N.4 2014 ASSOFOND FEDERAZIONE NAZIONALE FONDERIE La rivista delle Fonderie di Metalli Ferrosi e Non Ferrosi Poste Italiane S.p.A. - Anno XL-Pubblicazione bimestrale - Spedizione in A.P. - 70% - Filiale di Milano 320 tons/h 1100x1000x200/250mm, 240mph Savelli è il giusto partner nella tua fonderia per tutto ciò che gravita intorno alla “terra a verde” ed alla formatura per fusioni di acciaio, ghisa, alluminio e bronzo. 1400x800x200/350mm, 100mph 3000x1800x500/500mm, 10mph SAVELLI S.p.A Via GB Cacciamali 4, 25125 Brescia - ITALIA Tel. (+39) 030 3533345 - Fax (+39) 030 3534113 www.savelli.it - [email protected] Elgraph® – Ricarburanti per una migliore efficienza E’ ben noto che oggi le ghise sono prodotte rispettando sia gli standard più elevati sia i controlli più stringenti: per far fronte a queste sfide nel modo migliore, Elkem ha sistematicamente ampliato la gamma dei propri prodotti. Elgraph® Premium e Superior sono ricarburanti grafitizzati prodotti in Norvegia. 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Linee guida Assofond per la realizzazione di un modello organizzativo e gestionale..........................................................18 Progetto di Razionalizzazione dei processi di Fonderia I° Incontro tematico, 25 giugno 2014 - IL CUBILOTTO: un forno fusorio efficiente .............. 20 Il Congresso Assofond giunge alla XXXII Edizione ............................................................................ 30 Rubrica Legale L'evoluzione da un modello di subfornitura «pura» all'appalto e la consapevolezza del carico di responsabilità - VIII Workshop Legale: 23 luglio 2014 ....................................36 Direzione e redazione Federazione Nazionale Fonderie 20090 Trezzano S/Naviglio (MI), Via Copernico 54 Tel. 02/48400967 - Telefax 02/48401282 www.assofond.it - [email protected] Gestione editoriale e pubblicità S.A.S. - Società Assofond Servizi s.r.l. 20090 Trezzano S/Naviglio (MI), Via Copernico 54 Tel. 02/48400967 - Telefax 02/48401282 Amministrazione e abbonamenti S.A.S. - Società Assofond Servizi s.r.l. 20090 Trezzano S/Naviglio (MI), Via Copernico 54 Tel. 02/48400967 - Telefax 02/48401282 Abbonamenti per l’Italia, anno 2014 105,00 euro Abbonamento per l’estero, anno 2014 180,00 euro Una copia 12,91 euro, estero 20,66 euro Tecnico Numeri arretrati il doppio Efficienza energetica nei sistemi di alimentazione .................................................................. 42 Spedizioni in A.P. - 70% - Filiale di Milano Fluidità delle leghe leggere da fonderia. Parte II – Le leghe Al-Si ..........................................50 La spettroscopia LIBS per la misurazione continua dei metalli al camino – Il progetto Emilibs ..............................................................................................................................58 I vantaggi della cogenerazione nell’industria fusoria - Generazione elettrica e preriscaldo della carica metallica: un’opportunità concreta per l’efficienza ..................72 L’importanza della metallurgia “Metallurgia generale” (trentesima parte)........................74 In breve Zanardi Fonderie S.p.A.: Fondere la ghisa raffreddando i costi ..............................................90 Innovare usando l’esperienza ..........................................................................................................92 i Indice Progetto Grafico Draghi Luciano 20154 Milano - Via Messina 47 Tel. 02/3313321-33604352 e-mail: [email protected] Stampa Nastro & Nastro s.r.l. 21010 Germignaga (Va) - Via Stehli, 15 Tel. 0332/531463 - www.nastroenastro.it È vietata la riproduzione degli articoli e illustrazioni di Industria Fusoria senza autorizzazione e senza citare la fonte. La collaborazione alla Rivista è subordinata insindacabilmente al giudizio della Redazione. Le idee espresse dagli Autori non impegnano ne la Rivista ne Assofond e la responsabilità di quanto viene pubblicato rimane agli Autori stessi. La pubblicità che appare non supera il 50% della superficie totale del periodico. Inserzionisti ..........................................................................................................................................96 7 Industria Fusoria 4/2014 PRECISION & PERFORMANCE for METAL APPLICATIONS Unidrive M matched with a high performance motor from Emerson provides a solution that maximizes your productivity and product quality through precise automation control. 