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in questo video prenderemo in
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considerazione il processo siderurgico
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integrale vedremo quali sono le materie
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prime e le loro lavorazioni
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vedremo in che modo è strutturato un
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altoforno e come funziona l'altoforno
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uno stabilimento siderurgico viene
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definito a ciclo integrale quando il suo
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processo di fabbricazione
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parte dalle materie prime cioè dai
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minerali di ferro il carbone fossile e
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calcare e si arriva al prodotto finito
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cioè laminati piani ad esempio lamiere
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la merini la banda stagnata easing ati o
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alle barre quindi tondi quadri eccetera
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ai profilati esempio light radi le
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rotaie
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quindi le principali fasi di un ciclo
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siderurgico integrale sono sicuramente
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la preparazione delle materie prime la
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fabbricazione della ghisa quindi la
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produzione della ghisa nell'altoforno e
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poi la sua successiva trasformazione in
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acciaio e infine le laminazioni finali
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e chiaro che è un ciclo integrale
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comporta notevoli vantaggi economici
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proprio per la sua continuità delle
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lavorazioni e per lo sfruttamento degli
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impianti
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inoltre consente un accurato controllo
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della qualità e forti risparmi di
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energia di tempo e di trasporto
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quindi il ciclo integrale è un ciclo
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continuo in particolare l'altoforno
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funziona in continuazione giorno e notte
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per anni il periodo di solito
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dell'esercizio di
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di un impianto non viene mai fermato e
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può durare fino a 7 8 9 anni e al
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termine di ciascuna campagna quindi per
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campagna si intende il periodo
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dell'esercizio dell'altoforno vede al
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termine di ciascuna campagna viene
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rifatto il riveste di rivestimento
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refrattario dell'altoforno
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la prima cosa da fare in un processo
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siderurgico integrale abbiamo detto che
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la preparazione delle materie prime
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ricordiamo che le materie prime sono
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costituite dai minerali di ferro dal
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carbon fossile e dal calcare che viene
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utilizzato come fondente la materia
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prima delle carbon fossile è costituita
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principalmente da da tronchi di alberi
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questi tronchi di alberi contengono
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grandi quantità di cellulosa lignite e
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quantità più o meno grandi di share e
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resine di di origine vegetale e grassi
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derivanti da da residui sia animali che
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vegetali
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tutte queste materie una volta organi
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che col passare del tempo hanno subito
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una serie di trasformazioni queste
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trasformazioni vengono dette car
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bonificazione
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o car bonificazione
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i tipi di carbon fossile che vengono
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impiegati in siderurgia sono la lignite
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la litantrace
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e land recite
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per essere utilizzato nell'altoforno
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come combustibile il carbon fossile però
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deve essere trasformato in koch
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metallurgico per quanto riguarda invece
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il food and e abbiamo detto che si
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utilizza il calcare
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quello utilizzato nel nell'altoforno è
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una roccia sedimentaria
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caratterizzata dalla presenza di
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carbonato di calcio sotto forma di di
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calcite altri componenti della roccia
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possono essere carbonati ad esempio la
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dolomite il quarzo d'argilla e la
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composizione minerale dei calcari
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adoperati come fondenti in questo
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processo variano a seconda del tipo di
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roccia ad esempio nel calcare comune la
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calcite varia dal 90 al 100 al cento per
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cento
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in quello dolomitico dal 65 all 80 per
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cento in quello argilloso dal 35 al 90
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per cento
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durante la fase di riscaldamento quindi
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per riscaldamento ai 900 gradi
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il calcare si si scinde quindi inizia a
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separarsi inizia a dividersi in anidride
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carbonica che ossido di calcio
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vediamo in che modo vengono preparati o
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preparate le materie prime le materie
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prime vengono scaricate dalle navi con
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gru e vengono trasportati su sui nastri
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nei parchi deposito dai parchi deposito
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vengono inviati agli impianti di
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preparazione dove subiscono opportuni
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trattamenti prima di essere utilizzati
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in altoforno ad esempio il minerale di
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ferro prima di andare in altoforno deve
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subire una preparazione viene prima di
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tutto frantumato e vagliato si ottengono
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così minerali in pezzatura adatti per la
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carica nell'altoforno e minerali in
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pezzatura inferiore cosiddetti fini
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tutte e due minerali
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vengono poi inviati in due listed i
