Come funzionano i processi produttivi allo stabilimento Marcegaglia di Ravenna? Quali sono i passaggi grazie ai quali il metallo viene trasformato, e il coil nero diventa una lamiera sottile, tagliata, anche zincata e verniciata – per l’edilizia, per i mezzi di trasporto, per l’alimentare, il commercio, il bianco e l’industria meccanica? Sono domande di grande interesse per chi si occupa di manifattura e soprattutto di acciaio. Dopo esserci occupati in questo articolo dei processi di funzionamento e di automazione affrontiamo ora l’argomento.
Lo stabilimento di Ravanna è quello in cui l’azienda guidata da Antonio ed Emma Marcegaglia ha investito di più: il cumulative investiment, a partire dal 1998, ha superato nel 2021 la soglia del miliardo di euro. D’altra parte Ravenna – 870 dipendenti (un migliaio i lavoratori dell’indotto), oltre due miliardi di valore della produzione – non è soltanto il più grande impianto metallurgico del gruppo mantovano, ma è anche il più importante polo logistico ed intermodale per tutte le attività industriali e commerciali della filiera di Marcegaglia. È un sito strategico. Per questo, è stato dotato delle più moderne strutture e delle più avanzate tecnologie produttive per il decapaggio chimico, la laminazione a freddo, la ricottura statica, la zincatura e la pre-verniciatura dei rotoli d’acciaio, oltre che di un centro servizi per la spianatura e il taglio dei coils in acciaio al carbonio. Qui tutto è calcolato, misurato, monitorato.
Uno strumento, il Gamp, prende in carico i coil neri che arrivano in banchina, e permette di gestire la logistica. Altri come Parsytec, Cognex, Surcon, Tensil-Pro, svelano il benché minimo difetto, o esaminano le caratteristiche microstrutturali degli acciai. Dunque, per capire su quale contesto industriale ha inciso un simile investimento in automazione, Industria Italiana ha intrapreso un viaggio all’interno dello stabilimento. La visita è avvenuta giorni fa: siamo stati assistiti, linea dopo linea, dal direttore dello stabilimento di Ravenna, Aldo Fiorini, e dal responsabile della qualità dell’impianto Michele Manaresi. Grazie a questo viaggio sono stati realizzati due articoli approfonditi.
La banchina
Lo stabilimento di Ravenna non è soltanto il più importante del gruppo quanto a produzione; è anche il più rilevante polo logistico e intermodale per tutte le attività industriali della sua filiera produttiva. I numeri spiegano tutto. Su 5,7 milioni di black coil, le grandi bobine di acciaio che Marcegaglia lavora, 4 milioni arrivano a Ravenna, per il 99% via mare. Di questi, 3 milioni sono trattati nel sito romagnolo, mentre un milione viene direttamente trasportato in altri stabilimenti. Occorre, dunque, una banchina all’altezza del compito. Quella dello stabilimento è lunga 650 metri e larga 50. Consente, grazie a 5 grandi gru di proprietà (da 100 tonnellate ciascuna), di caricare e scaricare quattro navi al contempo. Il pescaggio è pari a 10,3 metri. Lo stabilimento dispone peraltro di 4 km di linee ferroviarie in grado di movimentare un milione di tonnellate all’anno. Già in fase di scarico si attivano controlli integrati con i sistemi operativi. «I tecnici dispongono di un palmare con una stampante portatile, che consente di apporre un codice su ogni coil, per consentirne la tracciabilità. Se l’operatore nota un difetto nel coil, può segnalarlo in sistema. Si presta grande attenzione ai problemi che i cloruri (acqua salata) possono causare al metallo» – afferma Manaresi.
Se, come normalmente accade, questi problemi non esistono, i coil vengono presi in carico dal Gamp (Gestione arrivi materie prime), che è uno speciale Mes che realizza in tempo reale la mappatura di tutto il materiale nello stabilimento. «Permette di gestire la logistica: ad esempio, segnala al carrello elevatore o all’Agv dove si trova il prodotto e dove va recapitato» – afferma Manaresi. Il Gamp è molto accurato. Sullo schermo gli addetti possono visualizzare la posizione di un coil o il movimento di un muletto. È una tracciabilità certificata, con informazioni reperibili per tutti gli interessati. Nel percorso che porta dalla banchina alla linea di decapaggio si incontra un impianto di cogenerazione ad alto rendimento con una torretta cilindrica azzurra: la potenza installata è pari a 35 Mw. Garantisce il 67% del fabbisogno elettrico dello stabilimento; e il 100% della potenza elettrica autoprodotta è anche auto-consumata. Sostituisce tre generatori di vapore. Nei pressi, anche una costruzione dominata da una torretta che emette vapore acqueo: è una struttura che serve per recuperare l’acido cloridrico utilizzato, appunto, per il decapaggio. Ma cos’è il decapaggio?