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Favini Da ormai più di un anno, Assofond effettua indagini presso i propri associati con cadenza trimestrale i cui dati vengono riassunti su di un report studiato appositamente per fornire agli operatori del settore un quadro sintetico e generale sull’andamento dei principali aspetti dell’industria di fonderia, ovvero “un’istantanea” sui trend produttivi, del fatturato e relativa quota sui mercati esteri, utilizzo capacità produttiva, mercati di destinazione dei getti prodotti, giorni all’incasso e percentuale dei crediti scaduti. Nei paragrafi che seguono, viene riportato un estratto dei tre report relativi al secondo trimestre 2014, ed ognuno inerente ai tre comparti principali dell’industria di fonderia: ghisa, acciaio e non ferrosi (alluminio e zinco nel dettaglio). Gli indici proposti sono calcolati con base fissa al primo trimestre 2013, inizio delle rilevazione periodiche. economico Trend economico Fonderie: segnali incoraggianti (rispettivamente +18% e +21% produzione, +20% e +31% fatturato) mentre la ghisa accusa un leggero ribasso rispetto al primo trimestre del 2014 (+17% rispetto a produzione 2013, +4% rispetto a fatturato 2013). Ghisa PRODUZIONE E FATTURATO Rispetto al primo trimestre del 2013, l’indice destagionalizzato registra una flessione di 16 punti rispetto al trimestre precedente, difatti passa dal valore 133 a 117. In termini congiunturali, questa flessione si determina in un -11% del secondo trimestre 2014 rispetto al primo dello stesso anno, anche se i giorni medi lavorati, dichiarati dal campione, sono in aumento In linea generale, il comparto risultato più tonico, sia da un punto di vista dei livelli produttivi che di quelli del fatturato, è quello dell’acciaio, forte anche di un trend meno altalenante (+18% produzione rispetto all’inizio del 2013, +26% fatturato). Anche alluminio e zinco registrano incrementi importanti Industria Fusoria 4/2014 10 (18 giorni rispetto ai 16,9). A subire il calo maggiore sono i livelli produttivi della ghisa grigia (-13% rispetto al trimestre precedente) mentre la ghisa duttile si ferma al -8%. Se si passa a considerare i valori tendenziali, la produzione registra comunque un’importante crescita rispetto al secondo trimestre dell’anno passato: i livelli produttivi totali della ghisa salgono di un +15%, sintesi del +18% della ghisa grigia e del più risicato +5% della ghisa duttile. Anche il fatturato segue lo stesso andamento al ribasso rispetto al primo trimestre del 2013, sebbene di entità inferiore: l’indice destagionalizzato passa da 109 a 104 (-5 punti). La ghisa grigia si flette di più rispetto alla ghisa duttile: se la prima registra -7 punti, la seconda ne perde solo 2. economico Tutti i mercati committenti sono proiettati soprattutto verso il mercato domestico, con quote superiori all’80% del fatturato e messo in relazione alle vendite di ciascun comparto; fanno eccezione la siderurgia, la cui quota verso l’Italia è pari al 73%, ma soprattutto l’automotive dove questa percentuale diminuisce fino al 57%. Quest’ultimo risulta anche il mercato più esportatore verso i Paesi UE, con una quota relativa del 41%. Gli altri mercati con incidenze significative verso l’UE sono la meccanica varia, la trattoristica e la siderurgia (tutte al 19%) e a seguire altri mercati non menzionati dalle fonderie (15%). La siderurgia è l’unico mercato con una quota significativa verso i Paesi extra UE (8%). INCASSI E CREDITI SCADUTI I livelli di fatturato del secondo trimestre 2014 rispetto allo stesso trimestre del 2013 sono in crescita, +4% il dato generale, mentre si attesta ad un +5% l’incremento della ghisa grigia ed ad un +3% quello della ghisa duttile. Il mix produttivo fra ghisa grigia e duttile è comunque costante nel tempo e quest’ultima rappresenta il 26% dei getti prodotti. 