La sostituzione di tutti i motori degli impianti di trattamento acque; uno studiato insufflaggio di polimeri nel forno fusorio; sistemi di riscaldo siviere a recupero di calore e l’implementazione di un sistema Apc, un software che regola l’attività dei bruciatori nei forni di riscaldo billette. Sono alcuni degli interventi che Afv Beltrame Group, storica azienda siderurgica, ha posto in essere nel più importante dei suoi sette stabilimenti produttivi, quello di Vicenza, nel contesto di un progetto per realizzare acciaio carbon neutral.
L’acciaio green attualmente non esiste: è un obiettivo a lungo termine. Ma Afv Beltrame Group – azienda a proprietà familiare guidata dall’amministratore delegato e presidente Antonio Beltrame (pronipote dell’omonimo fondatore) e che ha ottenuto revenue per circa 1,9 miliardi – ha definito come cuore della propria strategia un piano di decarbonizzazione e una roadmap per ridurre del 40% le proprie emissioni di CO2 al 2030.
Vicenza è uno stabilimento Beltrame, e realizza quasi un terzo della produzione del gruppo. Di qui il “viaggio” di Industria Italiana nell’impianto, per capire come si può mettere insieme nella siderurgia marginalità, efficienza e ambiente. Sotto questo profilo, strategico è l’apporto dell’automazione e della robotica. A proposito, uno dei principali supplier del Gruppo è Polytec, società del gruppo Bm specializzata in soluzioni e piattaforme che uniscono robotica, intelligenza artificiale, automazione di processo e software.
Beltrame in pillole
1) I numeri di Beltrame
Il Gruppo è stato fondato nel 1896 da Antonio Beltrame. Con oltre 3000 dipendenti, ha sette stabilimenti, 12 laminatoi e 4 acciaierie a forno elettrico; serve 40 Paesi in tutta Europa. La famiglia Beltrame è proprietaria del Gruppo da cinque generazioni. La capacità produttiva annua è pari a 3,2 milioni di tonnellate di acciaio. Si accennava all’importanza del sito di Vicenza, che ha una produzione pari ad un milione di tonnellate. Fra tutti gli stabilimenti «quello berico è quello con il layout migliore. Infatti, grazie alla disposizione geometrica delle aree di lavoro, le billette arrivano calde dalla colata al laminatoio, e questo consente di avere una più alta produttività e spese minori» – afferma l’energy manager del gruppo Gianmaria Zanni.
2) Un po’ di storia
Nella prima metà del Novecento, grazie al progresso tecnologico e all’emergere di nuove esigenze, arrivano sul mercato i laminati mercantili: barre di forma piatta, quadrata, tonda, angolare e altro. Così, inizialmente, l’azienda mette in funzione un laminatoio per tondo da cemento. Per approvvigionarsi di energia elettrica, l’azienda realizza una linea da 10mila volt sul fiume Bacchiglione tra la centrale idroelettrica di Costozza e Vicenza. Nella seconda metà del Novecento l’azienda costruisce l’acciaieria con un forno elettrico da 10 tonnellate, poi aumentato a 20. Nel 1971 viene installato un treno di laminazione per profili di media grandezza; e nel 1978 si dà vita ad una nuova acciaieria con un forno da 60 tonnellate. Tra gli anni Ottanta e Novanta, l’azienda si consolida con nuovi stabilimenti a Marghera e a San Giorgio di Nogaro e l’acquisizione della francese Laminés Marchands Européens. Negli anni Duemila Afv assume le caratteristiche di Gruppo con la Siderurgica Ferrero (2002), la svizzera Stahl Gerlafingen (2006), le rumene S.C. Donalam (2007) e Cos di Targoviste (2022).
3) I prodotti e i mercati di destinazione
Il Gruppo realizza laminati mercantili, travi, acciai speciali Sbq (presentano una resilienza alle sollecitazioni molto elevata) e quelli per cemento armato. I settori di riferimento sono l’energia, le costruzioni, l’automotive e l’industria meccanica. «La Germania, l’Italia e la Francia sono i primi mercati di destinazione» – afferma Zanni.
