Aria compressa nel settore del metallo

Il settore del metallo comprende sia la sua produzione che la sua lavorazione. Questo vuol dire che anche la produzione di acciaio e metalli non ferrosi, ovvero fonderie e lavorazione dei metalli, rientrano nel settore.

Il settore, a sua volta, è tra quelli con maggiore consumo energetico. L’aria compressa viene usata come mezzo flessibile in molti processo produttivi dei funzionamenti che prevedono il trattamento e la produzione di metalli. Nell’ambito della riduzione dell’intensità energetica e il corrispondente aumento dell’efficienza energetica, l’aria compressa è spesso una dimensione sottostimata.

Oltre all’importanza dell’aria compressa per l’efficienza energetica, la giusta qualità dell'aria è un fattore decisivo per evitare problemi nella produzione e lacune nel prodotto finale. Le imprese di produzione e lavorazione dei metalli possono ridurre i loro costi mediante un trattamento idoneo dell’aria compressa, migliorando l’efficienza energetica nonché evitando scarti e fermi di produzione.

Applicazioni nel settore del metallo

Produzione di acciaio

Nell’ambito della produzione di acciaio negli altiforni, le fasi sono due: nella prima, la resina di diventa ferro grezzo mediante riduzione, nella seconda, c’è l’ulteriore trattamento nel convertitore, che dà origine all’acciaio grezzo. Nella prima fase si utilizza l’aria compressa: l’altoforno viene alimentato dall’alto, in modo che strati di coke si alternino a strati di resina di ferro. Nella parte inferiore viene insufflato il cosiddetto “vento caldo” tramite appositi generatori. Per “vento caldo” si intende aria compressa riscaldata, arricchita con ossigeno e idrogeno. Tale vento è necessario per l’efficace fusione del ferro.

Inoltre, l’aria compressa si utilizza nell’ambito del raffreddamento ad aria. Tale raffreddamento influisce sulle proprietà dell’acciaio, quindi si originano particolari requisiti sul raffreddamento del ghiaccio e del mezzo utilizzato. Un esempio è il raffreddamento velocizzato, che avviene con aria in movimento (caduta d’aria).

Sabbiatura

Durante il processo di produzione di metallo e parti metalliche, la superficie deve essere privata completamente da residui e particelle, poiché questi altrimenti possono influenzare negativamente l’ulteriore processo di lavorazione come ad es. il trattamento superficiale. Una delle procedure è la sabbiatura, chiamata anche “getto con aria compressa”. Tale tecnica viene utilizzata per privare il materiale da residui di verniciatura, impurità e ruggine, per deformare il semilavorato e per modificare la qualità della superficie.

L’aria compressa serve ad accelerare il mezzo del getto mentre attraversa l’ugello. Infatti, per il trattamento, il mezzo di getto deve essere urtare la superficie con un’elevata velocità.

Tecnica superficiale

Il rivestimento a polveri, detto anche verniciatura a polveri, è una procedura di rivestimento idonea a oggetti metallici e non. Esistono due procedure: il rivestimento a polveri elettrostatico (EPS) e la procedura di sinterizzazione a vortice.

L’aria compressa viene utilizzata per il soffiaggio del semilavorato, per alimentare la polvere e per la fluidizzazione. Inoltre, l’aria compressa nella cabina di rivestimento può essere usata come aria di dosaggio e di spruzzatura. La qualità dell'aria compressa influisce sul prodotto finale, ad es. aria compressa oleosa può causare problemi come punti aperti (crateri) nello strato di vernice o bolle, ovvero crateri nel serbatoio fluidi.

Un’ulteriore procedura che riveste una certa importanza per quanto riguarda l’aria compressa è un’operazione elettrolitica detta “processo a corrente continua e acido solforico”, utilizzata spesso durante la produzione di alluminio. Per l’ossidazione elettrolitica è necessario un movimento elettrolitico e, a tal proposito, viene insufflata aria compressa pulita e non lubrificata.

