in questo video prenderemo in considerazione il processo siderurgico integrale vedremo quali sono le materie prime e le loro lavorazioni vedremo in che modo è strutturato un altoforno e come funziona l'altoforno uno stabilimento siderurgico viene definito a ciclo integrale quando il suo processo di fabbricazione parte dalle materie prime cioè dai minerali di ferro il carbone fossile e calcare e si arriva al prodotto finito cioè laminati piani ad esempio lamiere la merini la banda stagnata easing ati o alle barre quindi tondi quadri eccetera ai profilati esempio light radi le rotaie quindi le principali fasi di un ciclo siderurgico integrale sono sicuramente la preparazione delle materie prime la fabbricazione della ghisa quindi la produzione della ghisa nell'altoforno e poi la sua successiva trasformazione in acciaio e infine le laminazioni finali e chiaro che è un ciclo integrale comporta notevoli vantaggi economici proprio per la sua continuità delle lavorazioni e per lo sfruttamento degli impianti inoltre consente un accurato controllo della qualità e forti risparmi di energia di tempo e di trasporto quindi il ciclo integrale è un ciclo continuo in particolare l'altoforno funziona in continuazione giorno e notte per anni il periodo di solito dell'esercizio di di un impianto non viene mai fermato e può durare fino a 7 8 9 anni e al termine di ciascuna campagna quindi per campagna si intende il periodo dell'esercizio dell'altoforno vede al termine di ciascuna campagna viene rifatto il riveste di rivestimento refrattario dell'altoforno la prima cosa da fare in un processo siderurgico integrale abbiamo detto che la preparazione delle materie prime ricordiamo che le materie prime sono costituite dai minerali di ferro dal carbon fossile e dal calcare che viene utilizzato come fondente la materia prima delle carbon fossile è costituita principalmente da da tronchi di alberi questi tronchi di alberi contengono grandi quantità di cellulosa lignite e quantità più o meno grandi di share e resine di di origine vegetale e grassi derivanti da da residui sia animali che vegetali tutte queste materie una volta organi che col passare del tempo hanno subito una serie di trasformazioni queste trasformazioni vengono dette car bonificazione o car bonificazione i tipi di carbon fossile che vengono impiegati in siderurgia sono la lignite la litantrace e land recite per essere utilizzato nell'altoforno come combustibile il carbon fossile però deve essere trasformato in koch metallurgico per quanto riguarda invece il food and e abbiamo detto che si utilizza il calcare quello utilizzato nel nell'altoforno è una roccia sedimentaria caratterizzata dalla presenza di carbonato di calcio sotto forma di di calcite altri componenti della roccia possono essere carbonati ad esempio la dolomite il quarzo d'argilla e la composizione minerale dei calcari adoperati come fondenti in questo processo variano a seconda del tipo di roccia ad esempio nel calcare comune la calcite varia dal 90 al 100 al cento per cento in quello dolomitico dal 65 all 80 per cento in quello argilloso dal 35 al 90 per cento durante la fase di riscaldamento quindi per riscaldamento ai 900 gradi il calcare si si scinde quindi inizia a separarsi inizia a dividersi in anidride carbonica che ossido di calcio vediamo in che modo vengono preparati o preparate le materie prime le materie prime vengono scaricate dalle navi con gru e vengono trasportati su sui nastri nei parchi deposito dai parchi deposito vengono inviati agli impianti di preparazione dove subiscono opportuni trattamenti prima di essere utilizzati in altoforno ad esempio il minerale di ferro prima di andare in altoforno deve subire una preparazione viene prima di tutto frantumato e vagliato si ottengono così minerali in pezzatura adatti per la carica nell'altoforno e minerali in pezzatura inferiore cosiddetti fini tutte e due minerali vengono poi inviati in due listed i parchi di omogenizzazione che cosa si intende per omogenizzazione si intende o consiste nel creare con speciali macchine gran grandi cumuli formati da strati alternati di minerale diversi in modo da ottenere una miscela omogenea nelle sue caratteristiche poi da questi parchi quindi dai parchi di omogenizzazione li minerale con pezzature adatta alla carica viene direttamente inviato ai siti da d'altoforno mentre quello con pezzatura inferiore confluisce all'impianto di agglomerazione insieme ai recuperi più piccoli di alcune lavorazioni di stabili stabilimento ad esempio scaglie di laminazione polvere di acciaieria e così via che altrimenti non potrebbero essere utilizzati per la preparazione dei fondenti invece i fondenti devono essere caricati cioè prima di essere caricati nell'altoforno devono essere sottoposti a varie operazioni di preparazione quali la frantumazione e la vagliatura come vedete sia per per i minerali di ferro che per i