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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
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Scopo del lavoro
Confronto tra colata dell’acciaio in lingotto e colata continua esaminando il caso ABS
Macchina di colata continua CCM3Produzione acciaio ABS
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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
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Colata in lingotto
Processo: dall’acciaio liquido al semiprodotto d’acciaieria
Tecniche di colata: colata diretta e in sorgente
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Colata in lingotto (2)
Difetti dei lingotti: cricche, riprese di colata, paglie, inclusioni, soffiature
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Colata continua dell’acciaio
ProcessoDescrizione delle componenti di una
macchina di colata continuaDifetti nei prodotti di colata continua
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Macchina di colata continua
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Difetti nei prodotti di colata continua
Difetti di forma: romboidità, convessità, concavità
Difetti interni: segregazioni, inclusioni, cricche indotte da gradiente termico, cricche d’estrazione
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Difetti nei prodotti di colata continua (2)
Difetti esterni: profonde impronte d’oscillazione, impronte di guida, soffiature, cricche (longitudinali, trasversali, reticolari)
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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.
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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 produttivitàSvantaggi colata continua: alto costo
impianti
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Confronto tra i due metodi di colaggio (3)
Produzione lingotti ancora conveniente per piccole produzioni e per sezioni non colabili in continuo
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CCM3
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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
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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
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CCM3: acciai colati
Tipologia GruppoMetodo 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
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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
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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”
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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 totale6447 h
Produzione blumi anno 316050 ton
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Produzione acciaio presso ABS
Materia 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
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Produzione lingotti ABS
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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
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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
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Qualità blumi CCM3
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Conclusioni
Confronto colaggio in lingotti e colata continua: impianti e qualità del colato
Dati sperimentali da ABSSvillupi futuri