Negli ultimi decenni l’industria siderurgica è stata caratterizzata da profonde modificazioni che hanno interessato molti aspetti del processo: si è passati da una industria dove la conoscenza era custodita da poche persone (i maestri di forno) ad una dove la conoscenza è diffusa e codificata nelle macchine che gestiscono gli impianti.

La disponibilità di nuovi materiali refrattari ha consentito, a partire dagli anni ottanta, di incrementare l’apporto di energia nei forni e di conseguenza di aumentare la produttività specifica degli impianti. L’automazione ha reso ripetitivo il processo svincolandolo dalla maggior parte degli imprevisti.

Molte parti del processo, tipicamente “batch” sono state trasformate per avvicinarsi ad un flusso continuo.

La colata continua dell’acciaio ne è un esempio. Ma altri esempi si possono trovare nella semplificazione dei processi con l’accorpamento di fasi consecutive come il trattamento termico in linea con la laminazione a caldo che consente di ridurre il consumo di energia ed elimina gli stoccaggi intermedi tra le due lavorazioni.

Il risultato di questa intensa attività cominciata all’inizio degli anni ottanta è stato quello di accorciare il tempo di attraversamento dei processi e di incrementare in modo impressionante la capacità produttiva. Di conseguenza sono aumentate le quantità di materiali trasformati (minerale di ferro, carbone, calcare) e dei materiali “risultanti” dal processo: rottame, scorie, polveri emesse in aria ed acqua scaricata. In altre parole la pressione di questa industria sull’ambiente è cresciuta. Se guardiamo ai “mini mills”, cioè il tipico processo di produzione dell’acciaio che caratterizza il nostro paese ed in particolare il nord, che partendo da rottame attraverso il forno elettrico ed il laminatoio a caldo, produce acciai laminati lunghi quali barre per armature per cemento armato, vergella o profili, esso è apparso negli anni settanta come esempio da imitare al livello mondiale con una capacità tipica di 200.000 ton/anno ora si attesta su produzioni dell’ordine del milione di ton/anno.

In questo periodo è cresciuta parallelamente la sensibilità ambientale di tutta la società. È esperienza di ognuno di noi come sia aumentata l’attenzione verso l’inquinamento di aria, acqua, suolo, rumore, il consumo di risorse naturali e la consapevolezza della loro limitata disponibilità.

Anche la legislazione ambientale ha seguito questo trend; all’inizio degli anni 80 comparivano le prime norme relative all’ambiente. È seguita, in progressione tumultuosa, la pubblicazione di norme relative all’ambiente che hanno posto limiti sempre più ristretti all’inquinamento ed al consumo di risorse naturali.

Le due tendenze sopra descritte appaiono a molti inconciliabili: aumentare la produzione cioè il consumo di risorse naturali e la produzione di rifiuti e di inquinamento è in contraddizione con limiti ambientali sempre più stretti.

È necessaria una impostazione diversa: una industria non può più rispondere a soli portatori di interessi economici (proprietà, azionisti, banche), se vuole sopravvivere, deve tener conto anche di portatori di interesse ambientali (organizzazioni ambientali, comunità locali, autorità pubbliche locali, regionali, statali, sopranazionali) e sociali (sindacati, comunità locali, scuola, autorità pubbliche). La sopravvivenza di una industria in un territorio dipende dalla sua capacità di rispondere a tutti questi portatori di interesse.

In particolare per quanto riguarda i materiali è necessario cambiare il paradigma guida che sta alla base del processo di produzione: da sistema aperto orientato al prodotto a sistema chiuso che considera tutti i materiali e le energie utilizzate in un contesto generale finito. La prima impostazione si regge sull’ipotesi che le materie prime, l’energia, il territorio, la disponibilità di discariche etc siano variabili caratterizzate da disponibilità infinita. La seconda considera l’ambiente in cui si opera un sistema chiuso e quindi parte dall’ipotesi che la disponibilità di risorse è limitata.

Con queste considerazioni sulla sostenibilità del processo di produzione dell’acciaio come premessa, l’azienda in cui opero , all’inizio degli anni 90, si è impegnata per un obiettivo ambizioso almeno nel titolo: “Zero Waste”. Il principio base di tale progetto è che nella produzione di acciaio non si devono generare rifiuti: tutti i materiali che interagiscono nel processo devono essere “rivalutati” considerando da una parte la loro funzione, e dall’altra le loro caratteristiche per esaminare se possono essere impiegati in qualche altro processo.

