Lamiere e nastri

Processo produttivo dell’acciaio inossidabile

La produzione di acciaio inossidabile comprende principalmente la fusione dell'acciaio grezzo, la laminazione a caldo, la laminazione a freddo e altri passaggi. Di seguito è riportata una descrizione divulgativa del processo produttivo dell'acciaio inossidabile:

1. Processo di fusione dell'acciaio grezzo inossidabile

Attualmente, i processi di fusione per la produzione di acciaio inossidabile nel mondo sono principalmente suddivisi in metodo monostadio, bistadio e tristadio, nonché in nuovi metodi di produzione integrata. Il metodo monostadio di fusione prevede: ferro liquido + AOD (fornace di affinamento ad argon-ossigeno); il metodo bistadio è: EAF (fornace ad arco elettrico) + AOD (fornace di affinamento ad argon-ossigeno). Il metodo tristadio è: EAF (fornace ad arco elettrico) + AOD (fornace di affinamento ad argon-ossigeno) + VOD (fornace di affinamento sotto vuoto). Oltre a diversi processi produttivi tradizionali, attualmente molti produttori adottano anche il processo produttivo integrato, ossia il processo che consente di passare direttamente dal ferro liquido all’acciaio inossidabile. Tale processo produttivo è il seguente: RKEF (fornace rotante-forno elettrico) + AOD (fornace di affinamento ad argon-ossigeno).

2. Processo di laminazione a caldo dell’acciaio inossidabile

Il processo di laminazione a caldo dell'acciaio inossidabile utilizza billette (principalmente billette ottenute per colata continua) come materie prime; dopo il riscaldamento, queste vengono trasformate in nastri d'acciaio mediante unità di laminazione grossolana e unità di finitura. Il nastro d'acciaio caldo proveniente dall'ultimo laminatoio dell'impianto di finitura viene raffreddato alla temperatura impostata tramite flusso laminare e quindi avvolto in un rotolo d'acciaio mediante l'avvolgitore. Il rotolo d'acciaio raffreddato presenta sulla superficie una scala di ossido ed è di colore nero, comunemente denominato "rotolo nero in acciaio inossidabile". Dopo ricottura e decapaggio, la superficie ossidata viene rimossa, ottenendo così il "rotolo bianco in acciaio inossidabile". La maggior parte dei prodotti laminati a caldo presenti sul mercato dell'acciaio inossidabile è costituita da rotoli bianchi in acciaio inossidabile. Il processo specifico di produzione della laminazione a caldo dell'acciaio inossidabile è il seguente:

3. Processo di laminazione a freddo dell'acciaio inossidabile

Dopo la laminazione a caldo dell'acciaio inossidabile, alcuni prodotti in acciaio inossidabile laminati a caldo vengono utilizzati direttamente dal settore a valle, mentre altri prodotti laminati a caldo devono essere ulteriormente lavorati mediante laminazione a freddo prima dell'uso.

La laminazione a freddo dell'acciaio inossidabile utilizza prevalentemente prodotti in acciaio inossidabile laminati a caldo con uno spessore compreso tra 3,0 e 5,5 mm. Dopo il processo di laminazione effettuato con appositi impianti per la laminazione a freddo, si ottengono i prodotti in acciaio inossidabile laminati a freddo. Attualmente esistono due principali processi produttivi per la laminazione a freddo dell'acciaio inossidabile: la laminazione a freddo su un unico stand e la laminazione a freddo su più stand. Il processo produttivo specifico è il seguente:

Dopo la laminazione a freddo dell'acciaio inossidabile, è necessario sottoporlo a trattamenti di ricottura e decapaggio. La ricottura dell'acciaio inossidabile dopo la laminazione a freddo ha lo scopo di eliminare l'indurimento per deformazione mediante il processo di ricristallizzazione, al fine di ottenere un ammorbidimento; lo scopo del decapaggio è rimuovere lo strato di ossido formato sulla superficie della fascia di acciaio durante il processo di ricottura e passivare la superficie dell'acciaio inossidabile per migliorare la resistenza alla corrosione della lamiera.

Processo produttivo dell'acciaio laminato a caldo

1. Riscaldamento del billet: Il billetto freddo viene riscaldato a una temperatura di laminazione adeguata mediante un forno di riscaldamento. La temperatura di riscaldamento dipende da fattori quali la composizione, la forma e i requisiti di laminazione dell'acciaio. Laminazione grossolana: il billetto riscaldato viene introdotto nell’unità di laminazione grossolana e laminato attraverso più serie di rulli ad alta temperatura. Lo scopo della laminazione grossolana è regolare preliminarmente la forma e le dimensioni della sezione trasversale del billetto, avvicinandole ai requisiti target. Laminazione intermedia: il billetto dopo la laminazione grossolana viene introdotto nell’unità di laminazione intermedia per ulteriori passaggi di laminazione, al fine di perfezionare ulteriormente la forma della sezione trasversale.