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parchi di omogenizzazione
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che cosa si intende per omogenizzazione
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si intende o consiste nel creare con
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speciali macchine gran grandi cumuli
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formati da strati alternati di minerale
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diversi in modo da ottenere una miscela
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omogenea nelle sue caratteristiche
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poi da questi parchi quindi dai parchi
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di omogenizzazione li minerale con
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pezzature adatta alla carica viene
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direttamente inviato ai siti da
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d'altoforno mentre quello con pezzatura
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inferiore confluisce all'impianto di
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agglomerazione insieme ai recuperi più
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piccoli di alcune lavorazioni di stabili
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stabilimento ad esempio scaglie di
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laminazione polvere di acciaieria e così
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via che altrimenti non potrebbero essere
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utilizzati per
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la preparazione dei fondenti invece i
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fondenti devono essere caricati
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cioè prima di essere caricati
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nell'altoforno devono essere sottoposti
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a varie operazioni di preparazione quali
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la frantumazione e la vagliatura come
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vedete sia per per i minerali di ferro
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che per i fondelli avviene sempre la
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frantumazione e la vagliatura
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il carbon fossile deve essere anch'esso
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vagliato quindi viene macinato miscelato
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e successivo processo di distillazione
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lo trasformerà in koch metallurgico
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qui la figura mostra in maniera molto
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semplice ma anche molto in modo efficace
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quali sono tutti i procedimenti o i
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principali procedimenti che le materie
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prime che vanno dal calcare ai minerali
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di ferro al carbon fossile in tutti i
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procedimenti che devono subire i
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trattamenti che devono subire le materie
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prime affinché possono essere
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caricate nel dell'altoforno
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abbiamo fino adesso parlato dell'altro
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forno ma che cos'è l'altoforno
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l'altoforno è una gigantesca costruzione
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di acciaio internamente rivestita di
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refrattario e costituisce la parte
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principale il fulcro del ciclo integrale
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siderurgico
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all'interno dell'altoforno in una
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successione di fasi il minerale di ferro
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con l'intervento del coc dei fondenti si
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trasforma in ghisa
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il periodo dell'esercizio cioè la
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campagna durante la quale l'impianto non
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viene mai spento giorno e notte può
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durare fino a un massimo di 7 anni o
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poco più
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al termine di ciascuna campagna il
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l'altoforno viene rifatto quindi viene
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rifatto il rivestimento di refrattario
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inoltre nell'altoforno può raggiungere
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un'altezza superiore agli 80 metri e
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avere un diametro di crogiolo di 10
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metri ed oltre le sue pareti vengono
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raffreddate e per poterlo fare
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viene utilizzato un complesso sistema di
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circolazione di acqua
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alla bocca dell'altoforno quindi nella
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parte più alta dell'altoforno vengono
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trasportati con nastri o con speciali
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elevatori detti schips i minerali di
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ferro ma anche i fondelli dico i
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fondelli il coc e gli agglomerati
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quindi ogni giorno circa 5.000
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tonnellate di minerale e oltre 1.800
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tonnellate di koch vengono inghiottite
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dell'altoforno
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l'altoforno durante la sua marcia genera
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due correnti un ascendente quindi tende
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a salire un ascendente di gas e l'altra
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discendente di carica solida
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entrambe le correnti sono simultanee
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opposte e tra queste correnti si
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svolgono intensi scambi di calore anche
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complesse reazioni chimiche
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la corrente che va dal basso verso
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l'alto abbiamo detto che è costituita
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dai gas che si sono formati nella zona
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di combustione che avviene per reazione
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del combustibile koch con l'aria che
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viene insufflata
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nell'interno dell'altoforno
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la miscela gassosa dopo aver percorso in
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altezza all'altoforno viene raccolta
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nella parte superiore da dogmi da un
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camino e utilizzata una volta che viene
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depurata da ad altri servizi né da
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servizi ausiliari ausiliari necessari al
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funzionamento dell'impianto siderurgico
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invece la carica solida nella sua
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discesa
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percorre diverse zone del dell'altoforno
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a temperatura crescente quindi man mano
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che questa carica solida scende le
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temperature crescono fino a
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trasformare quella parte solida fino a
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fargli raggiungere lo stato liquido le
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ceneri invece del coc di impurità delle
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minerali di ferro e il fondente si
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uniscono quindi formano un unico
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elemento
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e