4) Le quattro fasi del processo produttivo
La prima è quella del deposito rottame: consiste nell’approvvigionamento di materie prime (rottame e altri materiali secondari) per la produzione di acciaio tramite trasporto su strada, ferrovia e nave; sono scaricate e gestite all’interno dell’area di deposito. Con un ragno idraulico, il rottame è caricato nella cesta, che viene spostata con una gru dal deposito del rottame all’acciaieria. La seconda è quella della fusione e solidificazione: si tratta del caricamento e della fusione del rottame nel forno elettrico (Eaf) – con aggiunta di calce, carbone e ferroleghe per ottenere la composizione desiderata. Poi si raffredda l’acciaio liquido per formare il semiprodotto chiamato billetta o bramma a seconda della forma. La terza è quella della laminazione: occorre riscaldare la billetta da far passare attraverso i rulli di laminazione che danno la forma del prodotto finale (profili, angoli, tondi). Quest’ultimo, una volta raffreddato e tagliato a misura, è pesato e cartellinato con una scheda delle specifiche di produzione. Infine, la fase di stoccaggio e spedizione: i prodotti finali sono depositati nel magazzino, pronti per essere inviati ai clienti via strada o rotaia.
Il piano di decarbonizzazione di Beltrame
1) Il piano di sostenibilità
Il piano di decarbonizzazione è stato studiato nel contesto di un più generale progetto di sostenibilità. Anzitutto, si è trattato di dar vita ad una struttura organizzativa per coordinare e allineare, a livello di gruppo e di stabilimento, tutte le attività e i progetti in ambito sostenibilità. In secondo luogo, sono stati definiti i 5 pillar della strategia, e cioè le aree principali su cui focalizzare gli sforzi. Anzitutto, il consumo elettrico: si tratta da una parte di ridurre questo fattore, dall’altra di incrementare la quota derivante dalle rinnovabili; poi, l’acqua, visto che è possibile diminuire la spesa idrica con adeguati accorgimenti tecnici; ancora, le emissioni di anidride carbonica, che è un po’ il punto focale: gli obiettivi del piano di contenimento sono in linea con quelli del Green Deal europeo; ancora, i rifiuti: la discarica è l’ultima opzione, il riciclo la prima; infine, la sicurezza, per minimizzare il rischio di incidenti e infortuni.
2) Il piano di decarbonizzazione “vero e proprio”
Si è trattato anzitutto di capire quale fosse “il punto di partenza”. L’azienda si è affidata ad una società di certificazione Rina, che agisce secondo standard riconosciuti. Sotto questo profilo, le emissioni medie del Gruppo risultano pari a 0,57 tonnellate di CO2 per ogni tonnellata di acciaio prodotta. Il 25% è legato alle emissioni dirette delle fonti di proprietà o controllate dall’azienda (Scope 1); il 21% a quelle indirette derivanti dall’energia acquistata o acquisita, come il calore, il vapore, l’elettricità, o il raffreddamento (Scope 2); il 54% a quelle indirette che si verificano nella catena del valore (Scope 3). In realtà il valore complessivo del Gruppo è già di circa il 75% in meno di quello medio dell’industria siderurgica mondiale e del 15% in meno rispetto ai competitor a forno elettrico europei, quelli del ciclo secondario.
3) La definizione dell’obiettivo
Si è citato l’obiettivo di riduzione delle emissioni al 2030. Si tratta di arrivare a 0,15 tonnellate di CO2 per tonnellata di acciaio prodotto. Si agirà soprattutto sugli Scope 1 e 2, perché il 3 è più complicato da perseguire. «Non dipende dalla fabbrica: si pensi agli approvvigionamenti dall’Ucraina, che sono cessati con la guerra. Abbiamo dovuto ricorrere ad un fornitore che ha emissioni più alte» – afferma Zanni. Per conseguire il risultato, l’azienda ha sviluppato 45 progetti, raggruppati in quattro principali iniziative: pratiche di efficienza produttiva (con nuovi forni a gas di riscaldo, con sistemi di recupero del calore e altro); di economia circolare (già il 90% dei rifiuti è recuperato in cicli interni o esterni agli stabilimenti); di energia rinnovabile (l’azienda intende sviluppare altri impianti di energia green) e soluzioni all’idrogeno (i forni di Beltrame sono già predisposti per l’utilizzo di idrogeno).
4) Chalibria, il brand carbon neutral
Il brand è stato lanciato a metà novembre. In pratica, per le emissioni che l’azienda non è in grado di ridurre con i progetti previsti dal piano di decarbonizzazione (quelle dello Scope 3) la carbon-neutrality è ottenuta compensandole con l’acquisto di crediti di carbonio su base volontaria. Si ritiene che gli investimenti del piano di decarbonizzazione consentiranno di ridurre le emissioni e di conseguenza anche l’acquisto dei crediti nel tempo. «L’acciaio certificato “carbon neutral” costa un po’ di più rispetto a quello non certificato, ma è rivenduto come carbon neutral e aiuta la nostra azienda a continuare la sua missione di decarbonizzazione» – afferma Zanni.
