La produzione di acciaio al forno elettrico con materiali preridotti

di Maggiolino

Abstract

Nello scenario globale siderurgico in cui è possibile oggi osservare alcune caratteristiche ben definite quali la crescente domanda e conseguente crescente produzione di prodotti siderurgici, il continuo sviluppo della produzione di acciaio al forno elettrico, la specializzazione e la produzione di prodotti di sempre maggiore qualità, in alcune nazioni, ed in particolare in quelle in cui sono disponibili i minerali di ferro e gas naturale, si è andata affermando negli ultimi decenni la tecnologia di produzione  dell’acciaio a partire da materiali preridotti (DRI, HBI) fino a raggiungere ad oggi le 50 Mton di capacità di produzione annua di preridotti.

In uno scenario in cui la produzione di acciaio privilegia sempre più il ciclo elettrico ed il rottame è sempre più difficilmente reperibile, è sempre più urgente la necessità di caricare i forni elettrici con materiali alternativi al rottame. Inoltre la richiesta di gradi di acciaio di maggiore qualità necessita cariche più “pulite” che solo i materiali preridotti o la ghisa possono garantire. La scelta dei materiali da utilizzare in alternativa al rottame, quindi la scelta tra ghisa o DRI/HBI, dipende da fattori quali la situazione locale (ad esempio in Brasile costa meno la ghisa, in Venezuela o Iran il DRI), il processo, aspetti di produttività, o situazioni particolari (ad esempio in alcune acciaierie con EAF è disponibile ghisa liquida).

In questo lavoro, dopo una opportuna premessa storica, una definizione dei materiali preridotti e una descrizione del processo di riduzione diretta, sono stati appunto individuati quei fattori che portano la produzione di acciaio con materiali preridotti ad un vantaggio competitivo in termini sia economici, che di qualità dei prodotti, mettendo in evidenza le peculiarità che il processo richiede per questo specifico materiale di carica del forno elettrico. Sono state anche illustrate le problematiche relative al trasporto di DRI/HBI.

Lo studio conclude quindi che:

• Si prevede una continua espansione della produzione e dell’utilizzo di DRI/HBI, passata da 30 Mton nel 1995 a 40 Mton quest’anno e prevista arrivare fino a 75 Mton nel 2010.
• Detta espansione sarà concentrata in regioni con bassi costi energetici, quali Medio Oriente, Asia ed America Latina.
• Continuerà lo sviluppo di commercio di DRI ed in particolare di HBI.

Dal punto di vista specifico del processo nel forno elettrico, l’utilizzo di materiali preridotti porta ai seguenti benefici:

• Condizioni di fusione omogenee e ripetitive.
• Riduzione di rotture elettrodi per maggiore bagno piano.
• Scoria di composizione costante.
• Fosforo e zolfo non presentano variazioni importanti.
• Ottimo controllo dell’ossigeno finale nel bagno.
• Bassi valori di metalli residuali (pulizia dell’acciaio).
• Bassi valori di azoto.
• Semplificazione dell’affinazione secondaria.