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per così dire formano diciamo la storia
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o la lotta di altoforno
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la separazione tra la ghisa liquida e
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queste scorie che sono venute a crearsi
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avviene per per differenze di peso
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specifico sì infatti
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sicuramente le scorie e la lotta avrà un
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peso specifico minore rispetto alla
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ghisa e questa differenza di peso
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specifico ne determina il danneggiamento
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delle scorie sui liquidi di diffusione
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quindi
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sarà facile estrarre attraverso un foro
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questa loppa d'altoforno
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e questo foro è collocato sopra il foro
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della della vita liquida quindi la loppa
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viene recuperata viene e viene
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riutilizzato o viene utilizzata per
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fabbricare il cosiddetto cemento
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dell'altoforno
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dopo lo spillaggio della lotta la chiesa
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e liquida viene spillata attraverso un
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altro foro il foro di colata e viene
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versata in una grande in un grande
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recipiente che per la sua forma di im
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peroso forma per le sue dimensioni e
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chiamato sottomarino o siluro
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di solito la la colata della chiesa
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viene eseguita ogni dove due ore ed ore
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e mezza circa
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e ogni giorno di solito un altoforno
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dall'alto forno vengono estratte e ben
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3.500 tonnellate di ghisa liquida
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osservando questa figura cerchiamo di
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descrivere la struttura di un'auto phone
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l'altoforno è una costruzione metallica
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verticale quindi a un'armatura metallica
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che scarica il proprio peso su su un
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basamento in o delle fondazioni cemento
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armato è rivestita all'interno di
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mattoni refrattari
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ed è formata da alcune parti principali
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qui in figura infatti vengono descritti
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principali componenti di un altro forma
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sicuramente abbiamo come parte
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principale abbiamo la bocca di carica il
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tino il ventre la sacca e il crogiolo e
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infine il toro e il complesso portamento
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la bocca di carica e l'apertura
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praticata nella parte superiore del
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forno dalla quale vengono versate le
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cariche
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nella bocca di carica confluiscono
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quattro grosse tubazioni che raccolgono
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i gas scendi dell'altoforno e li
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convogliano ai depuratori di polvere il
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sollevamento dei materiali fino alla
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bocca del forno viene realizzato
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mediante i nastri trasportatori o
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mediante carrelli detti schips
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la chiusura della bocca viene assicurata
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da un sistema di due campane metalliche
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che aprendosi in maniera alternata
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permettono l'alimentazione dell'impianto
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e impediscono ai gas di fuoriuscire
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il team è invece è la parte più lunga
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del forno è una sezione tronco conica in
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questa zona i materiali refrattari oltre
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a subire l'azione di usura delle nelle
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pareti per abrasioni e dovuto alla
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carica sono soggetti alle sollecitazioni
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chimiche
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per questo è rivestita internamente
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dalla serie d di piastre di usura che
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preservano la la muratura quindi il i
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mattoni refrattari dal logorio è proprio
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la forma conica ne facilita la discesa
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dei materiali di carica verso il basso
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riducendo al minimo i loro attrito sulle
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pareti
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il raffreddamento del refrattario nella
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parte superiore del tino avviene
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naturalmente invece nella parte
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inferiore del destino viene realizzato
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per mezzo di un sistema di
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refrigerazione di acqua
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il ventre quindi nella parte sottostante
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il tino troviamo il ventre e vendere
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quella parte mediana del forum che ha la
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forma cilindrica e rappresenta la zona
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che ha il maggior diametro del del forno
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stesso i refrattari che vengono
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utilizzati in questa zona sono di tipo
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carbonioso perché sono più a di più
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adatti per le sue sollecitazioni
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meccaniche e chimiche
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cui sono sottoposti
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sotto il questa zona qui sotto il ventre
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troviamo la sacca quindi la sacca e a e
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la parte che si trova leggermente in
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immediatamente superiore al crogiolo e
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alla forma eppure è una forma tronco
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conica
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nella zona della della saga avviene la
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vera e propria fusione ed è quindi
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quella più sollecitata dal forno proprio
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per le elevate temperature che vengono
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raggiunte in questa zona
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questa particolare forma ad imbuto della
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della sacca permette al grosso della
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carica
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diffondere e scendere nel crogiolo i
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refrattari di questa zona sono
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carboniosi perché resistono meglio