fondelli avviene sempre la frantumazione e la vagliatura il carbon fossile deve essere anch'esso vagliato quindi viene macinato miscelato e successivo processo di distillazione lo trasformerà in koch metallurgico qui la figura mostra in maniera molto semplice ma anche molto in modo efficace quali sono tutti i procedimenti o i principali procedimenti che le materie prime che vanno dal calcare ai minerali di ferro al carbon fossile in tutti i procedimenti che devono subire i trattamenti che devono subire le materie prime affinché possono essere caricate nel dell'altoforno abbiamo fino adesso parlato dell'altro forno ma che cos'è l'altoforno l'altoforno è una gigantesca costruzione di acciaio internamente rivestita di refrattario e costituisce la parte principale il fulcro del ciclo integrale siderurgico all'interno dell'altoforno in una successione di fasi il minerale di ferro con l'intervento del coc dei fondenti si trasforma in ghisa il periodo dell'esercizio cioè la campagna durante la quale l'impianto non viene mai spento giorno e notte può durare fino a un massimo di 7 anni o poco più al termine di ciascuna campagna il l'altoforno viene rifatto quindi viene rifatto il rivestimento di refrattario inoltre nell'altoforno può raggiungere un'altezza superiore agli 80 metri e avere un diametro di crogiolo di 10 metri ed oltre le sue pareti vengono raffreddate e per poterlo fare viene utilizzato un complesso sistema di circolazione di acqua alla bocca dell'altoforno quindi nella parte più alta dell'altoforno vengono trasportati con nastri o con speciali elevatori detti schips i minerali di ferro ma anche i fondelli dico i fondelli il coc e gli agglomerati quindi ogni giorno circa 5.000 tonnellate di minerale e oltre 1.800 tonnellate di koch vengono inghiottite dell'altoforno l'altoforno durante la sua marcia genera due correnti un ascendente quindi tende a salire un ascendente di gas e l'altra discendente di carica solida entrambe le correnti sono simultanee opposte e tra queste correnti si svolgono intensi scambi di calore anche complesse reazioni chimiche la corrente che va dal basso verso l'alto abbiamo detto che è costituita dai gas che si sono formati nella zona di combustione che avviene per reazione del combustibile koch con l'aria che viene insufflata nell'interno dell'altoforno la miscela gassosa dopo aver percorso in altezza all'altoforno viene raccolta nella parte superiore da dogmi da un camino e utilizzata una volta che viene depurata da ad altri servizi né da servizi ausiliari ausiliari necessari al funzionamento dell'impianto siderurgico invece la carica solida nella sua discesa percorre diverse zone del dell'altoforno a temperatura crescente quindi man mano che questa carica solida scende le temperature crescono fino a trasformare quella parte solida fino a fargli raggiungere lo stato liquido le ceneri invece del coc di impurità delle minerali di ferro e il fondente si uniscono quindi formano un unico elemento e per così dire formano diciamo la storia o la lotta di altoforno la separazione tra la ghisa liquida e queste scorie che sono venute a crearsi avviene per per differenze di peso specifico sì infatti sicuramente le scorie e la lotta avrà un peso specifico minore rispetto alla ghisa e questa differenza di peso specifico ne determina il danneggiamento delle scorie sui liquidi di diffusione quindi sarà facile estrarre attraverso un foro questa loppa d'altoforno e questo foro è collocato sopra il foro della della vita liquida quindi la loppa viene recuperata viene e viene riutilizzato o viene utilizzata per fabbricare il cosiddetto cemento dell'altoforno dopo lo spillaggio della lotta la chiesa e liquida viene spillata attraverso un altro foro il foro di colata e viene versata in una grande in un grande recipiente che per la sua forma di im peroso forma per le sue dimensioni e chiamato sottomarino o siluro di solito la la colata della chiesa viene eseguita ogni dove due ore ed ore e mezza circa e ogni giorno di solito un altoforno dall'alto forno vengono estratte e ben 3.500 tonnellate di ghisa liquida osservando questa figura cerchiamo di descrivere la struttura di un'auto phone l'altoforno è una costruzione metallica verticale quindi a un'armatura metallica che scarica il proprio peso su su un basamento in o delle fondazioni cemento armato è rivestita all'interno di mattoni refrattari ed è formata da alcune parti principali qui in figura infatti vengono descritti principali componenti di un altro forma sicuramente abbiamo come parte principale abbiamo la bocca di carica il tino il ventre la sacca e il crogiolo e infine il toro e il complesso portamento la bocca di carica e l'apertura praticata nella parte superiore del forno dalla quale vengono versate le cariche nella bocca di carica confluiscono quattro grosse tubazioni che raccolgono i gas scendi dell'altoforno e li convogliano ai depuratori