UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINEFACOLTÀ DI INGEGNERIA

TESI DI MASTER IN INGEGNERIA METALLURGICA

La colata continua dell’acciaio in alternativa alla colata in lingotto

Tutor aziendale: Federico MunienteTesista: Diego Dazzan

Tutor universitario: Fabio Miani

Scopo del lavoroConfronto tra colata dell’acciaio in

lingotto e colata continua esaminando il caso ABS

Macchina di colata continua CCM3Produzione acciaio ABS

Struttura tesiCapitolo 1: confronto tra colata

continua e colata in lingotto dell’acciaio

Capitolo 2: macchina di colata continua CCM3

Capitolo 3: produzione acciaio presso ABS

Colata in lingottoProcesso:

dall’acciaio liquido al semiprodotto d’acciaieria

Tecniche di colata: colata diretta e in sorgente

Colata in lingotto (2)Difetti dei lingotti:

cricche, riprese di colata, paglie, inclusioni, soffiature

Colata continua dell’acciaioProcessoDescrizione delle componenti di una

macchina di colata continuaDifetti nei prodotti di colata continua

Macchina di colata continua

Difetti nei prodotti di colata continuaDifetti di forma:

romboidità, convessità, concavità

Difetti interni: segregazioni, inclusioni, cricche indotte da gradiente termico, cricche d’estrazione

Difetti nei prodotti di colata continua (2)Difetti esterni:

profonde impronte d’oscillazione, impronte di guida, soffiature, cricche (longitudinali, trasversali, reticolari)

Confronto tra i due metodi di colaggioPremessa: 90% produzione mondiale

acciaio colato in continuoProdotto colato: produzione diretta di

semi prodotti d’acciaieria, flessibilità Semplificazione impiantistica:

eliminazione forni a pozzo, laminatoi sbozzatori, ecc.

Confronto tra i due metodi di colaggio (2)Qualità del prodotto: controllo delle

variabili di processoResa: eliminazione della materozza,

colate in sequenzaTempi e produttivitàSvantaggi colata continua: alto costo

impianti

Confronto tra i due metodi di colaggio (3)Produzione lingotti ancora

conveniente per piccole produzioni e per sezioni non colabili in continuo

CCM3

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

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

CCM3: acciai colati 

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: velocità di colata  

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: 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”

CCM3: produttività (2)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

 

Produzione acciaio presso ABSMateria prima rottameForno EAF (corrente alternata

trifasica) produzione media 88ton/hForno DANARC (corrente diretta)

produzione media 128ton/hColata lingotti in sorgente e tre

macchine di colata continua

Produzione lingotti ABS

Produzione lingotti ABS

Prodotto TOT Scarto TOT

201.163.335 5.973.900

Prodotto TOT Scarto TOT

99.847.590 3.556.600

PRODOTTO TOT SCARTO TOT

301.010.925 9.530.500PRODUZIONE GLOBALE

PRODUZIONE LINGOTTI EAF

PRODUZIONE LINGOTTI DANARC

PRODUZIONE TOTALE LINGOTTI

Produzione lingotti da sostituire con CCM3

Prodotto TOT Percentuale

116.340.650 57,83

Prodotto TOT Percentuale

55.312.970 55,40

PRODOTTO TOT Percentuale

171.653.620 57,03

PRODUZIONE DA SOSTITUIRE CON CCM3

DANARC

EAF

TOTALE

Qualità blumi CCM3

ConclusioniConfronto colaggio in lingotti e

colata continua: impianti e qualità del colato

Dati sperimentali da ABSSvillupi futuri