Macchina di Colata Continua

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINE
FACOLTÀ DI INGEGNERIA
TESI DI MASTER IN INGEGNERIA METALLURGICA
La colata continua dell’acciaio in
alternativa alla colata in lingotto
Tesista: Diego Dazzan
Tutor aziendale: Federico Muniente
Tutor universitario: Fabio Miani
Scopo del lavoro
Confronto tra colata dell’acciaio in lingotto
e colata continua esaminando il caso ABS
Macchina di colata continua CCM3
Produzione acciaio ABS
Struttura tesi
Capitolo 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 lingotto
Processo: 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’acciaio
Processo
Descrizione delle componenti di una
macchina di colata continua
Difetti nei prodotti di colata continua
Macchina di colata
continua
Difetti nei prodotti di
colata continua
Difetti 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 colaggio
Premessa: 90% produzione mondiale
acciaio colato in continuo
Prodotto 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 processo
Resa: eliminazione della materozza, colate
in sequenza
Tempi e produttività
Svantaggi 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 polveriEddy-current (MPMD)
 Sistema di agitazione bagno- Installazione in lingottiera M-EMS e lungo la linea FEMS con circuito di raffreddamento dedicato.
 Banco oscillanteComando 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
ABS
Materia prima rottame
Forno EAF (corrente alternata trifasica)
produzione media 88ton/h
Forno DANARC (corrente diretta)
produzione media 128ton/h
Colata lingotti in sorgente e tre macchine
di colata continua
Produzione lingotti ABS
Produzione lingotti ABS
PRODUZIONE TOTALE LINGOTTI
PRODUZIONE LINGOTTI DANARC
PRODUZIONE LINGOTTI EAF
PRODUZIONE GLOBALE
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
9.530.500
Produzione lingotti da
sostituire con CCM3
PRODUZIONE DA SOSTITUIRE CON CCM3
DANARC
EAF
TOTALE
Prodotto TOT
Percentuale
116.340.650
57,83
Prodotto TOT
Percentuale
55.312.970
55,40
PRODOTTO TOT
Percentuale
171.653.620
57,03
Qualità blumi CCM3
Conclusioni
Confronto colaggio in lingotti e colata
continua: impianti e qualità del colato
Dati sperimentali da ABS
Svillupi futuri