Tutti i risparmi di energia (e quindi di emissioni) dalla colata al laminatoio nello stabilimento di Vicenza
1) I motori degli impianti di trattamento acque
Anzitutto, 50 motori degli impianti di trattamento acque sono stati sostituiti a partire dal 2018 con modelli ad alta efficienza. L’intervento ha riguardato anche i circuiti di raffreddamento del forno fusorio e dell’impianto fumi andando inoltre a sostituire il raffreddamento in torre evaporativa con degli air cooler. Così facendo peraltro – spiegano i tecnici Rossano Verzara e Alex Genero – è diminuito il consumo di acqua dello stabilimento.
2) Il cuore della questione: il forno fusorio
Si entra nel “pulpito” del forno fusorio, sorta di centrale di controllo di uno dei forni ad arco più grandi d’Europa. Il forno viene ricaricato di rottame con una cesta, una volta aperto il coperchio. Si utilizzano tre ceste per ognuna delle 36 colate al giorno, ciascuna delle quali ha una durata di almeno 32 minuti.
3) Il riscaldamento delle siviere
Per ottenere il migliore risultato e per recuperare calore, anche le siviere, grossi recipienti atti a contenere il metallo fuso e costituiti da un involucro di robusta lamiera rivestito internamente da materiale refrattario – vanno riscaldate. Lo si fa con potenti bruciatori. Anche questi sono stati sostituiti, con notevoli vantaggi di efficienza. «Ora occorrono 90 metri cubi all’ora medi di metano, contro i circa 160 che servivano con i modelli precedenti» – afferma Genero.
4) L’automazione della campionatura
Per quanto riguarda la campionatura del metallo fuso – che serve per valutare se c’è coerenza con le specifiche dell’azienda cliente – questa viene eseguita con un robot che svolge un’operazione che fino a poco tempo fa era compiuta da operatori umani, che si esponevano a pericoli molto seri. La macchina è stata realizzata dalla citata Polytec associando ad un robot antropomorfo una lancia dotata di uno speciale sistema di raffreddamento e di un’ottica in grado di resistere, per una trentina di secondi, a temperature che possono superare i 1.700 gradi centigradi.
5) Nuovi compressori e l’automazione dell’etichettatura
Si entra in sala compressori. L’aria compressa serve anche per azionare particolari device meccanici. I compressori sono stati tutti sostituiti, e soprattutto sono stati collettivamente dotati di una centralina che ne controlla il funzionamento. «Adesso il sistema agisce in automatico in base alle richieste di pressione dei singoli comparti. Le macchine sono azionate o spente in base alla necessità, mentre prima erano quasi sempre attive. Anche così, si evitano sprechi» – afferma Verzara. Anche l’applicazione di etichette di metallo – che contengono un insieme di informazioni – sopra le billette calde è stata automatizzata. Queste passano sotto un ponte, dal quale cala un robot che esegue l’operazione tramite chiodatura.
6) La carica calda e la gestione intelligente dei bruciatori
Siamo giunti di fronte ai forni di riscaldo dei laminatoi. «Sotto questo profilo, c’è molto da dire. Quando è possibile, utilizziamo la tecnica della carica calda: in pratica le billette sono trasferite al forno di riscaldo direttamente dalla colata: quando sono circa a mille gradi di temperatura, non a venti temperatura ambiente. In questo modo, si risparmia circa il 50% dell’energia» – afferma Genero. «Inoltre, entrambi i forni sono dotati di recuperatori di calore aria- fumi; ciò consente una diminuzione dell’utilizzo del gas naturale in quanto viene immessa aria già a 350-400°C di temperatura” – continua Genero. Inoltre tutti e due i forni sono dotati di Apc, acronimo di “advanced process control”, e cioè «un software che permette di regolare l’attività dei bruciatori in funzione di due variabili: la temperatura di ingresso e quella di uscita delle billette. Non c’è più il tecnico che li setta di volta in volta in modo manuale. Il sistema è automatizzato e questo consente di ottimizzare i consumi di gas naturale – afferma Genero. L’area di laminazione è lunga un centinaio di metri. Prima le billette vengono sbozzate, ripulendole dalla scaglia; poi si dà loro una forma, facendole passare attraverso delle griglie. Si ottiene così il prodotto finito. Le barre sono assemblate, legate e sollevate con enormi magneti. Il prodotto finito viene movimentato per raggiungere il magazzino.
