Chi lavora con l’acciaio sa che questa è una lega metallica a base di ferro, prodotta principalmente con due cicli di fabbricazione: ciclo integrale con altoforno o ciclo a forno elettrico.
Nel primo caso si parte da una materia prima minerale, come il carbon fossile o il minerale di ferro, mentre il secondo ciclo si basa sulla fusione del rottame ferroso, sfruttando le caratteristiche di completa riciclabilità che appartengono all’acciaio. Ad oggi, il processo di produzione di acciaio attraverso l’altoforno è ancora quello maggiormente utilizzato.
Circa il 70% dell’acciaio prodotto attualmente nel mondo si ottiene secondo questo processo, generando 2.000 grammi di CO2 per ogni kg di acciaio prodotto. Per raggiungere l’obiettivo di decarbonizzazione entro il 2050 è necessario considerare processi produttivi differenti, che vadano a ridurre drasticamente le emissioni di anidride carbonica.
Qual è il sistema di produzione dell'acciaio più vantaggioso da un punto di vista ecologico? In questo articolo approfondiamo i cicli produttivi con altoforno e con forno elettrico e gli ultimi sviluppi in tema di produzione di acciaio e riduzione dei consumi.
Nello specifico parliamo di:
Industria siderurgica in Italia: dati, prospettive, possibilità. Clicca sul bottone qui sotto per approfondire gli aspetti principali del settore.
Nell’industria siderurgica, l’altoforno è una tipologia di forno a tino, a funzionamento continuo, per la produzione di ghisa a partire dal minerale ferroso. Il suo nome deriva dalla sua struttura: una costruzione in acciaio e muratura alquanto imponente, che si sviluppa in verticale e raggiunge un’altezza di svariati metri. Il processo di produzione di acciaio via altoforno è uno dei metodi tradizionali più diffusi al mondo. Si parte da una miscela di minerale di ferro, carbone e calce che vengono caricati nell’altoforno, in cui l’aria viene insufflata per permettere la combustione del carbone affinché si generi un flusso di monossido di carbonio che risale la colonna e separa l’ossigeno dal ferro, trasformandosi a sua volta in anidride carbonica (CO2). Il metallo liquido, una volta che fuoriesce dal fondo del forno, verrà successivamente affinato in un convertitore o forno di affinazione. Ciò che viene prodotto sarà in seguito addizionato di leganti per poi essere colato e trasformato in semilavorati. La produzione di acciaio attraverso ciclo integrale permette di ottenere un materiale puro e di ottima qualità, che risulta ideale per qualsiasi tipo di impiego. L’altoforno si basa sul concetto di ottenere l’energia che serve per liquefare l’acciaio per mezzo della combustione (carbone, gas). Si tratta di un processo complesso e di lunga durata in cui l’impianto non viene mai spento; pertanto, risulta la macchina energivora per eccellenza. Il processo di produzione via altoforno e convertitore produce infatti fino a 2.000 grammi di CO2 per ogni kg di acciaio prodotto.
In un’ottica di riduzione del 20% delle emissioni entro il 2030, così come stabilito dal piano dell’Unione Europea, anche il settore siderurgico dovrà rivedere i suoi metodi produttivi. L’attuale tendenza nella sostituzione del ciclo integrale in altoforno con la produzione da forno elettrico sta avvenendo in questa direzione.
Altoforno e forno elettrico: qual è la differenza?
Il forno elettrico è una macchina più nuova rispetto all’altoforno e si basa sull’utilizzo di energia elettrica per generare il calore necessario per liquefare l’acciaio. L’energia elettrica viene trasmessa attraverso gli elettrodi che permettono di sciogliere l’acciaio. Normalmente il forno elettrico ad arco si utilizza per la fusione del rottame ferroso. Si tratta di una macchina ecologica in quanto ricicla il materiale e il processo produttivo genera circa 400 - 500 grammi di CO2 per ogni kg di acciaio prodotto. Le emissioni di CO2 generate per produrre l’energia elettrica sono un decimo di quelle prodotte da un altoforno. Questa riduzione è possibile in quanto il forno elettrico, a differenza dell’altoforno, può essere interrotto e riacceso facilmente e, inoltre, essendo alimentato a rottami ferrosi, è un grande macchinario per riciclare.
L’Italia da questo punto di vista può essere considerato uno dei Paesi più "green" per la siderurgia in quanto produce circa l’80% dell’acciaio attraverso forno elettrico, ma la strada verso la decarbonizzazione del settore siderurgico è ancora lunga. Su questo fronte si sta muovendo anche l’ex ILVA di Taranto con un progetto che prevederà la riconversione di una parte dello stabilimento per la produzione dell’acciaio a forno elettrico. La proposta consiste in un affiancamento degli altiforni 4 e 5 da uno o due forni elettrici e l’introduzione di un impianto di preridotto (DRI) per arrivare a produrre dai 6 agli 8 milioni di tonnellate all’anno. La possibilità di coniugare la produzione da altoforno con impianti di forno elettrico è una soluzione ibrida che potrebbe avere risvolti positivi per l’intero settore siderurgico.
In conclusione, l'industria siderurgica sta facendo passi avanti per decarbonizzare il settore puntando su forni elettrici e riconversione degli stabilimenti. L'introduzione dell'idrogeno in questi processi produttivi potrebbe essere un'ulteriore svolta per accelerare la riduzione delle emissioni generate dalla produzione tradizionale di acciaio.
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