di polvere il sollevamento dei materiali fino alla bocca del forno viene realizzato mediante i nastri trasportatori o mediante carrelli detti schips la chiusura della bocca viene assicurata da un sistema di due campane metalliche che aprendosi in maniera alternata permettono l'alimentazione dell'impianto e impediscono ai gas di fuoriuscire il team è invece è la parte più lunga del forno è una sezione tronco conica in questa zona i materiali refrattari oltre a subire l'azione di usura delle nelle pareti per abrasioni e dovuto alla carica sono soggetti alle sollecitazioni chimiche per questo è rivestita internamente dalla serie d di piastre di usura che preservano la la muratura quindi il i mattoni refrattari dal logorio è proprio la forma conica ne facilita la discesa dei materiali di carica verso il basso riducendo al minimo i loro attrito sulle pareti il raffreddamento del refrattario nella parte superiore del tino avviene naturalmente invece nella parte inferiore del destino viene realizzato per mezzo di un sistema di refrigerazione di acqua il ventre quindi nella parte sottostante il tino troviamo il ventre e vendere quella parte mediana del forum che ha la forma cilindrica e rappresenta la zona che ha il maggior diametro del del forno stesso i refrattari che vengono utilizzati in questa zona sono di tipo carbonioso perché sono più a di più adatti per le sue sollecitazioni meccaniche e chimiche cui sono sottoposti sotto il questa zona qui sotto il ventre troviamo la sacca quindi la sacca e a e la parte che si trova leggermente in immediatamente superiore al crogiolo e alla forma eppure è una forma tronco conica nella zona della della saga avviene la vera e propria fusione ed è quindi quella più sollecitata dal forno proprio per le elevate temperature che vengono raggiunte in questa zona questa particolare forma ad imbuto della della sacca permette al grosso della carica diffondere e scendere nel crogiolo i refrattari di questa zona sono carboniosi perché resistono meglio all'attacco delle scorie e consentono un raffreddamento efficacia il crogiolo invece la parte più bassa del forum come vedete alla forma a una forma cilindrica e alla funzione quella di raccogliere i materiali fusi man mano che vengono formati generalmente è rivestito con mattoni refrattari di carbonio e nella parte superiore del crogiolo si trova la bocca di colata della lotta qui se vedete indicata dalla lettera è più in basso la bocca di colata della della ghisa liquida indicata qui dalla lettera b dicevamo che un'altra parte fondamentale del dl dell'altoforno e il toro e il complesso portamento per affinché avvenga il processo di combustione all'interno del dell'altoforno è necessario immettere all'interno dell'altoforno dell'aria calda o del vento caldo l'aria proviene da un impianto che predi scalda l'aria e lo immette all'interno dell'altoforno quindi di missione dell'area viene ottenuta grazie ad appositi uccelli d'alimentazione dette to be er e che vengono sempre situate alla sommità del crogiolo quindi nella parte superiore del crogiolo le dubbie re sono disposte radialmente ad uguale distanza l'una dall'altra lungo tutto il perimetro del dl crogiolo la rai viene distribuita alle torbiere ricordiamo che le turbine sono indicate qui dalle lettere c quindi la lettera ci indica la tubi era quindi l'area viene distribuita alle to viene da un toro indicato qui dalla lettera di che non è altro che un duo di grosso diametro che circonda completamente in forma il toro è collegato ad una tubi era attraverso una marika una manica avendo come vedete indicato dalla lettera aperta che ha un collo d'oca è un portamento dei tuberi e le casse vento sono elementi a doppia parete a 20 all'interno un intercapedine nella quale si fa circolare acqua a pressione per il raffreddamento sia nei tubi e re che le casse vendo essendo esposti particolarmente al calore sono realizzate in rame puro con l'ausilio con l'aiuto di quest altra figura cerchiamo di capire comprendere il funzionamento dell'altoforno chiaramente il complesso funzionamento dell'altoforno e le sue numerose reazioni chimiche che avvengono all'interno può essere schematizzato considerando in maniera separata le correnti ascendenti degas e la discesa della della carica soli da ogni zona dell'altoforno o le diverse zone dell'altoforno sono caratterizzate da temperature diverse decrescenti dal basso verso l'alto per poter assicurare il corretto funzionamento del procedimento del processo queste temperature dedicate ad ogni zona devono essere controllate e mantenute e sotto controllo continuamente iniziamo con l'esaminare la corrente ascendente dei gas vediamo cosa succede quindi l'aria compressa che viene preriscaldata e che esce dagli uccelli ad una velocità di circa 200 metri al secondo e ha una temperatura che si aggira tra i 600 e gli 800 50 gradi centigradi esce dagli uccelli