69% a fine 2013 e al 71% nel primo trimestre del 2014. Dalla fotografia scattata da questa rilevazione, si evince che i giorni medi all’incasso su clienti nazionali è sempre su livelli abbastanza alti, vale a dire intorno ai 95 giorni. Un leggero miglioramento si è avuto nel secondo trimestre 2014 (96) ma il periodo migliore rimane l’ultimo trimestre 2013. MERCATI DESTINAZIONE Il settore della meccanica varia è il principale mercato di destinazione con il 32% di quota sul fatturato di vendita totale. A seguire, l’automotive con il 20%, la trattoristica con il 16% e le macchine per movimento terra con il 10%. Le quote residuali rappresentano il 22% del mercato. Diversa è la situazione sui clienti esteri, sia in termini di valori assoluti, la media dei giorni difatti è nettamente inferiore e pari a 57, sia in termini di trend che risulta lievemente discendente: da 58 giorni degli ultimi due periodi si passa ai già citati 57. La quota di fatturato estero, in media, passa dal 29% al 27% del trimestre rilevato: se da un lato la quota relativa alla ghisa grigia rimane costante al 26%, la ghisa duttile vede diminuire la propria quota estera di 5 punti percentuali, passando dal 32% sul fatturato totale al 27%. In progressiva crescita è il dato dell’utilizzo della capacità produttiva che, nel secondo trimestre 2014, fissa la media al 74%. I due periodi precedenti hanno rilevato percentuali inferiori: al 11 Industria Fusoria 4/2014 economico La media dei crediti scaduti è sempre intorno all’8%, così come rilevato il trimestre scorso. Anche la ripartizione fra giorni fatturazione rimane simile: 35% per crediti a 30gg, 22% per quelli a 60gg e fino al 43% per le fatture emesse a 90gg. Acciaio acciai inossidabili (-14%). Nel mix produttivo i legati rimangono quelli più prodotti (58% del totale) anche se in leggera flessione rispetto al 60% del terzo trimestre 2013. Il fatturato, a parità di indice, cresce anche di più rispetto ai livelli produttivi: è +26% l’incre- PRODUZIONE E FATTURATO L’indice destagionalizzato che fissa la base di riferimento al primo trimestre del 2013 indica un significativo incremento (+18%): è la variazione più alta degli ultimi quattro trimestri ed è in contro tendenza rispetto al primo trimestre del 2014. All’inizio dell’anno, difatti, pur avendo una crescita delle tonnellate prodotte pari al +4% rispetto al primo trimestre 2013, è comunque risultata inferiore all’ultimo trimestre del 2013 (+12%). La variazione fra il primi due trimestri dell’anno in corso, sempre in termini destagionalizzati, è pari al +13%, con la variazione più significativa del +19% degli acciai al carbonio, il +14% degli acciai legati e +3% per gli inossidabili. In termini tendenziali, la crescita è sempre importante e pari al +21% fra il secondo trimestre 2014 e il corrispettivo del 2013. Ciò che si evince è la forte crescita degli acciai legati (+23%) e di quelli al carbonio (+27%) contro bilanciati da un’importante flessione degli Industria Fusoria 4/2014 12 mento sul primo trimestre 2013, dopo il tonfo del primo trimestre 2014 il cui valore si è attestato a 93. In questo caso, sia nell’indice a base 2013, sia nelle variazioni tendenziali, l’incremento maggiore lo ha registrato il fatturato in relazione ai getti di acciai legati: nel primo caso si ha un incremento del +55%, mentre rispetto al secondo trimestre 2013 la variazione è stata pari al +42%. Rispetto al secondo trimestre del 2013, le fonderie di acciaio hanno comunque registrato una crescita del +17% in termini di fatturato totale. L’unica flessione che si è avuta in termini di valori tendenziali è quella inerente agli acciai inossidabili (-8%). La quota di fatturato estero media rimane costante e pari al 25% del fatturato totale, analogamente al