RAPPORTO AMBIENTALE <strong>2011</strong> - Il settore siderurgico italiano18rispetto l’anno precedente e ha rappresentato il34,4% del totale acciaio prodotto. Il restante è rappresentatodalla produzione da convertitore a ossigeno(ciclo integrale) che con 9,9 M.t, ha fatto registrareun aumento di oltre il 15% rispetto all’annoprecedente.Produzione acciaio in ItaliaProduzione acciaio in Italia(Variazioni %)M.t.Var %343230282640302010024-1022-2020-3018-4020002001200220032004200520062007200820092010<strong>2011</strong>20002001200220032004200520062007200820092010<strong>2011</strong>I PROCESSI DI PRODUZIONE E LA FILIERADELL’ACCIAIOPer consentire una migliore comprensione delle tematiche,e delle problematiche, oggetto di questo<strong>Rapporto</strong>, si ritiene opportuno presentare, seppurein forma molto sintetica, i processi industriali necessariper la produzione dell’acciaio.L’acciaio viene prodotto prevalentemente attraversodue processi industriali, il ciclo integrale e il fornoelettrico. Mentre il primo utilizza come materie primeessenziali il minerale di ferro e il carbon fossile, il secondosi realizza attraverso la fusione del rottameferroso, sfruttando le caratteristiche di completa riciclabilitàdell’acciaio.Ciclo integraleNel ciclo integrale si utilizzano il carbon fossile e alcuniminerali, che sono sottoposti a una serie di trattamentipreliminari in modo da renderli idonei allacarica nell’altoforno.Il carbon fossile viene trasformato in coke metallurgicoattraverso un processo termico di distillazione eseguitonelle cokerie. Esso costituisce un componenteindispensabile non solo perché rappresenta una fontedi calore, ma anche l’elemento chimico riducentenella trasformazione da ossido di ferro a ferro metalliconell’altoforno.I minerali vengono invece lavati, macinati e portatialla pezzatura adatta al processo chimico della riduzioneche nell’altoforno trasforma il minerale di ferroin una lega ferro-carbonio, chiamata ghisa, con untenore di carbonio intorno al 4-5%. I minerali di pezzaturafine, vengono trasformati in materiale adattoalla carica, attraverso l’impianto di agglomerazionedove avviene il processo di sinterizzazione.All’uscita dall’altoforno la ghisa viene generalmentecolata in un contenitore mobile su rotaie, chiamatocarro siluro, attraverso il quale viene trasportataall’acciaieria per la trasformazione definitiva in acciaiomediante il processo di affinazione che abbassail contenuto di carbonio e di impurezze (principalmentezolfo e fosforo).I forni di affinazione si basano prevalentemente sulprocesso di conversione con ossigeno, grazie al qualegli elementi come il carbonio, il silicio, il fosforo e
Il settore siderurgico italiano - RAPPORTO AMBIENTALE <strong>2011</strong>19il manganese vengono completamente o in parte ossidati,mediante l’insufflazione di ossigeno puro attraversouna lancia introdotta dall’alto (processo LD),mentre le reazioni di ossidazione esotermiche fornisconoal processo il calore necessario per portare ilbagno di ghisa liquida alla temperatura necessariaper le successive operazioni (i cosiddetti trattamentifuori forno e la solidificazione per colaggio).La carica del forno di affinazione viene termicamentebilanciata con l’aggiunta di piccole quantità dirottame, nonché di componenti che consentono di ottenereil grado di durezza e resistenza desiderato.Attraverso il ciclo integrale viene prodotto un acciaiodi ottima qualità, adatto quindi a qualsiasi tipo diimpiego, in particolare la grande purezza analiticae il basso tenore di gas disciolti favoriscono la destinazionea settori nei quali la duttilità dell’acciaio ècritica, tipicamente i prodotti piani per lo stampaggioa freddo.Per contro, il processo è complesso e di lunga durata,e le grandi dimensioni dei convertitori e la loroininterrotta alimentazione da parte dell’altofornocondizionano la strategia produttiva e richiedono ladefinizione di flussi di impiego continui e di grossaportata.Analizzando il bilancio energetico complessivo del ciclointegrale, occorre sottolineare che i gas emessi comesottoprodotti nelle sue varie fasi vengono per lopiù recuperati e, dopo raffinazione, vanno ad alimentareun gran numero di utenze, permettendo così diprodurre acciaio con il miglior utilizzo di calore.Per quanto concerne la struttura del processo e l’organizzazionedel lavoro, pur rimanendo sostanzialmenteinvariati, è opportuno rimarcare che vengono introdotticontinui miglioramenti e innovazioni in modo taleda ridurre l’impatto ambientale, limitare il consumodi materie prime e incrementare la produttività.Ciclo a forno elettricoIl ciclo di produzione dell’acciaio attraverso il fornoelettrico risulta essere più compatto rispetto al ciclointegrale, poiché si fa uso direttamente di rottami diacciaio senza l’utilizzo di impianti e macchinari finalizzatialla produzione della ghisa e alla trasformazionedi questa in acciaio.Di conseguenza, la tecnologia del forno elettrico siè affermata grazie alla minore complessità del cicloproduttivo, alla capacità di adattarsi con rapidità eflessibilità agli orientamenti del mercato, nonché allaaccresciuta disponibilità di rottame di acciaio, in seguitoallo sviluppo dell’era industriale.Ulteriori vantaggi, che compensano il consumo dienergia elettrica, sono la rapidità di messa in marcia,la maggiore possibilità di controllare i processidi trasformazione chimica, e l’indipendenza dell’impiantoda porti o altre importanti stazioni di smistamentomerci.La produzione di acciaio avviene attraverso la fusionedi rottami, opportunamente preparati e selezionati,che ha luogo nel forno elettrico. Il forno può essere“ad arco elettrico”, quando il calore viene fornito dall’arcoelettrico che si forma all’interno del crogiolo,oppure “a induzione”, quando avviene il passaggiodi un intenso flusso elettromagnetico (e quindi di calore)tra un circuito primario e un circuito secondariocostituito dalla carica metallica che si vuole fondere.I costanti miglioramenti introdotti nel processo, tracui ad esempio l’impiego di ossigeno puro iniettatotramite apposite lance, hanno consentito di ridurresensibilmente i tempi di produzione dell’acciaio nelforno elettrico portandoli a valori di poco superiori aquelli di un convertitore a ossigeno.Per quanto riguarda i principali utilizzi dell’acciaioda forno elettrico, occorre considerare che il suocontenuto di elementi metallici residui (rame, cromo,nichel) e la maggiore presenza di azoto rispettoall’acciaio da ciclo integrale lo rendono meno adattoper alcune applicazioni, come ad esempio la produzionedi acciai da profondo stampaggio.