Un evento di successo: il convegno “Estrusi d’Alluminio” organizzato da GMS e A&L

Focus sull’estrusione delle leghe leggere e sugli aspetti innovativi del processo di produzione degli estrusi, in particolare sul sistema HEH di preriscaldo a induzione delle billette con magneti permanenti rotanti

di Giuseppe Giordano

Una fredda giornata di pioggia battente non ha tenuto lontano dal Centro Congressi Villa Evelina di Capriolo (Brescia) i circa cento partecipanti al convegno “Estrusi d’alluminio”, un evento che GMS e la rivista Alluminio e Leghe hanno organizzato il 4 aprile scorso per offrire agli operatori del settore dell’estrusione alluminio un‘occasione di conoscenza e approfondimento su temi di attualità del settore. All’avvio dei lavori del Convegno, moderati da Alberto Pomari, la GMS, compagnia sponsor dell’iniziativa, è stata brevemente presentata dal Direttore Generale Giorgio Rozzi, il quale ha ricordato che GMS, parte del gruppo ENGITEC, affonda le proprie radici tecnologiche nella Calamari SpA, un nome storico nell’impiantistica fusoria, sorta nel 1944 e specializzata nella progettazione e costruzione di forni a induzione per metalli ferrosi e non ferrosi così come in quella di impianti di colata continua per la produzione di billetta, tubo, nastro e filo di non ferrosi, sia nella tecnologia di colata verticale che orizzontale, continua e semi-continua. Raccolto il know-how Calamari, GMS nasce operativamente dalla fusione di due aziende, ATECO Impianti (impianti di colata semi-continua verticale) e PROMES (progettazione e costruzione di forni ad induzione), e progetta e costruisce internamente sia macchine singole sia impianti completi “chiavi in mano” per la produzione di semi-lavorati per ferrosi e non-ferrosi. Con l’occasione del convegno, Giorgio Rozzi ha quindi presentato l’ultima iniziativa industriale di GMS, la costituzione di una nuova business unit dedicata alla vergella e ai lingotti, imperniata sulle figure professionali di Carmelo Brocato e di Flavio Reggiani.
L’estrusione in Europa e in Italia

I lavori sono proseguiti concentrando l’attenzione sul processo di estrusione delle leghe di alluminio, ed allo scopo un quadro completo del mercato mondiale di riferimento è stato presentato dal direttore di A&L Mario Conserva, facendo riferimento ai recentissimi dati elaborati dall’Università LUISS di Roma sul sistema industriale dell’alluminio e di cui pubblichiamo un approfondimento sul settore downstream in questo numero di A&L. Per dare un’idea della qualità dei dati di mercato presentati, riportiamo nelle tabelle 1 e 2 i dati generali di produzione di semilavorati di alluminio in Europa, con la ripartizione tra i diversi paesi.
A seguire, si è avuta la presentazione del mercato italiano dell’alluminio, con un’analisi specifica sul comparto dell’estrusione, a cura di Orazio Zoccolan e Tatiana Pavia di Centroal di Assomet; i numeri aggiornati dell’estrusione italiana sono mostrati nella figura 1.