ricordiamo che gli ugelli si trovano nella zona delle crogiolo quindi in basso nel in basso nel dell'altoforno l'ossigeno che contiene in quest'area questa era riscaldata a contatto con con il coc brucia e e avviene una reazione chimica quindi in questa zona la abbiamo una temperatura molto elevata che si aggira 3 1800 gradi e 2000 grati questa reazione chimica produce anidride carbonica da quale diffondendosi verso l'alto viene a trovarsi immediatamente a contatto con altro gol e con esso reagisce trasfor trasformandosi in ossido di carbonio ma questa reazione e procede con assorbimento di calore quindi la temperatura diminuisce e impedisce soprattutto alla temperatura di superare duemila gradi centigradi man mano che questa corrente sale nell'altoforno diminuisce la temperatura quindi la reazione cessa e sia ancora formazione di anidride carbonica quindi avremo una miscela gassosa che sarà costituita da anidride carbonica ossido di carbonio e azoto che esce dall'altro forno e e uscirà dall alto forno ad una temperatura di circa 200 gradi centigradi quindi avremo un abbattimento di temperatura che andrà poi ai recuperatori nella parte più alta dell'alto forma vediamo cosa succede invece durante la discesa delle cariche possiamo immaginare la discesa delle cariche del dei minerali immaginando dinkel a queste cariche attraversino 56 zone differenti qui identificate e nella figura quindi avremo una zona di essicazione una zona di riduzione in diretta una terza zona di riduzione diretta la quarta zona di carburazione fusione una quinta zona di combustione e poi la stessa zona di separazione della ghisa e della lupa iniziamo a vedere cosa avviene nella prima zona c'è nella parte più alta del dell'altoforno quindi la zona di essiccazione e pre riscaldamento quindi i materiali solidi che vengono inseriti all'interno della bocca dell'altoforno percorrendo questa zona si riscaldano in maniera progressiva fino a raggiungere una temperatura di circa 400 gradi centigradi con questo riscaldamento viene eliminato tutta l'umidità contenuta nei mini dei minerali e quindi i minerali vengono essiccati avviene l'essiccamento successivamente abbiamo i minerali continuano a scendere fino ad attraversare la seconda zona la zona di ridurre in diretta percorrendo questa zona i materiali si riscaldano fino a raggiungere una temperatura di circa 700 gradi in questa zona avviene una reazione chimica gli ossidi di ferro vengono ridotti dall'ossido di carbonio e che si trasforma in co2 questa riduzione operata non direttamente dal carbonio ma indirettamente per mezzo del cio si chiama riduzione in diretta terza zona riduzione diretta i materiali continuano la loro discesa percorrendo questa zona giungono gradualmente a raggiungono una una temperatura di circa 1.350 gradi in questa zona avviene la riduzione diretta del minerale di ferro per opera del carbon coke infatti in questa zona dell'altoforno avvengono delle reazioni che non interessano il minerale di ferro e precisamente reazioni che riguardano la formazione della storia ad opera del calcare per le azioni dei materiali costituente la ganga viene chiamata ganga l'insieme di tutte le impurezze che sono contenuti né me né nei minerali di ferro quindi la reazione dei materiali costituenti la ganga e il fondente cioè il calcare avviene la scomposizione del calcio con formazione di ossido di carbonio quindi per reazione si forma avviene la scomposizione del calcio con formazione di ossido di carbonio attraversando la quarta zona abbiamo la fase di carburazione fusione in questa zona la carica si trova ad una temperatura che va da 1350 gradi ai 1.550 il minerale di ferro entra già in parte nello stato di ferro spugnoso per opera delle riduzioni che ha subito nelle zone superiori il ferro spugnoso ha subito già in parte l'azione di carburazione da parte del carbone ed ora la sua parrucca harbour azione procede continua le temperature esistenti in questa zona sono sufficienti per per la fusione del sonno carburato e sia qui così la formazione dei ghisa fusa in questa zona dell'altoforno tutti mette i materiali della carica iniziale ad ac ad eccezione del coc passano allo stato fuso passano quindi in soluzione il fosforo e lo zolfo il manganese il silicio e comincia a formarsi la lotta nella guida zona abbia avviene la combustione questa è la zona in cui l'area viene immessa nell'altoforno c'è la zona di combustione del coc con l'area che era già stata preriscaldata e si raggiunge la temperatura massima di 2.000 gradi in questa zona sia la la perdita del sia la desolforazione della ghisa ad opera del manganese e si completa quindi la formazione della della lotta e infine nella stessa zona abbiamo la separazione della ghisa e della lotta quindi parliamo chiaramente del crogiolo in questa zona non avvengono reazioni particolari e la temperatura nel crogiolo è di circa 1.600 gradi centigradi