2. Il processo di ricottura a caldo della laminazione: si riferisce al ricottura del materiale metallico dopo la laminazione a caldo, per eliminare le tensioni interne e migliorarne la duttilità e la tenacità. Il processo base è il seguente: Laminazione a caldo: il materiale metallico viene lavorato ad alta temperatura per deformarlo fino alle dimensioni e alla forma prestabilite. Decapaggio: le impurità presenti sulla superficie del metallo dopo la laminazione a caldo, come la ruggine, vengono rimosse mediante decapaggio.

3. Laminazione finale: Lo scopo della laminazione finale è regolare lo spessore e la larghezza del nastro in bobina alle dimensioni specificate e ottenere una superficie e una forma lisce a una temperatura di finitura appropriata, in modo da renderlo idoneo all’uso previsto. Le nostre più recenti attrezzature, tra cui laminatoi a conversione di lavoro, laminatoi a croce doppia e rettificatrici per cilindri in linea (ORG), migliorano la produttività dell’impianto e la qualità delle bobine finite controllando la forma del profilo a campana (crown).

4. Tavola di uscita e avvolgimento: Le strisce di acciaio, dopo il laminatoio di finitura, vengono trasferite sul tavolo di uscita, dove vengono avvolte. Durante l’avvolgimento sul tavolo, le strisce vengono irrorate con acqua per raffreddarle alla temperatura adeguata per l’avvolgimento.

Processo produttivo dell’acciaio laminato a freddo

Il flusso di processo delle lamiere di acciaio laminato a freddo comprende la ricottura del billetta, lo stoccaggio, la rimozione della ruggine, l’avvolgimento, la decapatura, la laminazione a freddo, la modifica della soluzione decapante, il taglio della striscia di acciaio, la tempra e l’imballaggio finale.

1. Le bobine di acciaio provenienti dal laminatoio di strisce a caldo vengono raffreddate e stoccate nel magazzino bobine di acciaio posto davanti all’unità di decapatura, in base al tipo e alle specifiche; successivamente, le bobine di acciaio vengono inviate al convogliatore bobine di acciaio nella sezione di alimentazione dell’unità di decapatura secondo il piano stabilito.

2. Svolgere, saldare, decapare meccanicamente e immergere nella vasca di decapaggio all’interno dell’impianto per rimuovere la calamina di ossido di ferro dalla superficie della striscia d’acciaio, quindi risciacquare. La maggior parte delle strisce d’acciaio richiede un ulteriore laminato continuo e trattamento senza interruzioni, mentre le strisce d’acciaio laminate in modo convenzionale non vengono successivamente purificate né oleate.

3. Durante il laminato continuo della lamiera a freddo, la bobina d’acciaio viene immagazzinata mediante un dispositivo a cappio (looper). Quando si adotta il laminato convenzionale, la bobina d’acciaio viene svolta dallo svolgitore nella sezione di alimentazione e la striscia d’acciaio passa sequenzialmente attraverso ciascun gruppo di cilindri per il laminato. L’avvolgitore nella sezione di scarico riavvolge nuovamente l’acciaio in bobine e le invia a diversi impianti per il trattamento, in base ai diversi prodotti.

4. Ricottura e livellatura. Per le applicazioni più comuni, quali la stampaggio profondo e il laminato a freddo per stampaggio speciale, i fogli vengono ricotti in un forno verticale per migliorare le proprietà meccaniche della striscia. Durante la livellatura del laminato a freddo, è possibile spruzzare un agente livellante per una livellatura umida oppure utilizzare una livellatura a secco. Generalmente, l’entità della livellatura è inferiore al 3%. Dopo la livellatura, le proprietà meccaniche e la qualità della striscia migliorano ulteriormente. Alcuni laminati a freddo vengono svolto e saldati in un forno di ricottura continua, immagazzinati in un dispositivo di accumulo (looper), quindi sottoposti a trattamento superficiale e pulizia, ed entrano continuamente nel forno verticale per la ricottura. Usciti dal forno di ricottura, vengono nuovamente livellati, tagliati a misura dopo la raddrizzatura e avvolti in bobine d’acciaio secondo il peso specificato, quindi trasferiti tramite nastro trasportatore al magazzino intermedio per lo stoccaggio.

Trattamento di normalizzazione dell’acciaio al silicio non orientato e orientato

L'acciaio al silicio è un materiale magneticamente morbido ed è il materiale legato più diffuso tra i materiali magnetici. In base alla direzione di disposizione dei grani nel prodotto, viene suddiviso in acciaio al silicio orientato e acciaio al silicio non orientato. L'acciaio al silicio non orientato di alta qualità ed elevata efficienza e l'acciaio al silicio orientato ad alta induzione magnetica devono essere sottoposti a normalizzazione durante il processo produttivo per ottenere la struttura granulare e le proprietà magnetiche richieste.