trimestre precedente. A vedere abbattuta la propria incidenza sono gli ac- economico po, vale a dire 45 giorni. In questo caso l’andamento è costante negli ultimi tre periodi rilevati. La media dei crediti scaduti si attesta al 10% dei crediti commerciali totali, all’interno dei quali quelli emessi con fatture a 30 giorni rappresentano la maggioranza (58%); a seguire vengono i crediti a 90 giorni (23%) ed infine quelli a 60 giorni (19%). Non ferrosi ciai al carbonio, dal 10% al 1%; l’unico valore ad aumentare è il 39% degli acciai inossidabili rispetto al 24% del periodo precedente. In aumento anche la capacità produttiva che risulta mediamente pari al 78%. MERCATI DESTINAZIONE Molte fonderie che hanno risposto all’indagine indicano in altri mercati la quota più importante del fatturato (34%): si valuterà in futuro come esplicitare questi mercati. Per gli altri mercati si ha una forte diversificazione, con ripartizioni simili: 16% il mercato della meccanica e della siderurgia, 15% quello dell’edilizia e 14% l’industria estrattiva. Tutti gli altri rappresentano il 5%. All’interno di ciascun mercato, le destinazioni rilevate sono per lo più italiane, per i mercati più importanti (altri, meccanica, siderurgia ed edilizia) con percentuali sopra il 60%; vale lo stesso per mercati minori come l’industria navale, ferroviaria e dei mezzi di trasporto. Diverse invece le incidenze per il mercato dell’industria estrattiva che divide esattamente a metà le destinazioni domestiche e quelle verso i Paesi UE. I soli mercati che interessano i Paesi extra UE sono la meccanica (7%) l’edilizia e la siderurgia (entrambe al 5%). INCASSI E CREDITI SCADUTI I giorni medi all’incasso da clienti nazionali rimangono piuttosto alti e si attestano sui 90gg. L’andamento è in diminuzione rispetto all’ultimo trimestre 2013, per cui si erano rilevati 93 giorni. Per essere pagati dai clienti esteri ci vuole la metà del tem- PRODUZIONE E FATTURATO Dopo un primo trimestre 2014 in discesa rispetto al trimestre precedente, sia alluminio che zinco aumentano la distanza rispetto al primo trimestre 2013, rispettivamente con un incremento del +18% e del +21%. La variazione percentuale più accentuata, rispetto al primo trimestre 2014, è quella del comparto dello zinco (+7%) mentre l’alluminio si ferma al +3%. Una nota sugli altri metalli (per cui è in corso una verifica) che crescono del +14% rispetto all’inizio del 2014, ma perdono moltissimo rispetto al primo periodo del 2013. In termini tendenziali è sempre lo zinco a registrare le performance migliori, fino al +17% durante questo secondo trimestre e rispetto al corrispettivo del 2013. Anche l’alluminio cresce, anche se di intensità inferiore (+5%). Il mix produttivo conferma la predominanza di getti di alluminio sul totale (93%). Il fatturato dell’alluminio, considerando l’indice destagionalizzato con base fissa al primo trimestre 2013, è tornato a quota +20%, così come nell’ultimo trimestre del 2013. In costante aumento, dal quarto trimestre 2013 in poi, il fatturato dello zinco che si attesta a +31%. 13 Industria Fusoria 4/2014 economico stanziale invarianza, ma su incidenze maggiori e sopra il 70%. Si riscontra, al contrario degli altri indici considerati, un calo nella percentuale media di utilizzo della capacità produttiva, in questo caso rilevata per tutti i metalli. Il calo dal 76% al 75% dell’ultimo trimestre è dato dall’elevata variabilità fra i valori delle fonderie di alluminio. MERCATI DESTINAZIONE La metà dei getti prodotti dalle fonderie non ferrose è destinata al mercato dei mezzi di trasporto (51%). Il secondo mercato per importanza sui fatturati aziendali è la meccanica con il 29%. Tutti gli altri settori di interesse si pongono al di sotto del 7%, ad iniziare dal mercato dei beni di consumo, poi l’edilizia ed ingegneria elettrica ed infine altri non definiti (3%). Le fonderie non ferrose presentano una forte propensione ai mercati UE: ingegneria elettrica e mercato dell’edilizia esportano più del 50% del fatturato