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ACIES 12 L’acciaio liquido, prodotto con entrambi i cicli descritti, passa quindi attraverso i cosiddetti “trattamenti fuori forno”, nati per soddisfare le diverse esigenze di affinazione del bagno metallico che vanno dalla semplice omogeneizzazione della temperatura e della composizione chimica, fino ad operazioni più complesse come la desolforazione, il degasaggio o la modifica della quantità e qualità di impurezze non metalliche (composizione inclusionale). Nei diversi impianti in cui si produce o si tratta l’acciaio liquido, si genera, anche per aggiunta di materiali di composizione opportuna, un materiale liquido simile alla lava, la scoria, che galleggia sull’acciaio stesso e serve sia a proteggere il bagno di acciaio dall’ossidazione a cura dell’aria, che pure a partecipare alle diverse reazioni chimiche che avvengono durante i diversi trattamenti. I trattamenti più diffusi sull’acciaio liquido sono quelli relativi all’agitazione ed al riscaldo in siviera (Ladle Furnace – LF), quelli per il trattamento sotto vuoto per sottrarre gas indesiderati o per favorire particolari reazioni chimiche, nonché altri realizzati per aggiungere elementi di lega in siviera o per migliorare la pulizia dell’acciaio tramite la captazione, per mezzo della scoria che ricopre il bagno metallico, di ossidi indesiderati presenti nel bagno stesso. Particolare è la produzione dell’acciaio inossidabile, che prende il nome grazie agli elevati tenori di cromo che ne garantiscono le proprietà di resistenza all’ossidazione. La tecnica utilizzata è quella del convertitore AOD (Argon Oxygen Decarburization) in base alla quale si ottiene l’acciaio inossidabile trattandolo, in fasi successive, con miscele di argon-ossigeno opportunamente dosate, in modo da conseguire la reazione di decarburazione senza ossidare il cromo, salvaguardando così la resa di questo costoso elemento. Per acciai che richiedono contenuti di carbonio particolarmente bassi si adotta invece la tecnologia del VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) che si avvale dell’effetto del vuoto per realizzare una decarbu- LA SIDERURGIA ITALIANA E GLI OBIETTIVI DI ACIES - Il ciclo produttivo dell’acciaio razione spinta (fino ad avere nel bagno solo alcune decine di parti per milione di carbonio nell’acciaio). La solidificazione e prima sagomatura dell’acciaio liquido in un semilavorato idoneo per gli altri trattamenti successivi, avviene mediante il processo di “colata continua”, tecnologia che ha ormai soppiantato quella del colaggio in lingotti e sbozzatura, consentendo enormi risparmi di energia e una sensibile riduzione dei tempi di lavorazione. Mediante l’impianto di colata continua, l’acciaio liquido viene raffreddato in modo continuo direttamente nella forma di bramma (semilavorato a sezione rettangolare) billetta o blumo (semilavorato a sezione quadrata), eliminando così il riscaldo del lingotto e la successiva sbozzatura in bramme, billette o blumi. Allo scopo di ridurre gli spessori fino ad ottenere quelli desiderati per l’impiego finale, questi semilavorati di acciaio sono sottoposti al processo di laminazione a caldo (effettuato a temperature superiori a 1000°C), seguito dalla laminazione a freddo (a temperatura prossima a quella ambiente). Dalla laminazione delle bramme si ricavano i cosiddetti “prodotti piani”, rotoli di acciaio di vario spessore (comunemente detti coil ) e lamiere destinate all’impiego tal quale o alla produzione di tubi saldati. Per la produzione di tubi saldati si possono utilizzare coil o lamiere, in relazione allo spessore del prodotto finito. Il processo produttivo è costituito da due fasi fondamentali: la formatura e la saldatura. Per i tubi di piccolo diametro i coil vengono tagliati in strisce di larghezza opportuna (slitting) e di seguito, mediante un processo continuo di deformazione a freddo con gabbie a rulli, viene formato il tubo. Per i tubi di piccolo diametro la saldatura viene eseguita per resistenza elettrica senza apporto di materiale. Per i tubi diametro maggiore, la formatura viene effettuata avvolgendo il coil a spirale e il processo di saldatura adottato è quello ad arco sommerso. Per i tubi di grande diametro e di spessore elevato, la formatura viene effettuata sul singolo foglio di lamiera mediante presse speciali. Gli impieghi principali dei tubi saldati sono le linee