Le linee di decapaggio
Lo stabilimento dispone di due linee di decapaggio, un’operazione chimica di dissoluzione che serve per pulire i coil da ossidi, contaminanti, sporco e incrostazioni. Si utilizza l’acido cloridrico, quello che viene recuperato nel citato impianto. Industria Italiana ha visitato una delle linee, la Due. Si immagini una struttura lunga circa 300 metri, dotata di quattro vasche con una concentrazione diversa e crescente di acido. Il metallo, per essere trattato, viene disteso e posto in continuità saldando la coda di un coil con la testa di un altro; e si appongono dei segni per capire dove inizia un coil e finisce l’altro. Da aree di accumulo si cedono materiali alle sezioni di processo, che lavorano metallo sino a 250 metri al minuto. All’uscita delle vasche quest’ultimo è trattato con acqua demineralizzata e asciugato.
Gli operatori dispongono di un rilevatore automatico dei difetti superficiali, Parsytec. «Alla velocità con cui “scorre” il metallo, senza un simile sistema non sarebbe possibile rilevare i difetti» – afferma Fiorini. Questi sono identificati grazie alle scale di grigio delle immagini. I dati di ispezione generati evitano il decapaggio insufficiente o eccessivo e riducono il numero di possibili reclami dei clienti. Sempre in fase di decapaggio, altri sistemi misurano la larghezza e lo spessore del metallo. Ma come sono spostati i coil? Grazie a Agv – acronimo di automated guided vehicle – veicoli intelligenti utilizzati in campo industriale per la movimentazione di prodotti e componenti all’interno di uno stabilimento. Seguono un percorso definito da guide ad induzione. In genere, in altri contesti manifatturieri, hanno dimensioni ridotte. Qui invece si tratta di prendere in carico coil che pesano diverse tonnellate, e pertanto sono giganteschi. Colpisce il visitatore vedere l’Agv passare sotto una solida struttura e “prelevare” il rotolo di metallo.
Le linee di laminazione a freddo
Le linee di laminazione a freddo costituiscono il cuore dello stabilimento. Ravenna ne ha quattro (che trattano 2,7 milioni di tonnellate di metallo), e una, la più avanzata, è stata visitata da Industria Italiana. Per laminazione si intende un processo meccanico utilizzato per diminuire lo spessore di una lamiera. Il metallo passa attraverso un treno di cinque gabbie, ognuna contenente 4 cilindri (due di dimensioni maggiori e due minori) contrapposti che ruotando su se stessi imprimono nel materiale la forma desiderata. Nella nuova linea di laminazione lo spessore della lamina è ridotto dell’80%, fino a 0,23 millimetri. L’utilizzo di emulsione è indispensabile per ridurre le forze di attrito che si vengono a generare nella lavorazione, e che se troppo elevate compromettono il risultato e dissipano troppa energia. L’impianto visitato da Industria Italiana può lavorare sino a 550mila tonnellate di metallo, corrispondenti ad un incremento di capacità di laminazione sino al 30% rispetto ad una linea ordinaria dello stesso genere.
Nella sala controllo della linea, su uno schermo, si nota la riduzione dello spessore del metallo che si effettua gabbia dopo gabbia; peraltro, ciò corrisponde ad un allungamento del materiale, e ad un incremento della velocità di scorrimento, che raggiunge il km al minuto. In questa fase, i sistemi automatici di rilevazione dei difetti sono Cognex – un dispositivo lineare che traduce in un segnale le diverse scale di grigio per poi comporre un’immagine della superficie – e Surcon di Ims che, con telecamere a scansione lineare e Led ad alte prestazioni acquisisce parallelamente le immagini da diverse angolazioni, in modo che nessun difetto venga perso.