relativo. Gli altri mercati, pur avendo la quota maggioritaria sull’Italia, presentano comunque incidenze importanti: meccanica (30%) mezzi di trasporto (39%) beni durevoli (31%) ed altri (40%). Quest’ultimo presenta anche una percentuale interessante per i Paesi extra UE e pari al 10%, seguito con il 4% dalla meccanica. I valori tendenziali confermano questa maggiore spinta dello zinco (+11% rispetto al secondo trimestre del 2013) rispetto all’alluminio (+8%). Le quote percentuali di fatturato sull’estero risultano al 40% sul totale, per il trimestre rilevato, per ciò che concerne l’alluminio, in lieve ripresa rispetto ai trimestri precedenti. Lo zinco rimane su una so- Industria Fusoria 4/2014 14 economico INCASSI E CREDITI SCADUTI Risultano pressoché costanti, negli ultimi tre trimestri, i giorni all’incasso per i clienti nazionali (94). Di molto superiori rispetto ai giorni attesi per i clienti stranieri: anche qui l’andamento è sostanzialmente lineare, anche se guadagna due giorni nell’ultimo trimestre, da 57 si passa a 55 giorni medi. Molto alti i crediti scaduti, in media si rileva il 15% sul totale dei crediti commerciali. Fra questi, la maggioranza assoluta del 57% la registrano quei clienti a cui è stata emessa fat- tura a 90 giorni, mentre la quota dei 30 e 60 giorni fattu- ra presentano percentuali simili ed intorno al 21%. INTERNATIONAL FOUNDRY FORUM 2014 L’International Foundry Forum (IFF) è un congresso mondiale della Fonderia e dei partner a monte e a valle del settore. Ha una cadenza biennale e viene organizzato congiuntamente dal CAEF, l'Associazione Europea delle Fonderie e CEMAFOND, l’Associazione Europea dei fornitori di impianti e prodotti per Fonderia. li clienti e operare un utile confronto tra la specifica tecnologia di fusione e altri processi di fabbricazione dei componenti tra loro in competizione. L’ottava edizione si terrà a Venezia il 26-27 Settembre 2014 presso l’Hotel Excelsior Lido. La partecipazione a tale appuntamento è possibile solo su invito personale. Lo scopo di questo forum biennale è quello di informare sulle tendenze di mercato e sulle opportunità di business per l'industria di Fonderia offrendo ai partecipanti interessanti occasioni di dibattito e confronto. In particolare rappresenta un luogo di incontro tra i massimi esponenti aziendali che fanno parte della stessa Supply Chian: fornitori, fonderie e committenti. Costituisce una vetrina mondiale che grazie alle relazioni che si instaurano e si consolidano a livello mondiale tra i partecipanti svolge anche un’azione efficace di divulgazione delle potenzialità offerte dalla tecnologia di Fonderia per una penetrazione ed utilizzo sempre più intenso dei getti fusi ferrosi e non ferrosi. Quindi un prezioso contributo per avvicinare nuovi potenzia- 15 Considerata l’importanza di tale congresso, Assofond è solita dedicare a tale tema un’apposita sessione del proprio congresso che generalmente si tiene a poche settimane di distanza dell’IFF. Nel programma del XXXII Congresso di Fonderia, Lecce 16-19 Ottobre, gli esiti dell’ottava edizione dell’IFF saranno illustrati ai congressisti dal Presidente di Assofond, Roberto Ariotti ed il Presidente di Amafond, Francesco Savelli, nel corso della sessione di Venerdì mattina alle 9.30 intitolata “Prospettive industria di fonderia con le conclusioni dell’International Foundry Forum di Venezia”. Industria Fusoria 4/2014 Minimaniche EXACTCAS Innovaz multi Le minimaniche di nuova generazione EXACTCAST™ OPTIMA convincono per le loro prestazioni: Elevata efficienza economica Affidabilità Migliore qualità dei getti Inviti alla rottura perfetti Ridottissime sezioni di giunzione Disponibili anche nella versione priva di fluoro Per ulteriori informazioni: www.ask-chemicals.com ASK Chemicals Italia Srl | Via Famagosta, 75 | 20142 Milano IT | Tel.: +39 02 848 94289 | [email protected] ANCHE I DURI HANNO UN’ANIMA MEMBER OF AMAFOND ©2011_www.imagination.it Linea di produzione · Impianti di Formatura · Impianti e macchine per animisterie (shell moulding, croning, cold box e hot box) · Macchine per formatura gusci ed incollatrici · Sterratore per anime · Impianti per il trattamento e trasferimento del metallo Euromac srl 36035 Marano Vic. (VI) Italy Via dell’Industria, 62 [email protected] Tel +(39) 0445.637629 Fax +(39) 0445.639057 www.euromac-srl.it eco no mi G. Corelli ico om on nomico eco ec o c economico M. Favini Legge 231/01: responsabilità amministrativa delle società. Linee guida Assofond per la realizzazione di un modello organizzativo e gestionale Il Decreto Legislativo 8 giugno 2001, n. 231, recante “Disciplina della responsabilità amministrativa delle persone giuridiche, delle società e delle associazioni anche prive di personalità giuridica, a norma dell’art. 11 della legge 29 settembre 2000, n. 300” ha introdotto per la prima volta nel nostro ordinamento la responsabilità in sede penale degli enti per gli illeciti conseguenti alla commissione di un reato. La responsabilità degli enti viene definita “amministrativa” dal Decreto, anche se, la dottrina è concorde nel sostenere che si tratta di una responsabilità di carattere sostanzialmente penale, che si aggiunge alla responsabilità penale dei soggetti che hanno materialmente realizzato il fatto illecito. configura ove sussista un “vantaggio dell’organizzazione”, o anche solamente nel caso in cui il reato sia commesso “nell’interesse dell’organizzazione”, senza che ne sia ancora derivato necessariamente un vantaggio concreto. Si tratta di un sistema di responsabilità autonomo, caratterizzato da presupposti e conseguenze distinti da quelli previsti per la responsabilità penale in capo alla persona fisica. La previsione di una responsabilità in capo agli enti, fa cadere uno dei principi cardine del nostro ordinamento, risalente al diritto romano secondo il quale “societas delinquere non potest”; in base a tale principio si escludeva che le persone giuridiche potessero essere soggetti attivi di un illecito penale. Tale responsabilità, che si aggiunge a quella della persona fisica che ha realizzato materialmente il fatto illecito, si Industria Fusoria 4/2014 18 In particolare, l’ente può essere ritenuto responsabile se, prima della commissione del reato da parte di un soggetto posto in posizione apicale o, anche, da soggetti sottoposti all’altrui direzione ad essi funzionalmente collegati, inclusi i soggetti non necessariamente in organigramma, come ad esempio consulenti o procacciatori, non abbia efficacemente attuato modelli di organizzazione e gestione idonei a evitare che si possano verificare i reati indicati nella norma. economico La responsabilità non sussiste, per espressa previsione dell’art. 5, comma 2, del d.lgs. 231/2001, se le persone indicate hanno agito “nell’interesse esclusivo proprio o di terzi”. Quanto alle conseguenze, l’accertamento dell’illecito previsto dal decreto 231/01 espone l’ente all’applicazione di gravi sanzioni, che ne colpiscono il patrimonio, l’immagine e la stessa attività. Nata per “contrastare” i reati contro la pubblica amministrazione (corruzione, concussione, truffa ai danni dello Stato, etc.), tipicamente di natura dolosa, il campo di applicazione della norma è stato successivamente esteso ad altri reati, ed in particolare a reati di natura colposa quali omicidio colposo e lesioni gravi e gravissime commesse in violazione delle norme antinfortunistiche e sulla tutela dell’igiene e della salute sul lavoro, ed ai reati commessi in violazione della normativa ambientale. La “criticità” delle citate normative per il Settore della Fonderia, anche per le imprese di piccola e media dimensione, ha reso sempre più necessaria l’attuazione di modelli organizzativi che potessero configurarsi idonei ad “esimere” le Fonderia dalla responsabilità definite dalla 231/01, a fronte della commissione dei citati reati da parte di soggetti ai vertici dell’organizzazione aziendale, od ad essi riconducibili. Le sanzioni previste dal decreto 231/01, come accennato, sono di estrema gravità in quanto