1. Processo produttivo di normalizzazione dell'acciaio al silicio non orientato: 1. La striscia d'acciaio viene riscaldata a 1000 ℃ dopo la sezione di preriscaldamento in atmosfera non ossidante; 2. La sezione di riscaldamento con tubi radianti, la sezione di riscaldamento/raffreddamento e la sezione di mantenimento in temperatura sono tutte utilizzate come sezioni di mantenimento per il trattamento di normalizzazione; 3. La sezione n. 2 di riscaldamento/raffreddamento è utilizzata come sezione di raffreddamento all'interno del forno per raffreddare la striscia d'acciaio fino a 850 ℃; 4. L'asciugatore ad aria, la sezione di raffreddamento a nebbia e la sezione n. 1 di spruzzatura ad acqua sono utilizzate come prima sezione di raffreddamento lento all'esterno del forno per raffreddare la striscia d'acciaio al di sotto dei 750 ℃; 5. La sezione di raffreddamento con giacca ad acqua è utilizzata come seconda sezione di raffreddamento lento all'esterno del forno per raffreddare la striscia d'acciaio al di sotto dei 600 ℃; 6. La sezione n. 2 di spruzzatura ad acqua è utilizzata come sezione di raffreddamento rapido per raffreddare la striscia d'acciaio al di sotto degli 80 ℃.

2. Processo produttivo di normalizzazione dell'acciaio al silicio orientato: 1. La striscia d'acciaio attraversa la sezione di preriscaldamento senza ossidazione e viene riscaldata a 1100 ℃; 2. Attraversa la sezione di riscaldamento a tubi radianti e viene riscaldata a 1120 ℃; 3. Attraversa la sezione di riscaldamento/raffreddamento n. 1 e viene raffreddata a 950 ℃; 4. La sezione di equalizzazione e la sezione di riscaldamento/raffreddamento n. 2 sono entrambe utilizzate come sezioni di equalizzazione per il trattamento di normalizzazione; 5. Viene raffreddata rapidamente a 550 ℃ nella sezione di raffreddamento a nebbia; 6. Infine viene raffreddata a meno di 80 ℃ nella sezione di spruzzo d'acqua n. 1.

3. Ricerca sulla riduzione delle perdite di acciaio nell'acciaio al silicio orientato. Le principali misure per ulteriormente ridurre le perdite nel ferro dell'acciaio al silicio orientato comprendono la raffinazione del dominio magnetico (particolarmente efficace nella riduzione delle perdite nel ferro dell'acciaio Hi-B e dei prodotti con spessore ≤0,23 mm), l’aumento del contenuto di silicio, la riduzione dello spessore della lamiera d’acciaio e la diminuzione delle dimensioni dei grani secondari ricristallizzati. Poiché un contenuto eccessivamente elevato di silicio nell’acciaio al silicio può facilmente compromettere la lavorabilità a freddo, il grado di riduzione delle perdite nel ferro ottenibile aumentando il contenuto di silicio è limitato. Pertanto, l’obiettivo principale nella riduzione delle perdite nel ferro è la raffinazione del dominio magnetico e la riduzione dello spessore della lamiera d’acciaio.

4. La temperatura di riscaldamento del lingotto d’acciaio deve essere compresa tra 1360 e 1380 ℃ (la temperatura di solubilizzazione di MnS nello stato di equilibrio è 1320 ℃).

Flusso del processo produttivo della lamiera d’acciaio

Comprende principalmente i seguenti passaggi:

1. Processo produttivo della coke: L'operazione di cokeria consiste nel mescolare e frantumare il carbone da coke nel forno da coke, per poi distillarlo al fine di produrre coke caldo e gas di cokeria.

2. Processo produttivo di sinterizzazione: L'operazione di sinterizzazione prevede la miscelazione e la granulazione di minerale di ferro in polvere, vari fondenti e coke fine, che vengono quindi caricati sulla macchina da sinterizzazione tramite il sistema di distribuzione. Il coke fine viene acceso dal forno di accensione e la reazione di sinterizzazione viene completata mediante l’aspirazione dell’aria attraverso la ventola di estrazione. Il minerale sinterizzato ad alta temperatura viene frantumato, raffreddato e vagliato, quindi inviato al altoforno come materia prima principale per la fusione della ghisa.

3. Processo produttivo dell’altoforno: L’operazione dell’altoforno consiste nell’introdurre minerale di ferro, coke e fondenti nella parte superiore dell’altoforno e nel soffiare aria calda ad alta temperatura attraverso le lance di soffiaggio poste alla base del forno, per generare un gas riducente che riduce il minerale di ferro, producendo ghisa liquida e scoria.