LA SIDERURGIA ITALIANA E GLI OBIETTIVI DI ACIES - Il ciclo produttivo dell’acciaio trasporto fluidi e gli utilizzi idrotermosanitari. Una parte significativa inoltre viene utilizzata nel settore auto e per gli scambiatori di calore. Impianti complementari ma non secondari del ciclo dei prodotti piani sono il decapaggio, con il quale si rimuove l’ossido di ferro presente sulla superficie del laminato, prima di sottoporre il rotolo laminato alla successiva laminazione a freddo, e l’impianto di ricottura (statica o continua) che ha lo scopo di ricostruire la struttura cristallina deformata dalla laminazione a freddo e conferire così all’acciaio caratteristiche idonee allo stampaggio nella forma finita (carrozzerie auto, lavatrici, ecc.). Il ciclo di fabbricazione dei prodotti piani può essere esteso ai processi per la realizzazione di lamierini rivestiti, allo scopo di preservare dall’ossidazione tali manufatti nelle successive applicazioni. I rivestimenti adottati sono principalmente metallici (cromo, stagno, zinco, alluminio), organici (pitture, film plastici) o inorganici (smalti vetrosi). Tra i rivestimenti più comunemente adottati, quello a base di stagno, applicato elettroliticamente, consente di ottenere un prodotto, la cosiddetta banda stagnata, particolarmente pregiato, specificatamente sviluppato per essere impiegato negli imballaggi in generale, inclusi quelli alimentari (per esempio la salsa di pomodoro). Il procedimento di zincatura impiega invece lo zinco come materiale protettivo, applicato sia elettroliticamente (Electro-Galvanized) che per immersione nello zinco fuso (Hot Dip Galvanized). I prodotti zincati ottenuti per immersione sono destinati principalmente al settore automobilistico. Allo scopo di compattare il ciclo di fabbricazione, aumentandone la produttività e le rese, sono nate linee di zincatura abbinate in continuo all’impianto di ricottura. Tra i manufatti siderurgici di sviluppo più recente sono da segnalare i lamierini preverniciati, prodotti allo scopo di eliminare le operazioni di verniciatura presso l’utilizzatore, con alcuni non trascurabili vantaggi per quanto riguarda sia l’impatto ambientale che la ACIES riduzione dei costi, che hanno trovato efficace applicazione nel settore degli elettrodomestici e nell’edilizia. I blumi e le billette vengono laminati a caldo per ottenere diverse tipologie di prodotto quali travi, profilati, barre, tondo per cemento armato, vergella, tubi senza saldatura. Le vergelle possono essere ulteriormente ridotte di diametro mediante la trafilatura a freddo. Quello dei tubi senza saldatura (seamless) è un settore ad elevato contenuto tecnologico ove la materia prima è costituita da barre di sezione circolare o poligonale, per la grande maggioranza provenienti direttamente dalla colata continua. I lingotti vengono utilizzati esclusivamente per la produzione di tubi di grande diametro (di dimensioni tali per cui non è disponibile il prodotto di colata continua). Barre laminate vengono utilizzate solo per gli acciai alto legati. Le barre, spezzonate opportunamente, dopo il riscaldo sono perforate con il laminatoio obliquo e successivamente, tramite un laminatoio allungatore, lo spessore del tubo viene ridotto fino ai valori richiesti. Attraverso una ulteriore successiva laminazione, eventualmente preceduta da un riscaldo del semilavorato, viene ottenuto il diametro finale del tubo. Il ciclo si completa con le operazioni di finitura (trattamenti termici, controlli non distruttivi elettromagnetici o ultrasonici, sul corpo e sull’estremità dei tubi, e il taglio a misura) e, per i tubi utilizzati per la perforazione e la coltivazione dei pozzi petroliferi, che rappresentano una quota significativa della produzione di tubi senza saldatura, con la filettatura delle estremità. Per i tubi impiegati nel trasporto di fluidi, assumono particolare importanza le operazioni di rivestimento (con materiali plastici o vernici) per proteggerne le superfici dalla corrosione. Una quota del 10-15% dei tubi seamless è ulteriormente trafilata a freddo al fine di ottenere tolleranze dimensionali ancora migliori. L’applicazione prevalente di questi prodotti è nell’industria meccanica e nel settore automobilistico. 13
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