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all'attacco delle scorie e consentono un
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raffreddamento efficacia
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il crogiolo invece la parte più bassa
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del forum
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come vedete alla forma a una forma
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cilindrica e alla funzione quella di
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raccogliere i materiali fusi man mano
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che vengono formati
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generalmente è rivestito con mattoni
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refrattari di carbonio e nella parte
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superiore del crogiolo si trova la bocca
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di colata della lotta qui se vedete
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indicata dalla lettera è più in basso la
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bocca di colata della della ghisa
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liquida indicata qui dalla lettera b
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dicevamo che un'altra parte fondamentale
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del
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dl dell'altoforno e il toro e il
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complesso portamento
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per affinché avvenga il processo di
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combustione all'interno del
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dell'altoforno è necessario immettere
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all'interno dell'altoforno dell'aria
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calda o del vento caldo l'aria
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proviene da un impianto che predi scalda
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l'aria e lo
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immette all'interno dell'altoforno
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quindi di missione dell'area viene
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ottenuta grazie ad appositi uccelli
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d'alimentazione dette to be er e che
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vengono sempre situate alla sommità del
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crogiolo quindi nella parte superiore
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del crogiolo
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le dubbie re sono disposte radialmente
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ad uguale distanza l'una dall'altra
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lungo tutto il perimetro del dl crogiolo
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la rai viene distribuita alle torbiere
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ricordiamo che le turbine sono indicate
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qui dalle lettere c quindi la lettera ci
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indica la tubi era quindi l'area viene
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distribuita alle to viene da un toro
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indicato qui dalla lettera di che non è
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altro che un duo di grosso diametro che
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circonda completamente in forma
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il toro è collegato ad una tubi era
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attraverso una marika una manica avendo
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come vedete indicato dalla lettera
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aperta
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che ha un collo d'oca è un portamento
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dei tuberi e le casse vento sono
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elementi a doppia parete a 20
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all'interno un intercapedine nella quale
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si fa circolare acqua a pressione per il
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raffreddamento
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sia nei tubi e re che le casse vendo
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essendo esposti particolarmente al
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calore sono realizzate in rame puro
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con l'ausilio con l'aiuto di quest altra
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figura cerchiamo di capire comprendere
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il funzionamento dell'altoforno
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chiaramente il complesso funzionamento
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dell'altoforno e le sue numerose
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reazioni chimiche che avvengono
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all'interno può essere schematizzato
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considerando in maniera separata le
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correnti ascendenti degas e la discesa
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della della carica soli da
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ogni zona dell'altoforno o le diverse
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zone dell'altoforno sono caratterizzate
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da temperature diverse
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decrescenti dal basso verso l'alto per
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poter assicurare il corretto
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funzionamento del procedimento del
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processo
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queste temperature dedicate ad ogni zona
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devono essere controllate e
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mantenute e sotto controllo
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continuamente
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iniziamo con l'esaminare la corrente
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ascendente dei gas vediamo cosa succede
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quindi l'aria compressa che viene
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preriscaldata e che esce dagli uccelli
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ad una velocità di circa 200 metri al
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secondo e ha una temperatura che si
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aggira tra i 600 e gli 800 50 gradi
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centigradi esce dagli uccelli
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ricordiamo che gli ugelli si trovano
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nella zona delle crogiolo quindi in
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basso nel in basso nel dell'altoforno
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l'ossigeno che contiene in quest'area
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questa era riscaldata a contatto con con
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il coc brucia
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e e avviene una reazione chimica
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quindi in questa zona la abbiamo una
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temperatura molto elevata che si aggira
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3 1800 gradi e 2000 grati
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questa reazione chimica produce anidride
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carbonica da quale diffondendosi verso
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l'alto viene a trovarsi immediatamente a
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contatto con altro gol e con esso
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reagisce trasfor trasformandosi in
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ossido di carbonio ma questa reazione e
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procede con assorbimento di calore
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quindi la temperatura diminuisce e
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impedisce soprattutto alla temperatura
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di superare duemila gradi centigradi
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man mano che questa corrente sale
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nell'altoforno diminuisce la temperatura
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quindi la reazione cessa e sia ancora
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formazione di anidride carbonica quindi
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avremo una miscela gassosa che sarà
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costituita da anidride carbonica ossido
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di carbonio
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e azoto che esce dall'altro forno e e