4. Processo produttivo del convertitore: L'acciaieria invia innanzitutto l'acciaio fuso alla stazione di pretrattamento per la desolforazione e la de-fosforazione. Dopo il soffiaggio nel convertitore, viene inviato alla stazione di affinamento secondario (stazione di degasazione sottovuoto RH, stazione di soffiaggio nel crogiolo mediante iniezione LadleInjection, stazione di decarburazione mediante soffiaggio ossigeno sottovuoto VOD, stazione di miscelazione STN, ecc.) per i vari trattamenti necessari in base alle caratteristiche e ai requisiti di qualità dell’acciaio ordinato, e la composizione dell’acciaio fuso viene regolata di conseguenza. Infine, viene inviato alla macchina continua per la colata di billette d’acciaio di grandi dimensioni e di billette piane, dove viene colato in semilavorati di acciaio rovente. Dopo ispezione, rettifica o rimozione mediante bruciatura dei difetti superficiali, può essere inviato direttamente al processo successivo di laminazione per ottenere prodotti finiti quali nastri d’acciaio, filo metallico, lamiere d’acciaio, bobine d’acciaio e fogli d’acciaio.

5. Processo produttivo di colata continua: L'operazione di colata continua è il processo di conversione dell'acciaio fuso in billette d'acciaio. L'acciaio fuso, già trattato a monte, viene trasportato sul piatto girevole mediante un secchio per acciaio, suddiviso in diversi filoni da un distributore di acciaio fuso e immesso in uno stampo di forma specifica. Inizia quindi a raffreddarsi e solidificarsi, formando un semilavorato con una crosta esterna solidificata e acciaio fuso all'interno. Il semilavorato viene quindi estratto in un canale di colata ad arco e continua a solidificarsi dopo il raffreddamento secondario fino a completa solidificazione. Dopo la rettifica, viene tagliato in blocchi di lunghezza conforme all'ordine. La sezione quadrata corrisponde alla billetta d'acciaio di grandi dimensioni, mentre la sezione piana corrisponde alla billetta piana. Questo semilavorato viene inviato al laminatoio per la laminazione, previo trattamento superficiale della billetta, ove necessario.

6. Processo produttivo delle piccole billette: L'embrione d'acciaio di grandi dimensioni è prodotto dalla macchina per la colata continua e viene riscaldato, decapato, riscaldato nuovamente, laminato in prima approssimazione, laminato finemente e tagliato per ottenere un embrione d'acciaio di piccole dimensioni con sezione trasversale di 118 mm × 118 mm. Il 60% di questi embrioni d'acciaio di piccole dimensioni viene quindi ispezionato e rettificato per rimuovere i difetti superficiali ed è fornito agli stabilimenti per barre e fili per la laminazione in prodotti di acciaio per barre, matasse di filo e barre d'acciaio diritte.

7. Processo produttivo dell'acciaio laminato a caldo: La laminazione a caldo indica che il materiale deve essere riscaldato durante o prima della laminazione. In genere, la laminazione avviene soltanto dopo aver riscaldato il materiale al di sopra della temperatura di ricristallizzazione. Caratteristiche dei prodotti laminati a caldo: i prodotti laminati a caldo presentano eccellenti proprietà, quali elevata resistenza meccanica, buona tenacità, facilità di lavorazione e formatura, nonché buona saldabilità; pertanto sono ampiamente utilizzati nei settori manifatturieri di navi, autoveicoli, ponti, edifici, macchinari e recipienti a pressione.

8. Processo produttivo del filo: L'operazione di produzione nello stabilimento per fili consiste nel riscaldare il piccolo billetta nel forno di riscaldamento, quindi laminarlo attraverso l'unità di laminazione grossolana, l'unità di laminazione intermedia, il laminatoio di finitura e la macchina formatrice riduttrice, quindi avvolgerlo mediante la macchina avvolgitrice e infine trasportarlo sulla cinghia trasportatrice di raffreddamento per essere inviato all'area di finitura.

9. Processo di produzione delle lamiere di acciaio: L'operazione di produzione delle lamiere di acciaio utilizza billette piane come materia prima. Le billette piane vengono riscaldate a 1200 °C nel forno di riscaldamento, quindi laminate, raffreddate, livellate e tagliate (con fiamma) per ottenere i prodotti finiti. Quanto sopra rappresenta il flusso principale del processo di produzione delle lamiere di acciaio. Va osservato che diverse tipologie di lamiere di acciaio potrebbero richiedere ulteriori lavorazioni, quali trattamenti superficiali, trattamenti termici, ecc., per soddisfare specifiche esigenze applicative.