Inoltre, esiste la procedura termica per la finitura superficiale. In relazione all'aria compressa, vanno menzionati gli spruzzi di fiamma nonché di archi luminosi. Nell’ambito di questa applicazione, l’aria compressa funge da gas di nebulizzazione, poiché spruzza il mezzo sulla superficie.

Tagliare e saldare

Nell’ambito del taglio e della saldatura del metallo, si lavora spesso con la procedura a laser. Sia nell’ambito della saldatura laser che di taglio laser, viene utilizzata aria compressa. Aria compressa non lubrificata, asciutta e pulita è necessaria nell’ambito di queste applicazioni, affinché non si verifichi alcun problema nel processo e nell’ambito del prodotto finale.

Durante la saldatura laser, l’aria compressa, con una pressione di max. 8 bar, viene utilizzata per deviare particelle di materiale nonché vapori di materiale dall’ottica di saldatura e per evitare danni. Tale procedura si effettua con l’aiuto della cosiddetta unità Crossjet.

Durante la procedura di taglio laser, l’aria compressa, in base all’operazione, viene usata per lavare il canale di specchiatura e per soffiare via la massa fusa. Inoltre, può essere utilizzata come gas di taglio nel corrispondente processo. L’aria compressa pulita raffredda la superficie del materiale e migliora la qualità di taglio. Inoltre, l’aria compressa garantisce che vengano rimossi materia di evaporazione e altri materiali.

Utensili pneumatici

Anche nel settore dei metalli gli utensili vengono fatti funzionare e gestiti con aria compressa. Un’adeguata qualità dell'aria compressa è necessaria, poiché troppo vapore acqueo nelle macchine e negli impianti, nonché la corrosione nelle tubazioni, sono spesso causa dell’arresto della produzione.

Un esempio di utensile ad aria compressa è il martello pneumatico (si veda Produzione di acciaio), utilizzato per la frantumazione di nuclei e per distaccare sostanze da forni e padelle. Inoltre, vengono usati costipatori e molatrici ad aria compressa.

3D – Pressione da polvere metallica

La procedura dell’impressione 3D su metalli ha alcuni vantaggi rispetto alla procedura attuale: tale realizzazione aggiuntiva consente la produzione di pezzi complicati, si risparmia materiale, si abbreviano i tempi di produzione e si riducono le fonti di errore. Nell’ambito della fusione laser selettiva (SLM), i componenti vengono realizzati a strati. Tale procedura si tiene di norma in un’atmosfera controllata a gas inerte. Tale gas inerte è di solito l’azoto, generato parzialmente da un generatore apposito con aria compressa. L’aria compressa deve presentare una determinata qualità affinché componenti e processi non vengano pregiudicati mediante contaminazioni e si originino costi dovuti a guasti, pulizia e sostituzione.

Applicazioni / Referenze

ThyssenKrupp Steel Europe, Duisburg (Germany)

L'impianto d'aria compressa nella sede di Duisburg di ThyssenKrupp Steel Europe AG è lungo oltre dieci chilometri. Altrettanto elevato è il volume di aria compressa usata sul posto. I turbocompressori richiedono speciali scaricatori di condensa.

Per saperne di più…
Aria compressa come mezzo di trasporto e di esercizio

Presso GF Automotive la sabbia viene trasportata tramite aria di trasporto. L'umidità causerebbe grumi nelle tubazioni. Anche le valvole di comando sono azionate con aria compressa come aria di pilotaggio. 

Per saperne di più…
Standard di alta qualità nella produzione delle frizioni

Flender di Mussum, azienda produttrice di frizioni, necessita di un'aria compressa assolutamente non lubrificata e secca. L'aria deve soddisfare tutti i requisiti dell'applicazione, dall'aria di processo all'aria barriera, in particolare nella produzione di accoppiamenti complessi.

Per saperne di più…
Raffreddamento di macchine da taglio a laser

Horstmann di Verl si affida all'aria compressa non lubrificata e trattata con BEKOKAT per il raffreddamento delle macchine da taglio a laser.

Per saperne di più…

Altri settori