La scelta del fluido idraulico in siderurgia è influenzata da molteplici fattori, strettamente legati alla specificità del settore.
Nelle acciaierie o industrie siderurgiche si ha a disposizione una vasta gamma di fluidi che vengono utilizzati in numerose applicazioni. I fattori di ordine generale da considerare per la scelta della soluzione più adatta sono:
A titolo di esempio, la temperatura del metallo che si sta lavorando è spesso fondamentale per l’adozione del fluido d’esercizio più adatto. Più elevata infatti è la temperatura dell’acciaio, più cresce il rischio di incendio; per questo il fluido scelto deve offrire differenti caratteristiche di resistenza alla fiamma. In questo articolo vedremo quali siano le principali tipologie di fluido disponibili, problematiche e disposizioni normative.
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I fluidi idraulici per gli impianti siderurgici possono essere raggruppati in tre grandi famiglie: gli olii minerali HLP, i fluidi HFDU, difficilmente infiammabili, e i fluidi HFC, a base acquosa.
Per evitare inefficienze e malfunzionamenti è fondamentale selezionare il fluido a seconda dell’area dell’impianto siderurgico nella quale si opera. Vediamo due possibili casistiche. Per evitare il rischio di incendio, uno dei rischi più grandi in un impianto siderurgico, si utilizzano fluidi resistenti, a vari gradi, alla fiamma. In secondo luogo, è fondamentale adottare quei fluidi che consentono di operare a livelli di pressione e di durata adeguati allo specifico tipo di lavorazione, senza che il macchinario ne risenta in termini di prestazioni.
In un impianto idraulico è fondamentale selezionare il fluido più adatto, oltre che per prevenire il rischio di incendi o di fermi macchina, anche per aumentare la sostenibilità d’impianto, l’efficienza e la riduzione degli sprechi, grazie ad esempio all’adozione di strategie progettuali per l’ottimizzazione dei componenti e della quantità di fluido in gioco. L’ottimizzazione dei volumi facilita inoltre l’individuazione della degradazione e invecchiamento del fluido di esercizio.
Oltre alle specifiche caratteristiche tecniche che vedremo più dettagliatamente nel prossimo paragrafo, esistono prescrizioni normative che guidano la scelta. Nello specifico, i forni elettrici (fusori o di trattamento) e gli impianti a colata continua spesso richiedono l’impiego di fluidi HFC (vedi ISO 12922/VDMA 24317). Per i laminatoi a caldo, invece, è più comune l’impiego di fluidi HFDU, sempre secondo la ISO 12922/VDMA 24317. Per le macchine di lavorazione a freddo, è normalmente utilizzato l’olio minerale HLP (norma di riferimento DIN 51524).
Al fluido di esercizio, in un impianto oleodinamico, e a maggior ragione nel settore siderurgico, si richiedono molteplici funzioni come la trasmissione di potenza, la lubrificazione e il trasferimento di calore. Come abbiamo visto, la loro scelta è strettamente legata al tipo di macchina, e quindi alla lavorazione e relativa temperatura dell’acciaio, con il fine, fra le altre cose, di migliorare l’efficienza e le prestazioni dell’impianto. Vediamo ora sinteticamente le tre grandi famiglie di fluidi disponibili per il settore siderurgico.
L’olio minerale HLP viene utilizzato in tutti quei macchinari di lavorazione a freddo dell’acciaio, in applicazioni cioè dove il basso rischio di incendio permette di utilizzare fluidi con caratteristiche lubrificanti e di viscosità in grado di resistere a pressioni elevate per lungo tempo. Al fine di migliorarne la sostenibilità e le performance ambientali, negli ultimi anni si sono gradualmente ridotti alcuni componenti e additivi altamente inquinanti, quali ad esempio i metalli pesanti. Ciò comporta però l’aumento il rischio di generazione di correnti elettrostatiche e conseguente degradazione dell’olio. Per tenere monitorata la situazione e attenuare questa problematica sono stati sviluppati vari sistemi come ad esempio elementi filtranti appositamente pensati per ridurre la formazione di cariche elettrostatiche. Per una panoramica sui diversi sistemi di filtrazione si consiglia la lettura dell'articolo "Filtrazione dell'olio idraulico: una panoramica".
Nelle macchine di lavorazione a caldo è necessario adottare un fluido difficilmente infiammabile. È il caso dei fluidi HFDU, con componenti a base sintetica e impiegati in lavorazioni che necessitano alte temperature. Gli HFDU sono in grado di combinare buone proprietà di resistenza al fuoco con eccellenti caratteristiche tribologiche. I fluidi HFDU sono privi d’acqua e sono pertanto scarsi conduttori di elettricità. Per il loro impiego è preferibile adottare alcuni accorgimenti progettuali, come ad esempio sistemi di monitoraggio e filtrazione. Scopri di più sul blog di HYDAC.
Per le lavorazioni con l’acciaio in uno stato liquido o semi solido, di norma, si sceglie l'impiego di fluidi HFC, composti da una mescola 50% circa di acqua e 50% di glicole. A causa della presenza di acqua è necessario prevedere incisivi accorgimenti tecnici relativi alla compatibilità con le vernici, alle temperature di esercizio (che devono essere più contenute), al livello massimo di pressione (anche in questo caso più contenuto rispetto altri fluidi), alla compatibilità con i metalli e con le pompe.
In conclusione, in un sistema come in un impianto idraulico in ambito siderurgico è fondamentale selezionare il corretto fluido per ciascuna lavorazione oltre che per prevenire gli incendi o i fermi impianto anche in un’ottica di rispetto dell’ambiente, un parametro sempre più attuale. Proprio per ridurre l’inquinamento si può optare per sistemi intelligenti che vanno ad ottimizzare i volumi dei fluidi in gioco permettendo di avere il minimo fluido indispensabile in circolo nell’impianto tale da evitare inutili dispersioni. L’introduzione di questi sistemi di ottimizzazione dei volumi dei fluidi consente inoltre di individuare tempestivamente la perdita delle caratteristiche stesse del fluido e intervenire prima che perda del tutto le sue funzionalità.
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