colpiscono sia il patrimonio dell’ente che la sua libertà di azione: si tratta di pesanti sanzioni pecuniarie (nei casi dei reati in campo di salute e sicurezza sul lavoro oscillano fra i 200.000 euro e 1.500.000 euro), da un lato, e interdittive dall’altro, che possono arrivare fino al commissariamento dell’attività; il Decreto prevede, inoltre, le sanzioni accessorie della confisca e della pubblicazione della sentenza. I modelli organizzativi e gestionali richiesti dalla 231/01 La norma ha previsto la possibilità per l’ente di sottrarsi totalmente o parzialmente all’applicazione delle sanzioni, purché siano state rispettate determinate condizioni. L’art. 6 del D.lgs. 231/01, infatti, contempla una forma di “esclusione” da responsabilità dell’ente se si dimostra, in occasione di un procedimento penale per uno dei reati considerati (reati ”presupposto” di responsabilità), che l’organo dirigente dell’ente abbia adottato ed efficacemente attuato modelli di organizzazione e di gestione idonei a prevenire la commissione degli illeciti penali considerati, oltre ad avere effettuato una costante attività di vigilanza sul funzionamento e sull’osservanza del modello stesso, attraverso un organismo dotato di “autonomi poteri di iniziativa e controllo”. Il Modello Organizzativo ex D.Lgs. 231/2001 deve essere costituito da un insieme di norme che oltre a chiarire i contenuti della legge, indirizzino le attività aziendali in linea con tali norme per prevenire la commissione delle tipologie di reati “presupposto” contemplati dal Decreto Legislativo. Deve inoltre fornire indicazioni sulle modalità con cui vigilare sul funzionamento e sull’osservanza delle norme di legge e del Modello Organizzativo stesso. In particolare il modello deve rispondere alle seguenti esigenze: • individuare le attività nel cui ambito possono essere commessi i reati; • prevedere specifici “protocolli” che definiscano le cor- 19 rette modalità operative e decisionali dell’ente, in relazione ai reati da prevenire; • individuare modalità gestionali delle risorse finanziarie atte ad impedire la commissione dei reati; • prevedere idonei “canali informativi” verso l’organismo deputato alla vigilanza sul modello e sul suo funzionamento; • introdurre un “sistema disciplinare” idoneo a sanzionare il mancato rispetto di quanto definito nel modello. Per agevolare il “percorso” necessario alla realizzazione ed all’implementazione di un Modello Organizzativo e Gestionale (MOG) efficace, ASSOFOND ha ritenuto di sviluppare una Linea Guida di Settore per offrire alle imprese che abbiano scelto di adottare un modello di organizzazione e gestione una serie di indicazioni e misure, specificatamente “pensate” in relazione alle attività di Fonderia, ritenute in astratto idonee a rispondere alle esigenze delineate dal decreto 231/01, comunque “adattabili” alla specificità della singola impresa. Le Linee Guida sono finalizzate ad orientare le imprese nella realizzazione dei citati MOG, in particolare per quanto attiene l’attività di “valutazione del rischio”, basilare per la costruzione di un adeguato strumento finalizzato ad evitare il coinvolgimento dell’impresa nel caso di commissione dei reati presupposto, in particolare in tema di Salute e sicurezza sul lavoro ed in campo ambientale, oltre che per i restanti reati inseriti nel campo di applicazione della 231/01. Intenzione di ASSOFOND, successivamente alla definizione delle Linee Guida, è quella di avvalersi della possibilità definita al comma 3 dell’articolo 6 della norma, di comunicarle al Ministero della Giustizia per verificare “ . . . l’idoneità dei modelli a prevenire i reati”. Industria Fusoria 4/2014 eco no mi ico om on nomico eco ec o c economico G. Corelli – M. Prando S. Magri – A. Agosta M. Bianchini – M. Della Fornace M. Favini Progetto di Razionalizzazione dei Processi di Fonderia I° Incontro tematico – Il cubilotto: un forno fusorio efficiente Lo scorso 25 giugno, presso il Best Western Hotel Brescia Est di Castenedolo (BS), si è tenuto il