Linea 5 vista dall’alto. Si notano i livelli su cui si sviluppa la linea: in fondo vi è l’ingresso dall’esterno e a destra si nota la cabina principale o pulpito principale, con struttura metallica colorata di blu e ampia superficie vetrata
La linea 5 di Torino è una linea di ricottura e decapaggio per nastri di acciaio inossidabile provenienti dalla laminazione a freddo; si riporta nel seguito una descrizione del processo di laminazione e degli impianti impiegati. LAMINAZIONE A FREDDO La laminazione a freddo è la riduzione di spessore di grande uniformità e precisione ottenuta per deformazione plastica, a temperature di poco superiori a quella ambiente, di lamiere metalliche preparate in precedenza mediante laminazione a caldo e preventivamente sottoposte a decapaggio. I nastri di lamiera lunghi anche più di un migliaio di metri e larghi circa 1-1,5 metri, sono movimentati sotto forma di rotoli, o coil, (figura 1) e devono essere svolti ogni qualvolta si debba effettuare una lavorazione. Il laminatoio è la macchina con cui si effettua il processo di laminazione attraverso una serie di cilindri, o rulli, ad assi paralleli ruotanti in senso opposto. Nello schema semplificato di figura 2, sono rappresentati quattro rulli, alloggiati in una incastellatura d’acciaio: due sono rulli di lavoro motorizzati elettricamente a diretto contatto col materiale da lavorare, e due i rulli d’appoggio col compito di contenere la flessione dei rulli di lavoro. Un laminatoio esercita un’azione di strozzatura e contemporaneamente produce l’avanzamento per attrito del materiale accostato ai cilindri. Nello stabilimento Thyssenkrupp AST di Torino è in esercizio un laminatoio modello Sendzimir (figura 3) dotato di un sistema di cilindri portanti, che consente elevate velocità di laminazione a freddo e forti pressioni. Ognuno dei piccoli cilindri di lavoro è sostenuto da un insieme di nove cilindri portanti racchiusi nella cosiddetta “gabbia”. In quel laminatoio normalmente operano tre lavoratori per turno: un addetto al quadro comandi (pulpitino) e due addetti alla linea. Al termine della laminazione i nastri sono riavvolti interponendo carta tra le spire del rotolo per minimizzare eventuali sfregamenti e danneggiamenti. I nastri devono, inoltre, sostare per un periodo sufficiente a consentire il gocciolamento dell’olio di laminazione rimasto sulla superficie e la dispersione del calore accumulato nella fase di laminazione; compressione e deformazione del metallo inducono, infatti, un riscaldamento sul materiale. RICOTTURA E DECAPAGGIO La linea 5 dello stabilimento di Torino si sviluppa su circa 200 m di lunghezza, 12 m di larghezza e circa 9 m di altezza e può lavorare nastri di acciaio inossidabile laminati a freddo in spessori compresi tra 0,3 e 4,0 mm e larghezze comprese tra 500 e 1.540 mm. I rotoli prodotti dal laminatoio Sendzimir, sono riavvolti interponendo carta tra le spire al fine di minimizzare eventuali sfregamenti e danneggiamenti. Sulla linea cinque normalmente operano cinque lavoratori per turno: un primo addetto, un osservatore, un gruista e due addetti alla linea. Il nastro è sottoposto sulla linea a un trattamento termico di ricottura in forno e a un trattamento chimico di decapaggio in vasche con una serie di lavaggi intermedi. È importante rilevare che ricottura e decapaggio sono operazioni “continue”, ossia il moto del nastro d’acciaio nella sezione di trattamento deve avvenire a una velocità precisa e controllata; l’arresto del moto comporterebbe, invece, un grave danneggiamento della parte di materiale che venisse a trovarsi in una delle diverse zone di trattamento (forno, vasche di decapaggio). La permanenza del nastro nel forno ad alta temperatura provoca, infatti, surriscaldamento del materiale e ne compromette le caratteristiche meccaniche, mentre la fermata nelle vasche di decapaggio (dove è sottoposto ad attacco acido) induce corrosione; in caso di fermata, vengono generalmente scartate le porzioni di materiale rimaste all’interno del forno e nelle vasche. Il ciclo continuo della linea viene interrotto solo per effettuare la manutenzione. Tuttavia, le operazioni di conferimento e di prelievo devono necessariamente avvenire con rotoli di lunghezza finita per cui le sezioni d’ingresso e d’uscita della linea dovranno operare in modo discontinuo mentre la sezione di trattamento lavorerà con continuità. Per collegare le sezioni a funzionamento discontinuo con quelle a funzionamento continuo sono necessarie due zone di “accumulo”, in ingresso e in uscita. In figura sono riconoscibili le diverse zone attraverso i colori: ingresso e svolgimento in