frequenti negli elettrodomestici e nei dispositivi elettronici.
- Questo metallo viene usato per realizzare i cablaggi, gli strumenti elettronici, i motori e gli elettrodomestici, quindi non è raro trovarlo in casa. Può essere presente nelle pentole, nei mobili, nei cavi e nei tubi.
- Fra gli elettrodomestici che utilizzano il rame si ricordano i condizionatori d'aria, le lavastoviglie, le pompe di calore, i congelatori, i frigoriferi, le lavatrici, le asciugatrici, i tritarifiuti, i deumidificatori e i forni. Esistono inoltre degli oggetti decorativi e di varia utilità che contengono questo materiale, ad esempio le reti paracamino, i grossi orologi, le campane, i gioielli e via discorrendo.
- Ricorda che è illegale fondere le monete da uno, due e cinque centesimi di euro.^{[9]XFonte di ricerca}
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Trasferisci i pezzi di rame nel luogo dove hai allestito la tua "fonderia" artigianale. In base alle dimensioni degli scarti di metallo questo potrebbe significare portare solo un paio di cavi elettrici in giardino oppure trasportare delle grosse e pesanti lastre di metallo che richiederanno un grande sforzo.
- Potrebbe essere necessario un furgone o un camion, dei nastri trasportatori e addirittura delle gru mobili o stazionarie, a seconda della grandezza del tuo progetto.^{[10]XFonte attendibileUS Occupational Safety and Health AdministrationVai alla fonte}
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Spezza e separa il rame. Dato che i vari frammenti di scarto possono avere forme molto differenti, a volte è fisicamente complicato inserirli in modo efficiente nella fornace. Se devi occuparti di grandi fogli di metallo, allora ti aspetterà un sacco di duro lavoro manuale. Molte persone scelgono il metodo della "palla demolitrice" che prevede l'uso di un macchinario resistente per colpire il metallo ad alta velocità e spezzarlo.
- Sii consapevole del fatto che il processo può essere pericoloso per la sicurezza. I frammenti che schizzano ad alta velocità possono diventare una minaccia per l'incolumità. Verifica che non ci sia nessuno nei paraggi durante questa fase dei lavori. Tutte le persone che ti aiutano dovrebbero essere protette da qualche forma di scudo, come le pareti, per evitare colpi e infortuni.
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Taglia i pezzi di rame con la fiamma ossidrica. Quando hai ridotto gli oggetti più grandi a materiale facilmente maneggiabile, puoi usare la fiamma ossidrica per modellare i frammenti, in modo che entrino nella fornace senza problemi. Le fiamme ossidriche che usano gas compresso sono quelle più usate per questo tipo di lavoro.^{[11]XFonte attendibileUS Occupational Safety and Health AdministrationVai alla fonte}
- Indossa sempre una maschera per proteggere il viso dai frammenti roventi.
- Il rame è molto resistente al calore ed è molto difficile (anche se non impossibile) da tagliare con una fiamma ossidrica. Le torce al plasma e i cannelli a polvere di ferro sono usati spesso quando si devono tagliare dei metalli superconduttori come il rame e il bronzo.
Usa una pressa automatizzata per metalli per compattare grandi quantità di rame in piccoli pezzi. Le presse in genere sono realizzate in acciaio e sfruttano un martinetto idraulico per schiacciare il materiale in questione.^{[12]XFonte di ricerca}
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Parte 4

Parte 4 di 4:

Fondere il Rame

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^{[13]XFonte di ricerca} Gli schizzi di metallo fuso potrebbero esplodere entrando in contatto con il cemento, quindi è meglio che la tua fonderia artigianale sia collocata sulla terra o sulla sabbia. Entrambe le sostanze sono in grado di assorbire i materiali ad alta temperatura.
Ispeziona l'interno del forno per essere sicuro che non ci siano altri materiali che possano interferire con la stabilità del crogiolo o il processo di fusione. Ricorda di verificare che l'interno del crogiolo sia completamente asciutto. Se il metallo fuso entrasse in contatto con acqua o un materiale estraneo, potrebbe esplodere.^{[14]XFonte di ricerca} Prima di accendere la fiamma, verifica che il crogiolo sia stabile all'interno della fornace.
In questo modo avvii il processo di accumulo del calore fino a una temperatura abbastanza alta da fondere il rame. Se hai usato il carbone vegetale, sappi che, quando inizia a bruciare, la fornace è quasi pronta per accogliere i pezzi di metallo.
Con un solo foro, il tuo forno è praticamente quasi del tutto chiuso. Lo spazio interno che accoglie il crogiolo è pronto per trattenere il calore, raggiungere un'elevata temperatura e surriscaldare tutti i pezzi di rame che vi hai riposto.
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Metti i frammenti di metallo nel crogiolo. Dato che sono stati compattati e tagliati nelle fasi precedenti, non dovresti avere difficoltà a fonderne una grande quantità in una sola volta, rendendo la fusione anche più efficiente. Fai attenzione a non inserire nel crogiolo così tanti pezzi di rame da far traboccare il metallo dal bordo del recipiente, una volta liquefatto.
- Indossa sempre dei guanti resistenti al calore e una maschera per il viso quando inizi la fase di fusione.
Il rame fonde a 1085 °C; per sapere se la tua fornace è abbastanza rovente, devi controllarla con una termocoppia per alte temperature. Esistono modelli sia monouso sia riutilizzabili e puoi comprarli presso diversi fornitori di materiali per l'industria metallurgica.
Quando la quantità di metallo che vuoi usare è pronta, prepara uno stampo sopra una superficie sicura (meglio se sabbia o un altro materiale granuloso resistente al calore). Afferra il crogiolo con le tenaglie e versa lentamente il metallo liquefatto nello stampo.
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Avvertenze

Non tentare di fondere il rame senza utilizzare i dispositivi adeguati di sicurezza, perché è un processo estremamente pericoloso.
Estrarre il rame dal minerale grezzo è molto più difficile rispetto alla fusione dei prodotti costruiti con questo metallo, perché il minerale grezzo contiene al suo interno altre sostanze che devono essere rimosse. Inoltre è difficile che un privato riesca a procurarsi il minerale direttamente da una miniera.