Questo principio è tanto più interessate tanto maggiori sono le quantità in gioco. In effetti questa “rivalutazione” dei materiali è possibile ed ha una giustificazione economica solo se si oltrepassa una massa critica che va studiata da caso a caso. L’aumento delle quantità prodotte non è più una “contraddizione” con la sostenibilità del processo, ma può rappresentare l’apertura verso nuove opportunità.

In questo articolo illustrerò l’esperienza che ho potuto fare in questo settore. Se le condizioni locali sono diverse da quelle da me sperimentate, con la stessa impostazione certamente sono possibili altre soluzioni.

Il processo di produzione della acciaieria elettrica di Ferriere Nord parte dal rottame e produce billette per poi trasformarle attraverso due laminatoi a caldo in barre, rotoli e vergella. Nel nostro processo i prodotti laminati a caldo vengono ulteriormente verticalizzati principalmente con la produzione di reti o tralicci elettrosaldati.

Nel flow sheet viene illustrato il flusso dei materiali. Per ottenere 1000 di prodotto finito si parte da 1185 di rottame e 40 di calce ed una quantità minore di refrattari. Con la visione tradizionale la differenza tra materiali in ingresso ed in uscita è una perdita che si deve minimizzare. I materiali costituenti le perdite sono un “fastidio” al quale è necessario dare una soluzione. In passato la ricerca di soluzioni era meno critica e meno vincolata anche grazie alle minori quantità in gioco. Inizialmente si accumulavano, ora date le quantità ed i vincoli normativi si è obbligati a soluzioni ecocompatibili come la discarica.

Come si vede in ordine decrescente di quantità, i materiali sono la scoria proveniente dal forno elettrico, la scoria proveniente dal forno siviera, le polveri di abbattimento fumi, la scaglia ed i refrattari.


PROGETTO "ZERO WASTE"
Questi materiali non devono essere più considerati rifiuti. Siamo partiti da una loro attenta caratterizzazione. Abbiamo quindi ipotizzato un processo che potrebbe essere interessato ad utilizzarli. Abbiamo percorso tutte le fasi necessarie, dalle prove in laboratorio alla scala pilota, alla produzione su scala industriale, alla produzione definitiva considerando tutti gli aspetti tipici dei prodotti come il controllo qualità, la commercializzazione. Tutte le fasi sono state percorse assieme all’utilizzatore finale perché è indispensabile avere sempre presente l’indirizzo al potenziale mercato.

Scoria EAF
Un materiale del quale ci siamo occupati è stata la scoria proveniente dal forno elettrico. Questo materiale è stato usato in passato con vicende alterne per riempimenti o per rilevati, spesso è stato inviato in discarica, in altri paesi europei ci sono stati degli utilizzi negli asfalti. La quantità è notevole (15% dell’acciaio prodotto).

L’analisi e le prove tecnologiche fatte ci hanno indicato che eravamo in presenza di un materiale molto “duro” ed interessante per l’uso nelle pavimentazioni stradali. Assieme ad Autovie Venete (gestore della rete autostradale regionale) a CRS (Laboratorio di Ricerche Stradali collegato ad Autovie Venete) ad ACCO (una impresa di costruzioni stradali e a Demolizioni Industriali (un’impresa specializzata nell’handling delle scorie di acciaieria) abbiamo iniziato un percorso di ricerca e di prove (laboratorio1992, scala pilota 1995) che hanno portato alla messa a punto di un impianto pilota per la produzione di granella HD. Questo è il nome che abbiamo dato a questo nuovo prodotto di Ferriere Nord.

L’impianto pilota (1998) ci ha consentito di consolidare l’uso sul mercato: da quella data la maggior parte dei manti drenanti di Autovie Venete è stata realizzata con il nostro materiale in sostituzione del basalto o del porfido di origine naturale. Anche l’ANAS ed alcune amministrazioni provinciali lo hanno impiegato soprattutto in condizioni severe, ad esempio dove era necessario disporre di un materiale che assicurasse aderenza come le curve esposte a nord. Nel 2004 abbiamo costruito l’impianto definitivo in grado di trattare tutta la scoria EAF prodotta da Ferriere Nord. Nel 2005 il materiale è stato certificato viene venduto con il marchio CE previsto dalla Direttiva sui Prodotti per Costruzione.