rosa, accumulo in entrata in giallo ocra, trattamento in lilla, accumulo in uscita in blu, uscita e avvolgimento in verde; il punto in rosso indica il luogo in cui è sviluppato l’incendio. Nel seguito saranno descritte brevemente le singole zone. Zona d'ingresso In questa zona i singoli rotoli provenienti dalla laminazione sono svolti e sono uniti tramite saldatura per essere inviati ai trattamenti senza interrompere la movimentazione del nastro nel forno e nelle vasche di decapaggio (figura 5). Per questo motivo la zona di entrata è composta da due tratti paralleli, pressoché identici, che consentono di preparare un rotolo sull’uno mentre sull’altro tratto un diverso rotolo è in lavorazione. I due tratti si trovano l’uno sulla verticale dell’altro e convergono prima della saldatrice dove la fine di un nastro in lavorazione viene unita all’inizio del nastro in entrata, in modo che nelle sezioni successive sia trascinato un nastro continuo. I due tratti sono sfalsati in direzione assiale, pertanto gli assi dei gruppi non si trovano sulla stessa verticale. Più precisamente il secondo rullo pinzatore dell’aspo 1, posizionato immediatamente prima della cesoia, si trova sulla verticale della raddrizzatrice dell’aspo 2. In dettaglio, ciascun tratto della zona d’entrata è composto dai seguenti gruppi:
Tutti i movimenti degli elementi sopra citati sono azionati idraulicamente tramite un sistema a circuito chiuso con pressioni che arrivano fino a 140 bar. Il sistema è composto da: stazione di pompaggio, banco valvole, elettrovalvola a due o tre posizioni, tubazioni rigide (in acciaio) e flessibili di raccordo, e attuatore (cilindro idraulico o motore idraulico), serbatoio contenente olio idraulico con punto di infiammabilità di circa 220 °C. Zona di accumulo in ingresso Per garantire la continuità delle operazioni nelle vasche e nel forno occorre saldare ciascun rotolo con il precedente e il successivo, in modo da trascinare lungo la linea un nastro continuo. Tra le sezioni discontinue (imbocco/svolgimento/saldatura in entrata e avvolgimento/taglio in uscita) e le sezioni di processo (forno e vasche) sono presenti zone di accumulo, concepite in modo da realizzare una sorta di fisarmonica (figura 13), dove mediante un carro mobile denominato carro di accumulo (o loop car) si realizzano ampie spire di nastro che possono essere allungate (fase di accumulo) o accorciate in modo da mantenere sempre a regime la sezione intermedia di trattamento. Durante la marcia della linea, le sezioni di entrata e di uscita operano a una velocità superiore a quella del nastro nella sezione di trattamento, in modo da accumulare nastro nelle sezioni d’accumulo che verrà lavorato quando, ad esempio, la sezione d’entrata è arrestata per imboccare e saldare un nuovo rotolo. Zona forno e raffreddamento La sezione di trattamento termico ha la funzione di restituire al materiale incrudito, proveniente dalla laminazione, la sua struttura cristallina originaria e di rilasciare le tensioni residue. Il forno alimentato a metano, è costituito da una camera lunga circa 60 m rivestita internamente da spesse pareti di refrattario (figura 14). Il nastro subisce il trattamento di ricottura ad alta temperatura tramite riscaldamento a fiamma diretta e successivo raffreddamento. All’uscita del forno, è presente la zona di raffreddamento divisa in due zone:
Zona chimica o di decapaggio I nastri transitano in apposite vasche contenenti acidi e reagenti chimici allo scopo di asportare lo strato superficiale di ossido e di passivarne la superficie mediante processo elettrolitico. Zona di accumulo in uscita Si trova fisicamente sopra all’accumulo in ingresso ed è predisposta per formare soltanto due anse di nastro. Zona di uscita Nella sezione di uscita il nastro è riavvolto su di un aspo avvolgitore (figura 15); una volta riavvolto in rotoli, il nastro è tagliato da una cesoia (figura 16). Per evitare il contatto tra le superfici metalliche delle spire che danneggerebbe la superficie del materiale, viene interposto tra spire di acciaio un nastro di carta. Nella zona di uscita si trova la postazione controllo qualità dove un lavoratore rileva eventuali difetti superficiali del nastro. Il nastro è trascinato lungo la linea mediante coppie di rulli motorizzate, denominate “briglie di tiro” (figura 17). La linea è anche dotata di rulli guida non motorizzati, ossia “folli”, per permettere al nastro di compiere cambi di direzione, in genere di 90°. I rulli guida permettono anche di centrare il nastro rispetto all’asse macchina, grazie alla possibilità d’inclinare l’asse del rullo come indicato in figura 18.
