5 modi per risparmiare energia durante la fusione e il trasferimento dei metalli

Le operazioni di colata dell'alluminio sono notoriamente ad alta intensità energetica. Infatti, circa il 25% del costo totale dei componenti pressocolati è associato al consumo di energia. L'identificazione e la gestione dei "punti critici" di consumo dell'energia può quindi fare una grande differenza in termini di efficienza e redditività complessive.

Questo è esattamente il motivo per cui la nostra guida esamina in dettaglio la fusione e il trasferimento dell'alluminio liquido. I processi ad alta intensità energetica non si limitano a quest'area specifica, eppure per fondere scarti e lingotti e per mantenere il metallo fuso alla temperatura corretta è necessaria una notevole quantità di energia. Tant'è che i fatti suggeriscono che il solo impianto di fusione può determinare fino al 77% del consumo energetico complessivo in una fonderia di alluminio.

Di seguito sono riportati 5 fattori chiave per ridurre il consumo di energia e le emissioni di carbonio nelle fonderie di alluminio in modo da ottenere risparmi che potrebbero fare una grande differenza per l'attività:

Ora la maggior parte delle apparecchiature per fonderia, tra cui i forni di fusion e dosaggio, hanno una linea di produzione pronta per Industry 4.0, il che significa che le macchine sono predisposte per raccogliere e fornire dati informativi sulle prestazioni. Per le apparecchiature meno recenti che non rientrano nella categoria "pronta per 4.0", esiste la cosiddetta tecnologia di accesso remoto (la soluzione NoriGate di Norican è un esempio), che può essere adattata a qualsiasi macchina per sfruttare le stesse informazioni. Ora è possibile ottenere facilmente una visione basata sui dati dell'intera linea di colata.

I dati fondamentali pronti per essere sbloccati in questo modo, e con strumenti come Monitizer, visualizzati e analizzati in tempo reale, includono gli ICP di produzione, che possono essere confrontati con l'energia consumata al fine di identificare potenziali problemi e/o tecnologie che non funzionano al massimo potenziale di efficienza.

Notizie in breve: con un livello di consumo energetico di 540kWh/t, un forno di fusione a tino StrikoMelter con una capacità di fusione annuale di circa 14.000 t produce 860 t in meno di emissioni di CO₂ all'anno rispetto alla tecnologia dei forni di fusione disponibili sul mercato europeo.

Ma anche i forni a tino possono essere resi più efficienti. In particolare, perfezionando il riempimento del vano e la distribuzione del materiale al suo interno. Lo spazio sprecato è energia sprecata. Ecco 3 aspetti da considerare per assicurarsi che il riempimento sia il più efficiente possibile:

Ciò si traduce spesso in periodi di fusione più brevi e interrotti, che risultano molto inefficienti: negli intervalli intermedi si perde energia, che è nuovamente necessaria per riscaldare l'impianto. Oltre ad aumentare il consumo di energia, il processo può anche ridurre la qualità del metallo a causa dell'ossidazione e della formazione di scarti. Una situazione senza alcun beneficio.

Per quanto cruciale, un basso utilizzo non deve significare periodi di fusione più brevi. Il passaggio a periodi di fusione più lunghi con un basso livello di utilizzo, in cui le fasi di fusione e di attesa vengono applicate automaticamente con la massima efficienza energetica, può ridurre il consumo di energia fino al 20%.

E spesso a consentire un significativo risparmio energetico non è necessariamente un unico importante fattore ma un insieme di piccoli elementi. Per esempio:

• tenere la corda di tenuta sulle porte del forno può sembrare un dettaglio di poco conto e invece può generare un risparmio energetico dell'1%. Insieme allo sportello per la pulizia a chiusura automatica, la corda di tenuta può raggiunge una perfetta stabilità. Disporre di una tenuta ermetica consente di risparmiare energia riducendo la perdita di calore durante le fasi di fusione e di attesa, evitando al contempo l'ingresso di aria che potrebbe portare all'ossidazione e alla formazione di corindone.
• Un bruciatore efficiente rende l'impianto più efficiente. Un bruciatore ben regolato con un rapporto stechiometrico aria/combustibile può risparmiare fino al 2% di energia rispetto a un bruciatore con un volume d'aria eccessivo. Ciò perché l'aria in eccesso, ovvero l'aria non necessaria per il processo di combustione, abbasserà effettivamente la temperatura della fiamma e renderà meno efficiente il trasferimento di calore.

Durante il preriscaldamento, la maggior parte dei caricatori di trasferimento normalmente utilizzati per completare questa attività sono scoperti, il che comporta perdita di calore e spreco di energia. Per compensare questa conseguenza, spesso la fusione genera un surriscaldamento, una soluzione che potrebbe avere come effetto collaterale negativo la degradazione della qualità del metallo.

Suggerimento importante: oltre a essere decisamente più sicuro, un sistema chiuso per il trasferimento del metallo, come lo Schnorkle, risolve questo problema di efficienza mantenendo l'alluminio fuso a una temperatura costante. Inoltre, le soluzioni di trasferimento a tenuta ermetica riducono al minimo il contatto con l'atmosfera per garantire una qualità ottimale del metallo, che a sua volta influisce sulla produttività: la migliore qualità del metallo in ingresso porta a una migliore qualità dei componenti pressofusi in uscita e a un uso più efficiente ed efficace dell'energia.

Un'ulteriore copertura: analogamente al trasferimento del metallo dal forno di fusione primario, anche i sistemi di attesa e dosaggio per l'alluminio liquido sono molto più efficienti dal punto di vista energetico in quanto eliminano il rischio di perdite di temperatura inutili. Di conseguenza, il consumo di energia per questo processo può essere ridotto di circa 2/3. I sistemi di dosaggio chiusi possono anche avere un impatto notevole sulla qualità e sulla perdita di metallo.