UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINE FACOLTÀ DI INGEGNERIA TESI DI MASTER IN INGEGNERIA METALLURGICA

1. UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINEFACOLTÀ DI INGEGNERIATESI DI MASTER IN INGEGNERIA METALLURGICA La colata continua dell’acciaio in alternativa alla colata in lingotto Tutor aziendale: Federico Muniente Tesista: Diego Dazzan Tutor universitario: Fabio Miani

2. Scopo del lavoro • Confronto tra colata dell’acciaio in lingotto e colata continua esaminando il caso ABS • Macchina di colata continua CCM3 • Produzione acciaio ABS

3. Struttura tesi • Capitolo 1: confronto tra colata continua e colata in lingotto dell’acciaio • Capitolo 2: macchina di colata continua CCM3 • Capitolo 3: produzione acciaio presso ABS

4. Colata in lingotto • Processo: dall’acciaio liquido al semiprodotto d’acciaieria • Tecniche di colata: colata diretta e in sorgente

5. Colata in lingotto (2) • Difetti dei lingotti: cricche, riprese di colata, paglie, inclusioni, soffiature

6. Colata continua dell’acciaio • Processo • Descrizione delle componenti di una macchina di colata continua • Difetti nei prodotti di colata continua

7. Macchina di colata continua

8. Difetti nei prodotti di colata continua • Difetti di forma: romboidità, convessità, concavità • Difetti interni: segregazioni, inclusioni, cricche indotte da gradiente termico, cricche d’estrazione

9. Difetti nei prodotti di colata continua (2) • Difetti esterni: profonde impronte d’oscillazione, impronte di guida, soffiature, cricche (longitudinali, trasversali, reticolari)

10. Confronto tra i due metodi di colaggio • Premessa: 90% produzione mondiale acciaio colato in continuo • Prodotto colato: produzione diretta di semi prodotti d’acciaieria, flessibilità • Semplificazione impiantistica: eliminazione forni a pozzo, laminatoi sbozzatori, ecc.

11. Confronto tra i due metodi di colaggio (2) • Qualità del prodotto: controllo delle variabili di processo • Resa: eliminazione della materozza, colate in sequenza • Tempi e produttività • Svantaggi colata continua: alto costo impianti

12. Confronto tra i due metodi di colaggio (3) • Produzione lingotti ancora conveniente per piccole produzioni e per sezioni non colabili in continuo

13. CCM3

14. CCM3: dati tecnici (1) • CCM – Macchina di Colata Continua • Tipo / modello DANIELI FAST CAST 16.5 02 • Linee di colata N° 2 • Interasse linee di colata 2000 mm • Raggi di curvatura nominale 16.5/22/31/48/100 m • Campo di sezioni da produrre Tondo 400  700 mm • Sezioni di corredo Tondo 500 - 600 – 700 mm • Capacità siviera 90 ton • Altezza acciaio in paniera / capacità 1000 mm (1050 mm overflow) / 18ton • Carro paniera Con sollevamento e pesatura paniera • Controllo flusso acciaio in lingottiera Cassetto Paniera • Protezione acciaio paniera - lingottiera SES • Lingottiera Standard Curva (a conicità parabolica) – 780mm. • Guida / contenimento-Rulli al piede + Settore mobile + Settore fisso

15. CCM3: dati tecnici (2) • Controllo di livello Radioattivo Co60 • Controllo polveri Eddy-current (MPMD) • Sistema di agitazione bagno- Installazione in lingottiera M-EMS e lungo la linea F-EMS con circuito di raffreddamento dedicato. • Banco oscillante Comando oleodinamico. • Circuito di raffreddamento secondario-Totale 4 circuiti di regolazione indipendenti: 1°circuito: rulli al piede ad acqua, 2° circuito: settore mobile ad aria-acqua, 3° & 4° circuito: settore fisso ad aria-acqua (regolazioni indipendenti). • Sistema di estrazione e raddrizzatura-N° 8 moduli per linea, 2 rulli a modulo. 5 punti di raddrizatura • Velocità di estrazione 0.1 ÷ 4 m/min • Falsa barra Flessibile • Sistema di taglio Cannello di taglio con cappa di aspirazione fumi • Lunghezza di taglio 3 ÷ 12 m • Vasche di quenching Posizionate a lato della via a rulli di trasporto

16. Tipologia Gruppo Metodo di colaggio Acciaio per cuscinetti (100Cr 6) 3a sommerso Acciaio da cementazione (16MnCr5) 2 sommerso Acciaio da bonifica (42CrMo4) 3 sommerso Acciaio per l’industria automobilistica (38MnVS5) 3 sommerso Acciaio strutturale (Fe510) 2 sommerso Acciaio alto cromo (X20Cr13) 3 sommerso CCM3: acciai colati

17. Velocità di colata massima (m/min) Tondo 400mm 500mm 600mm 650mm 700mm Gruppo 2 0.75 0.50 0.35 0.30 0.28 Gruppo 3 0.75 0.50 0.35 0.30 0.24 Gruppo 3a 0.60 0.40 0..28 0.24 0.22 CCM3: velocità di colata

18. CCM3: produttività (1) • Giorni di calendario: 365 • Giorni festivi: 30 • Manutenzione: 8h a settimana • Indice utilizzo acciaieria: 94% • Mix produttivo: 19% (sezione da 500mm), 48% (600mm), 33% (700mm) • Tempo di colaggio di una siviera da 86 tonnellate: 65min • Tempo di riarmo della macchina: 150min (sezione da 500mm), 195min (600mm), 240min (700mm). • Si considera di colare con ciclo “2fly3”

19. Modalità operativa 2fly3 Indice di utilizzo CCM3 90% Numero di sequenze anno 735 Numero di siviere anno 3675 Tempo totale di colaggio 3981 h Tempo totale di riarmo 2466 h Tempo totale 6447 h Produzione blumi anno 316050 ton CCM3: produttività (2)

20. Produzione acciaio presso ABS • Materia prima rottame • Forno EAF (corrente alternata trifasica) produzione media 88ton/h • Forno DANARC (corrente diretta) produzione media 128ton/h • Colata lingotti in sorgente e tre macchine di colata continua

21. Produzione lingotti ABS

22. Produzione lingotti ABS

23. Produzione lingotti da sostituire con CCM3

24. Qualità blumi CCM3

25. Conclusioni • Confronto colaggio in lingotti e colata continua: impianti e qualità del colato • Dati sperimentali da ABS • Svillupi futuri