Acciaio

Dai ferri da stiro alle navi, dalle ferrovie agli edifici, dalle pipeline per il trasporto di petrolio e gas agli impianti idraulici industriali, l'acciaio fa parte della nostra vita. Ma che cos'è questo materiale? Perché ne utilizziamo così tanto?

L'acciaio è una lega di ferro e carbonio, che si declina in quasi 3500 varietà. Tutte sono resistenti, durevoli e riciclabili infinite volte, grazie alle loro differenti composizioni chimiche, i vari trattamenti e le diverse lavorazioni. Ogni tipologia della famiglia presenta caratteristiche leggermente diverse, facendo dell'acciaio un materiale adattabile alle più svariate e particolari applicazioni.

Utilizzato sin dal Neolitico con il nome di ferro, l'acciaio è diventato il materiale che conosciamo oggi tra il Settecento e l'Ottocento, con le rivoluzioni industriali. Nel tempo, perfezionando nuove conoscenze scientifiche e tecnologiche, le tecniche per lavorarlo si sono evolute e differenziate. Anche oggi la ricerca continua, per rispondere alle innumerevoli esigenze progettuali e di mercato. In questa sala potete scoprire due processi di lavorazione dell'acciaio che sono stati rivoluzionari: uno per la produzione in continua di nastri sottili, l'altro per la produzione di tubi senza saldatura.

Tuffante

giugno 2024

Il Tuffante è l'ugello refrattario che permette di scaricare e distribuire l'acciaio liquido proveniente dalla paniera (a sua volta riempita dalla siviera) nella lingottiera utilizzata per produrre acciaio attraverso il processo Arvedi ESP (Endless Strip Production) di colata e laminazione continua. Si tratta del modello ARVEDI_B2.ECR_ Vers.B - nella configurazione con transizione para-conica (Codice BF88299) prodotto dalla ditta VESUVIUS -Soluzioni avanzate per i materiali refrattari - nello stabilimento di Skawina, Polonia.

Il tuffante è frutto di approfonditi studi di fluidodinamica dell'acciaio liquido. Il tuffante è realizzato con materiale ceramico refrattario di alta tecnologia come l'allumina grafitata pressata isostaticamente, con la parte terminale (ossia la parte "tuffata" sotto il menisco dell'acciaio liquido) in materiale ceramico ad alta resistenza alla corrosione - costituito da ossidi di zirconio - per durare lunghe ore nell'acciaio liquido e nelle polveri di copertura fuse.

Il Sistema Lingottiera costituito dalle piastre di rame della lingottiera, dall'ugello refrattario tuffante e dal freno elettromagnetico EMBR, è uno dei fattori essenziali della Tecnologia Arvedi ESP, grazie alla quale vengono integrate le fasi di colata e laminazione in un unico impianto con un grandissimo risparmio di tempo, spazio, e risorse come l'acqua e l'energia.

Prima dell'invenzione della colata continua, le lingottiere erano semplici forme statiche in cui colare e lasciare raffreddare il metallo per ottenere un lingotto, che veniva poi trasportato nel luogo di lavorazione, nuovamente riscaldato fino ad essere reso malleabile, e infine trasformato prima in semilavorati e poi in prodotti finiti.

Questo tuffante è nuovo di fabbrica perché è impossibile preservare l'integrità di un tuffante una volta utilizzato.

 

IGB-20504

Piastra di Lingottiera

maggio 2023

La piastra di lingottiera è una delle quattro facce di rame di una lingottiera utilizzata per produrre acciaio attraverso il processo Arvedi ESP (Endless Strip Production) di colata e laminazione continua, ed in particolare del modello di lingottiera "AR18+1" (Plus One) di Arvedi, nella versione AFM® (Advanced Funnel Mould) prodotta dalla ditta KME Special Products & Solutions GmbH (ora Cunova GmbH) di Osnabruck- Germania. Insieme alla sua gemella larga e a due spalle laterali strette, tutte raffreddate ad acqua, essa costituisce la forma a fondo aperto in cui l'acciaio fuso viene colato per gravità e dove si forma il primo "guscio" solidificato, al cui interno rimane un cuore ancora liquido.

Dopo un ulteriore raffreddamento con spruzzi d'acqua nella colata continua, l'acciaio, ormai completamente solidificato in forma di una bramma sottile e con una temperatura per cui è ancora malleabile, viene direttamente indirizzato verso la fase di laminazione (processo Arvedi-ESP).

Il Sistema Lingottiera della Tecnologia Arvedi-ESP, costituito dalle piastre di rame della lingottiera, dall'ugello refrattario tuffante e dal freno elettromagnetico EMBR, è uno dei fattori essenziali di questa tecnologia. I profili bombati delle piastre realizzano una tasca (funnel o imbuto) che accoglie perfettamente l'ugello tuffante distributore, mentre il freno elettromagnetico smorza la turbolenza del flusso di acciaio liquido per produrre un guscio senza difetti (cricche).

Grazie al Sistema Lingottiera è possibile integrare le fasi di colata e laminazione in un unico impianto con un grandissimo risparmio di tempo, spazio, e risorse come l'acqua e l'energia.

Prima dell'invenzione della colata continua, le lingottiere erano semplici forme statiche in cui colare e lasciare raffreddare il metallo per ottenere un lingotto, che veniva poi trasportato nel luogo di lavorazione, nuovamente riscaldato fino ad essere reso malleabile, e infine trasformato prima in semilavorati e poi in prodotti finiti.

La Piastra di Lingottiera è realizzata in rame in lega con argento e zirconio, con una sottile copertura di nichel nella parte inferiore. Durante il processo di colata il rame è sottoposto ad un elevatissimo flusso termico ed interagisce con l'acciaio liquido ed i silicati di calcio introdotti in lingottiera con funzione lubrificante, il che comporta la necessità di ripristinare regolarmente la superficie della "faccia calda" tramite una rilavorazione con asportazione meccanica. Ne consegue un assottigliamento progressivo della piastra con il procedere dell'utilizzo.

La parziale trasformazione del rame in ottone (ottone= rame+ zinco) è dovuta alla diffusione dello zinco (presente nell'acciaio) ed è evidenziata dal colore giallo.

Si possono notare anche strisce orizzontali dette marche generate dall'oscillazione a cui la lingottiera viene sottoposta per evitare l'incollamento con il guscio.

Il nichel nella parte inferiore è quel che resta del rivestimento anti-abrasione.

Il retro della piastra è conformato in maniera tale da poter essere collegato al sistema di raffreddamento della lingottiera e reggere la forte spinta dovuta alla pressione dell'acqua, senza deformazioni o perdite.

Questa piastra ha lavorato per 1355 colate, durante le quali sono state prodotte 406.000 tonnellate circa di nastro d'acciaio. Tutto questo lavoro ha ridotto il suo spessore utile da 20 a 14 mm.

IGB-20505