Schema del principio di funzionamento di un convertitore e di un forno ad arco elettrico, non è una foto reale scattata in uno stabilimento siderurgico cliente
Oggi, un cliente estero, durante la comunicazione su un materiale personalizzato, ci ha chiesto quale metodo di produzione dell’acciaio utilizza la sua acciaieria: il forno elettrico o il convertitore?
Questa domanda merita una risposta accurata. Per i materiali personalizzati, conoscere il processo produttivo fa parte integrante della comunicazione tecnica.
Tuttavia, questa domanda può facilmente generare un malinteso: basta sapere il tipo di forno per capire se l’acciaio è di buona qualità?
Innanzitutto, la conclusione: convertitore ed elettroforno indicano il metodo di fusione dell’acciaio, non il grado qualitativo dell’acciaio stesso. Per distinguerli, occorre considerare due aspetti: cosa viene caricato nel forno e da dove proviene il calore necessario alla fusione.
Convertitore: riceve il metallo fuso a elevata temperatura e affina ulteriormente la composizione
Principio di funzionamento del convertitore: si utilizza principalmente metallo fuso con aggiunta di rottami d’acciaio; la fusione avviene mediante soffiaggio di ossigeno
Il convertitore generalmente non carica direttamente il minerale di ferro, ma riceve il metallo fuso ad alta temperatura già prodotto dall’altoforno, al quale si aggiunge una certa quantità di rottame d’acciaio.
Tuttavia, il fatto che il metallo sia già allo stato liquido non significa che sia già l’acciaio desiderato. Spesso contiene troppo carbonio e deve essere ulteriormente raffinato.
L’operazione chiave del convertitore consiste nell’introdurre ossigeno all’interno del forno. L’ossigeno reagisce con il carbonio e altri elementi presenti nel metallo fuso, riducendo il tenore di carbonio e, insieme alla scoria, rimuovendo parte delle impurità.
Interessante notare che queste reazioni rilasciano una grande quantità di calore, contribuendo a mantenere la temperatura di fusione e persino a fondere il rottame aggiunto. Pertanto, il convertitore non va inteso semplicemente come una “grande pentola” che scioglie il ferro. Esso serve soprattutto a perfezionare la composizione partendo dal metallo fuso già ottenuto. Riferimento al processo di fusione
Forno elettrico: utilizza l’arco elettrico per fornire il calore necessario a fondere e affinare il metallo
Principio di funzionamento del forno ad arco elettrico: gli elettrodi in grafite generano un arco elettrico che fornisce il calore per fondere e affinare il metallo caricato nel forno
Il forno elettrico qui menzionato si riferisce principalmente al forno ad arco elettrico utilizzato nella produzione dell’acciaio.
Chi ha visto la saldatura elettrica sa che l’arco elettrico è molto luminoso e raggiunge temperature elevate. Il forno ad arco sfrutta anch’esso il calore prodotto dall’arco elettrico, ma con dimensioni, attrezzature e scopi diversi: tramite gli elettrodi genera l’arco, fonde il metallo caricato e ne realizza una prima affinazione.
Tuttavia, il forno elettrico non si limita alla sola fase di fusione; deve anche controllare la composizione e trattare le impurità; i moderni forni elettrici possono inoltre sfruttare altre fonti energetiche ausiliarie. Riferimento alle linee di produzione dell’acciaio
Ricapitolando brevemente la differenza principale: il convertitore lavora principalmente con metallo fuso, utilizzando il soffiaggio di ossigeno per la fusione; il forno ad arco elettrico produce il calore principalmente tramite l’arco elettrico e consente una gestione più flessibile dei materiali caricati.
Se si usa rottame d’acciaio, l’acciaio è sempre di bassa qualità?
Il termine “rottame” può far pensare immediatamente a “materiale di scarto”. Tuttavia, nelle acciaierie, esso rappresenta una materia prima metallica riutilizzabile, e non bisogna identificare automaticamente il riciclo con la scarsa qualità.
Inoltre, il forno elettrico non utilizza necessariamente solo rottame; può anche impiegare materie prime ottenute dalla riduzione diretta del minerale di ferro, ghisa o metallo fuso; anche il convertitore può usare rottame. Suddividere i due sistemi dicendo che uno usa materie prime nuove e l’altro rottami non è corretto. Associazione Mondiale dell’Acciaio: materie prime per la produzione dell’acciaio
Ciò che conta davvero è: la provenienza delle materie prime è nota? La loro combinazione è adeguata? I controlli successivi sono efficaci?
È come andare in un ristorante: non si giudica la qualità del pasto solo in base al tipo di pentola usata in cucina. Ingredienti, abilità dello chef e controllo di ogni fase influiscono sul risultato finale.
Lo stesso vale per la produzione dell’acciaio. Ogni tipo di forno ha le sue peculiarità, ma non sostituisce il controllo complessivo della qualità del processo produttivo.
Cosa conta davvero per chi utilizza l’acciaio?
Il metallo fuso prodotto dal convertitore o dal forno elettrico non può essere utilizzato direttamente per fabbricare viti. Seguono poi operazioni quali affinazione, colata e laminazione, pianificate in base alle esigenze del prodotto. Se anche una sola di queste fasi non è ben controllata, il materiale consegnato al cliente potrebbe risultare compromesso.
Pertanto, per le aziende di imbutitura a freddo, sapere quale tipo di forno è stato utilizzato è utile, ma la questione pratica più importante è: questo lotto di materiale soddisfa i requisiti del prodotto e può essere lavorato in modo continuo e stabile?
Tornando alla domanda del nostro cliente, dobbiamo innanzitutto verificare con precisione la linea produttiva effettivamente seguita dall’acciaieria, quindi discutere insieme a lui le specifiche applicazioni e requisiti, senza entrare subito nel dibattito su quale tipo di forno sia “superiore”. Occorre inoltre accertare se il cliente abbia già indicato una linea produttiva preferita.
Il tipo di forno è un elemento informativo utile, ma non costituisce una garanzia definitiva sulla qualità del materiale.
Il Gruppo Creation Group non si concentra soltanto sul tipo di forno da cui proviene l’acciaio, ma soprattutto sulla sua idoneità alla lavorazione effettiva presso i macchinari dei clienti.
Se anche voi vi trovate nella situazione in cui, pur avendo lo stesso grado chimico, il comportamento in lavorazione varia, vi invitiamo a confrontarci i vostri prodotti e le condizioni d’uso.
Le immagini sono schemi semplificati generati da AI e non rappresentano le attuali apparecchiature, le condizioni operative né le linee produttive degli stabilimenti siderurgici dei nostri clienti. I flussi d’aria, gli archi elettrici e le sezioni trasversali sono stati visualizzati a scopo illustrativo; proporzioni e dettagli costruttivi non costituiscono basi ingegneristiche.
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