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uscirà dall alto forno ad una
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temperatura di circa 200 gradi
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centigradi quindi avremo un
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abbattimento di temperatura che andrà
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poi ai recuperatori
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nella parte più alta dell'alto forma
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vediamo cosa succede invece durante la
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discesa delle cariche
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possiamo immaginare la discesa delle
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cariche del dei minerali
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immaginando dinkel a queste cariche
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attraversino
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56 zone differenti qui identificate e
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nella figura quindi avremo una zona di
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essicazione una zona di riduzione in
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diretta una terza zona di riduzione
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diretta la quarta zona di carburazione
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fusione una quinta zona di combustione e
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poi la stessa zona di separazione della
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ghisa e della lupa
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iniziamo
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a vedere cosa avviene nella prima zona
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c'è nella parte più alta del
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dell'altoforno quindi la zona di
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essiccazione e pre riscaldamento
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quindi i materiali solidi che vengono
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inseriti all'interno della bocca
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dell'altoforno percorrendo questa zona
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si riscaldano in maniera progressiva
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fino a raggiungere una temperatura di
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circa 400 gradi centigradi con questo
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riscaldamento viene eliminato tutta
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l'umidità contenuta nei mini dei
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minerali e quindi i minerali vengono
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essiccati avviene l'essiccamento
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successivamente abbiamo i minerali
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continuano a scendere fino ad
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attraversare la seconda zona la zona di
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ridurre in diretta percorrendo questa
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zona i materiali si riscaldano fino a
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raggiungere una temperatura di circa 700
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gradi in questa zona avviene una
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reazione chimica gli ossidi di ferro
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vengono ridotti dall'ossido di carbonio
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e che si trasforma in co2 questa
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riduzione operata non direttamente dal
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carbonio ma indirettamente per mezzo del
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cio si chiama riduzione in diretta
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terza zona
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riduzione diretta
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i materiali continuano la loro discesa
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percorrendo questa zona giungono
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gradualmente a raggiungono una una
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temperatura di circa
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1.350 gradi
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in questa zona avviene la riduzione
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diretta del minerale di ferro per opera
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del carbon coke
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infatti in questa zona dell'altoforno
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avvengono delle reazioni che non
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interessano il minerale di ferro e
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precisamente reazioni che riguardano la
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formazione della storia ad opera del
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calcare per le azioni dei materiali
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costituente la ganga viene chiamata
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ganga l'insieme di tutte le impurezze
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che sono contenuti né me né nei minerali
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di ferro quindi la reazione dei
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materiali costituenti la ganga e il
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fondente cioè il calcare avviene la
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scomposizione del calcio con formazione
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di ossido di carbonio
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quindi per reazione si forma
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avviene la scomposizione del calcio con
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formazione di ossido di carbonio
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attraversando la quarta zona
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abbiamo la fase di carburazione fusione
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in questa zona la carica si trova ad una
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temperatura che va da 1350 gradi ai
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1.550 il minerale di ferro entra già in
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parte nello stato di ferro spugnoso per
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opera delle riduzioni che ha subito
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nelle zone superiori il ferro spugnoso
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ha subito già in parte l'azione di
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carburazione da parte del carbone ed ora
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la sua parrucca harbour azione procede
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continua
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le temperature esistenti in questa zona
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sono sufficienti per per la fusione del
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sonno carburato e sia qui così la
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formazione dei ghisa fusa in questa zona
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dell'altoforno tutti mette i materiali
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della carica iniziale ad ac ad eccezione
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del coc passano allo stato fuso passano
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quindi in soluzione il fosforo e lo
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zolfo il manganese il silicio e comincia
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a formarsi la lotta
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nella guida zona abbia avviene la
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combustione
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questa è la zona in cui l'area viene
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immessa nell'altoforno c'è la zona di
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combustione del coc con l'area che era
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già stata preriscaldata e si raggiunge
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la temperatura massima di 2.000 gradi in
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questa zona sia la la perdita del sia la
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desolforazione della ghisa ad opera del
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manganese e si completa quindi la
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formazione della della lotta
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e infine nella stessa zona
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abbiamo la separazione della ghisa e
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della lotta quindi parliamo chiaramente
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del crogiolo in questa zona non
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avvengono reazioni particolari e la
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temperatura nel crogiolo è di circa
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1.600 gradi centigradi