Il sistema di preriscaldo HEH
Com’è stato sottolineato più volte in queste prime presentazioni, l’estrusione è una tecnologia flessibile ed aperta all’innovazione di materiali, macchinari e processi. La competitività degli impianti passa attraverso intensi processi di miglioramento stimolati dalle richieste degli utilizzatori con questi ultimi sempre più provenienti da settori esigenti in termini di prestazioni e qualità. La costruzione della risposta al mercato passa ovviamente anche attraverso un maggiore controllo dei costi e un migliorato tasso di circolarità con riduzione degli scarti e un loro migliorato riutilizzo. Molti di questi aspetti sono presenti nel sistema HEH di preriscaldo delle billette che GMS ha dettagliatamente presentato. HEH (High Efficiency Heater) è frutto del Progetto MAGNheat per lo sviluppo di un sistema di preriscaldo delle billette nel processo di estrusione. Il sistema di preriscaldo preso in esame si basa sull’invenzione da parte di Inovalab, uno spin-off dell’Università di Padova, di un sistema di preriscaldo billette basato sull’utilizzo di magneti permanenti rotanti. I rendering delle figure 2 e 3endono bene l’idea progettuale: la billetta è ferma mentre i magneti permanenti ruotano. I magneti sono indipendenti e perciò anche con velocità diverse sino ad ottenere all’interno della billetta il profilo termico ottimale per quel tipo di semiprodotto in una determinata lega di alluminio. Fabrizo Dughiero, Università di Padova, e Marcello Zerbetto, Inovalab, hanno presentato il sistema innovativo con due relazioni, la prima concentrata sui requisiti tecnologici del riscaldatore a magneti rotanti, la seconda focalizzata sulle opportunità competitive in termini produttivi e qualitativi offerte dal nuovo sistema di riscaldamento billette.
Il riscaldamento a induzione è un metodo veloce e pulito per riscaldare materiali elettricamente conduttivi, come ad esempio i metalli. Un sistema di riscaldamento a induzione tradizionale prevede un generatore di radiofrequenza, che converte la corrente dalla rete elettrica in corrente alternata ad alta frequenza, e una testa (workhead), che è in grado di generare un forte campo elettromagnetico all’interno dell’induttore.
L’oggetto da riscaldare viene posto all’interno o in prossimità dell’induttore, dove assorbe la corrente elettrica indotta che si trasforma in calore per effetto Joule, senza alcun contatto con l’induttore. Il riscaldamento a induzione viene applicato in processi che prevedono temperature da 100°C a 3000°C. Il riscaldamento a induzione viene sempre più usato in cucine domestiche e professionali ma anche in molti trattamenti termici industriali tra i quali il preriscaldo delle billette da estrusione. Forni a induzione di grandi dimensioni sono diffusi negli impianti d’estrusione, dove svolgono anche il ruolo di forni d’omogeneizzazione.

Lo scopo del progetto MAGNheat è stato prioritariamente quello di realizzare un’applicazione su scala industriale di un nuovo riscaldatore a induzione in corrente continua, basato sulla rotazione di magneti permanenti, e l’applicazione prescelta è stata il sistema di preriscaldo billette di un impianto di estrusione.
Il progetto ha utilizzato le conoscenze e le innovazioni disponibili presso gli inventori del processo in Inovalab e le capacità ingegneristiche di GMS.
In particolare il sistema HEH di GMS rivendica:
• Una più elevata efficienza di conversione
• Una superiore prestazione tecnica con costi competitivi rispetto i riscaldatori ad induzione tradizionali
• Una maggiore flessibilità e miglior grado
di controllo della temperatura
• Un beneficio per l’ambiente in termini di riduzione dei consumi energetici in quanto una serie di magneti permanenti viene messa in rotazione attorno ad una billetta di alluminio statica ed il riscaldatore è composto da diversi rotori indipendenti tra di loro, a seconda del profilo di riscaldo richiesto dal processo di estrusione.

L’evoluzione delle leghe per estrusione
L’ultima relazione del convegno (presentata da chi scrive) ha voluto sottolineare come nell’evoluzione in corso dell’estrusione ci siano sempre più prodotti tailor made per soddisfare pienamente le esigenze di settori di alta tecnologia quali l’aeronautico o l’automotive. Il primo passo per raggiungere l’obiettivo è lo sviluppo di nuove leghe. La lega più giusta per un particolare utilizzo, può essere definita cambiando gli alliganti e i rapporti tra le loro presenze percentuali.
L’ottimizzazione della composizione chimica è un modo efficace ma non unico per ottenere specifiche prestazioni. Ad esempio è di grande interesse migliorare i processi di precipitazione indurente ottimizzandone gli effetti. Allo stesso tempo i trattamenti termomeccanici portano al controllo della struttura sia per avere, ad esempio caratteristiche tensili molto elevate sia per evitare comportamenti negativi, quali una ridotta resistenza alla corrosione o alla fatica. Gli argomenti trattati in questa relazione saranno ripresi e approfonditi in un articolo di prossima pubblicazione su Alluminio & Leghe; inoltre le slides delle diverse presentazioni sono disponibili on-line per i partecipanti registrati.

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