A tutto tondo

Un nuovo distributore idraulico realizzato da Woodings alimenta tonnellate di materie prime in un altoforno, rapidamente e con precisione millimetrica.

 

Nel corso dei secoli, il processo siderurgico degli altiforni è rimasta pressoché invariato. Oggi, i produttori di acciaio sono alla ricerca di nuove soluzioni per incrementare resa ed efficienza nella produzione della ghisa. “Il modo in cui pellet di ferro e coke vengono caricati in un altoforno è decisivo per il processo di fusione”, spiega Al Colucci, Vice President Engineering di Woodings Industrial Corporation, Pennsylvania, USA. “Gli strati di materiale all’interno dell’altoforno vengono creati con un sistema detto “distributore idraulico”, in cui un canale, diretto nella bocca dell'altoforno, adagia la materia prima esattamente nel punto dedicato.”

Quanto più accuratamente il canale viene controllato, tanto più precisa sarà la formazione degli strati e più alta la resa dell'altoforno. Per tale ragione, uno dei maggiori clienti di Woodings, un grande produttore cinese di acciaio, voleva ottenere movimenti precisi per i propri recentissimi distributori a comando idraulico. Finora il cliente aveva impiegato distributori idraulici di propria concezione, utilizzati in sei altiforni; tuttavia, tali sistemi adottavano un comune circuito idraulico ad anello aperto, che non consentiva un preciso posizionamento dei canali. L'utente finale si è quindi rivolto a Woodings per migliorare precisione ed efficienza del sistema. P

er gli ingegneri si è trattato di un'autentica sfida: poiché nel canale scivolano continuamente a tonnellate pellet di minerale di ferro e coke, il grado di precisione richiesto non era semplice da raggiungere. A complicare ulteriormente le cose contribuisce il fatto che l'intero impianto è in continua rotazione: il canale compie infatti un giro ogni 7,5 secondi, ossia otto giri al minuto, che comportano continue variazioni di carico per ciascuno dei quattro cilindri idraulici. Infine, le condizioni ambientali estreme di un altoforno, che certamente non agevolavano il compito.

Il distributore rotante a comando idraulico alimenta la materia prima nell'altoforno con estrema precisione. Così, ogni anno, prendono forma fino a 16 milioni di tonnellate di acciaio

 

Woodings ha lavorato alla soluzione con Bosch Rexroth. “Ciò che rendeva unico questo progetto erano l’estrema precisione richiesta in un'applicazione con variazioni di carico assai dinamiche”, afferma Charles Erdo, Ingegnere Responsabile per il Settore Impianti Industriali della sede Bosch Rexroth di Bethlehem, Pennsylvania, USA. “Il sistema di controllo doveva quindi reagire rapidamente, per ridurre al minimo la differenza di quota durante il sollevamento fra i quattro cilindri differenziali idraulici.” La soluzione Rexroth è nata da un mix di tecnologia, engineering e supporto alla messa in servizio: valvole proporzionali ad elevata dinamica e trasduttori di pressione ed un sistema di regolazione assi in anello chiuso.

Per garantire che il sistema oleodinamico Rexroth offrisse la precisione e la ripetibilità desiderate, Erdo ha coinvolto il team Bosch Rexroth di esperti in simulazioni, negli Stati Uniti e nella sede centrale di Lohr am Main. “Le tempistiche strette, di soli nove mesi, non consentivano a Woodings di realizzare un prototipo per testare la validità del sistema”, racconta Erdo. Fortunatamente MOSIHS (Modular Simulation of Hydraulic System), il tool di simulazione dell'azienda, ha consentito di creare un modello virtuale, corredato dall'intero sistema oleodinamico. Le simulazioni hanno confermato la bontà della soluzione adottate nel circuito oleodinamico e l' idoneità dei componenti Rexroth selezionati.

La simulazione al MOSIHS ha, inoltre, dimostrato che utilizzando una speciale valvola regolatrice di flusso i risultati sarebbero stati ancora migliori. A seguito dei risultati positivi ottenuti, sono state assemblate tre versioni definitive del distributore idraulico Woodings, poi collaudate in stabilimento per verificare che, anche in esercizio, fossero all'altezza delle prestazioni richieste. Dopo di ciò, i distributori sono stati nuovamente smontati e inviati in Cina. “Non potrei esprimere un parere più positivo”, dichiara con soddisfazione Colucci. “Quando abbiamo messo il sistema sul banco di prova, tutto ha funzionato alla perfezione.”