La ricottura
La ricottura è un trattamento eseguito su metalli consistente nel riscaldamento a una data temperatura, notevolmente inferiore a quella di fusione, per una durata sufficiente a far riscaldare il pezzo sino al cuore, seguito da un lento raffreddamento. Serve ad ottenere la riscristallizzazione del materiale laminato, con conseguente miglioramento delle qualità meccaniche. Come viene ottenuta a Ravenna? «Si svolge direttamente e in continuo in zincatura (procedimento di cui parleremo a presto; Ndr); ma nel caso in cui questa non sia prevista, ci sono 32 forni, con una capacità annua di 750mila tonnellate. In questo caso si parla di ricottura statica» – afferma Manaresi.
Nel secondo caso, si crea una colonna di coil, ad asse verticale, e poi la si posiziona in una base (ce ne sono 56 a Ravenna) e la si inserisce in una campana (da 35 tonnellate, con un diametro di 2,1 metri) con una atmosfera di idrogeno puro e la si riscalda, tra i 700 e i 900 gradi. Dopodiché la colonna viene inserita in una campana di raffreddamento (prima ad aria, poi ad acqua) e infine posta in uno speciale magazzino: per raggiungere la temperatura ambiente i coil impiegano quattro giorni.
La skinpassatura
La skinpassatura è un trattamento di laminazione leggera: il nastro acquisisce l’uniformità delle caratteristiche meccaniche, magnetiche e di planarità e di finitura superficiale. A Ravenna c’è un’apposita linea di 35 tonnellate, dove peraltro si svolgono controlli dimensionali a raggi x.
La zincatura
La zincatura è il processo con cui viene applicato un rivestimento di zinco su un manufatto metallico generalmente di acciaio per proteggerlo dalla corrosione galvanica: lo zinco infatti limita la formazione di micro-celle elettrolitiche ad azione anodica nei bordi di grano (le interfacce tra due grani di un materiale policristallino). A Ravenna sono presenti quattro linee, inclusa una di zinco-verniciatura, che è poi quella che Industria Italiana ha visitato. Complessivamente, la capacità produttiva delle quattro linee è pari a 2 milioni di tonnellate all’anno. Nella linea di zinco-verniciatura il prodotto viene prima zincato e poi verniciato. Il nastro di metallo scorre a 200 metri al minuto; i coil sono saldati puliti, ricotti in continuo, raffreddati rapidamente e poi immersi in una vasca di zinco fuso a 450 gradi. Si nota una torre di raffreddamento. Automaticamente, vengono controllati: lo spessore dello strato di zinco, le dimensioni (anche utilizzando i raggi X), i protettivi superficiali e le proprietà meccaniche.
Quanto al controllo di queste ultime e delle caratteristiche microstrutturali degli acciai, Marcegaglia ha registrato il brevetto per un sistema, Tensil-Pro – acronimo di Tensile-structure Properties. È un modello matematico – per il quale Marcegaglia ha registrato un brevetto – che utilizza un insieme di equazioni fisiche sulla base dei dati dei processi di skinpassatura e laminazione. Per questa sua caratteristica il sistema Tensil-Pro può essere applicato a prodotti laminati a caldo e a freddo. Più in dettaglio, le proprietà metallurgiche che vengono rilevate sono la resistenza meccanica, la tensione di snervamento, e altre. Il modello sviluppato per la misurazione in linea consente di ottenere la microstruttura desiderata attraverso un processo di ricottura efficiente, migliorando le proprietà meccaniche e la formabilità degli acciai ad alta resistenza, mantenendo un basso consumo energetico globale. Quanto alla verniciatura, può essere realizzata in 1.500 colori diversi: ci sono 250 tonalità di bianco differenti.
Centro servizi
Marcegaglia ha realizzato a Ravenna il centro servizi più grande d’Italia per la rifinitura, il taglio e l’imballaggio automatizzato di nastri e lamiere. L’impianto, che ha una capacità annua di 1,1 milioni di tonnellate, è dotato di 7 spianatrici e 10 slitter capaci di ricavare lamiere e nastri con una larghezza massima di 2 metri e spessori da 0,29 mm a 16 mm e 3 linee d’imballo. La larghezza minima di taglio per i nastri è di 30 mm.
