Docente/Teacher

prof. Fabio MIANI

Crediti/Credits

6 CFU

Obiettivi formativi specifici/Objectives

Il corso presenta dapprima una panoramica trasversale – ampiamente basata su programmi di simulazione online disponibili – dei diversi impianti siderurgici esistenti, in modo da dare una conoscenza operativa, seppur superficiale, di tutti i principali processi siderurgici. In una seconda fase, i principi dei processi che conducono alla fabbricazione degli acciai, vengono ridiscussi con un'enfasi sui fondamenti della chimica fisica siderurgica. Gli obiettivi specifici sono quelli classici di un corso di siderurgia: una descrizione del ciclo integrale ed una più dettagliata analisi dei processi di fabbricazione al forno elettrico, della metallurgia secondaria e della colata continua, con argomenti specifici di laminazione che esulano dai corsi del settore ING IND /16.

Competenze acquisite/Acquired skills

- Conoscenza di base della chimica fisica siderurgica.
- Conoscenza dei principali processi siderurgici.

Programma/Lectures and exercises

Chimica Fisica Siderurgica: richiami di termochimica e termodinamica chimica; energie libere di formazione di composti di interesse siderurgico; attività henriana e raoultiana; costanti di equilibrio; richiami sui diagrammi di stato e loro applicazione in siderurgia cenni sulla cinetica delle reazioni siderurgiche (10 ore).
Proprietà termofisiche degli acciai: coefficienti di attività binarie in leghe a base Fe liquide; attività in sistemi multicomponente; energia libera di soluzione nel ferro liquido; legge di Sievert; solubilità di azoto, idrogeno, CO; considerazioni di siderugia di processo sui diagrammi Fe-X; solubilita' di CaO, CaS NgS nel ferro liquido; solubilità di nitruri e carburi; proprietà di leghe liquide Fe-X, tensione superficiale, viscosità e densità (5 ore).
Scorie: aspetti strutturali; basicità e indici di basicità; diagrammi di sistemi Me-O-X di interesse siderurgico; FeO-MnO, CaO-MgO, CaO-SiO2, FeO-SiO2, MgO-SiO2, CaO-Al2O3; Cao-SiO2-FeO; attività e coefficienti di attività nelle scorie (6 ore).
Dati di equilibrio delle reazioni scoria-acciaio: ossidazione di: Fe, Mn, C, Si, P; riduzione dello S; dissossidazione e reazioni di equilibrio (5 ore).
Il ciclo integrale ed i convertitori: cenni sull' altoforno; i convertitori (2 ore).
Il forno elettrico ad arco: il rottame per il forno elettrico; la carica del forno; schema elementare del circuito elettrico di un EAF; gli elettrodi; fusione; affinazione; scorifica; cenni sulla produttività del forno elettrico; bilancio energetico; refrattari per il forno elettrico (5 ore).
Metallurgia secondaria: le ferroleghe; la siviera; refrattari per la siviera; il preriscaldo; stirring; scorie in metallurgia secondaria; chill factors; reazioni allo spillaggio; aspetti termoelettrici del forno siviera; pratiche di disossidazione; pratiche di desolforazione; degasaggio; trattamento al calcio, l'iniezione di fili animati (4 ore).
Colata continua: cenni sulla tecnologia della colata continua; la lunghezza metallurgica; la lingottiera e lo scambio termico in lingottiera; raffreddamento sul primario e sul secondario; duttilità a caldo; difetti in colata continua (2 ore).
Metallurgia della laminazione: richiami sulla laminazione a caldo; la resistenza a caldo in laminazione; scambio termico in laminazione; evoluzione strutturale nella laminazione a caldo e a freddo (2 ore).
Laboratorio (esercitazioni su Steeluniversity) (14 ore).
Seminari e/o testimonianze (10 ore).

Bibliografia/References

- E.T. Turkdogan Fundamentals of Steelmaking Institute of Materials, London, 1996
- Ginzburg, Ballas Flat rolling fundamentals  Dekker 2000
- W. Bleck Materials Science of Steel, Verlag Mainz, Aachen, 2007

Modalità d'esame/Type of exam

Orale e/o tesina / oral exam and/or thesis

Ulteriore materiale didattico o informazioni reperibili alla pagina

N.B. Il corso è tenuto in lingua inglese, poichè ha aderito al progetto di Internazionalizzazione.