primo di una serie di incontri, fra Imprenditori e tecnici delle fonderie associate, organizzati da Assofond all’interno del progetto finalizzato alla Razionalizzazione dei processi di fonderia. L’incontro, che ha visto una ampia partecipazione (circa 50 persone fra imprenditori, direttori di stabilimento e tecnici), è stato dedicato al cubilotto, il forno con cui sono nate, cresciute e si sono sviluppate la maggioranza delle fonderie italiane. Ai nostri giorni, questo forno, profondamente evoluto e sviluppato nel processo, nel recupero energetico e nella gestione delle problematiche ambientali, rappresenta il mezzo fusorio utilizzato da piccole e grandi fonderie in particolare. In Europa, Germania in testa, la maggior quantità di ghisa fusa viene ottenuta con questo mezzo fusorio. Dopo una introduzione di Gualtiero Corelli (Assofond), che ha riassunto gli obiettivi del progetto di Razionalizzazione dei Processi di Fonderia sono seguiti gli interventi di Sergio Magri direttore di stabilimento della Fonderia di Tor- Industria Fusoria 4/2014 bole, che ha descritto i vantaggi, in termini di efficienza, ottenuti dalla recente sostituzione del proprio cubilotto con uno che adotta le più recenti tecnologie, Angelica Agosta (Universal Sun) che ha parlato delle possibilità di recupero energetico dai fumi caldi del cubilotto, di Michele Bianchini (GE Power & Water Heat Recovery Solution) che ha parlato della tecnologia ORC di General 20 Electric, Massimo Della Fornace (consulente Assofond) che invece ha parlato dei materiali (combustibili e di carica) alternativi per il cubilotto e, infine, Maurizio Prando (Assofond) ha parlato del sito dedicato al progetto di Assofond (www.fonderiaefficiente.it). Riportiamo, a firma di ciascuno dei relatori, una sintesi degli interventi. economico Il Progetto di Razionalizzazione dei Processi di Fonderia G. Corelli – Assofond Tra le voci di costo che condizionano la competitività del Settore delle Fonderie, la “bolletta energetica” si posiziona ai primi posti. Per ridurre l’incidenza della “bolletta energetica”, è essenziale operare scelte gestionali che perseguano obiettivi di riduzione dei consumi attraverso il raggiungimento di elevati livelli di efficienza energetica, in tutte le aree e/o fasi produttive, non solo attraverso una corretta gestione del calore generato ma evitando “sprechi” legati alle caratteristiche intrinseche di macchine, impianti, processi, ma anche e soprattutto, alle modalità di conduzione delle attività, sempre più difficili da pianificare in relazione ad un mercato che richiede maggiore flessibilità e capacità di gestione delle richieste. LA SITUAZIONE DELLE FONDERIE ITALIANE Da alcune analisi svolte sulle principali fasi del ciclo produttivo di fonderia, e dai primi confronti effettuati, sono emersi ampi spazi di miglioramento delle performance delle Fonderie italiane in varie aree operative. I risparmi realizzabili, ovviamente, dipendono dal «livello di partenza» considerato; maggiore è il livello di efficienza di partenza e minore sarà lo spazio di miglioramento. In molti dei casi analizzati tuttavia, i risultati ottenuti consentono risparmi di energie percentuali a due cifre (fino al 20%). Va sottolineato che risparmi energetici significativi sono raggiungibili sia a seguito di modifiche tecnico impiantistiche che comportano investimenti, sia introducendo modifiche nelle modalità di gestione dei processi, a “costo zero”. LE FINALITÀ DEL PROGETTO La necessità di ridurre l’incidenza del “costo energetico” per recuperare la competitività delle Fonderie italiane, è stato lo stimolo per intraprendere un percorso ben più ambizioso, consistente in una “revisione critica” dell’intero processo di fonderia per individuare gli spazi di razionalizzazione esistenti. Nel quadro sopra descritto, si inserisce il progetto che ASSOFOND ha deciso di realizzare con le finalità seguenti: 1. realizzare uno strumento che possa aiutare l’imprenditore in una costante opera di razionalizzazione dei propri processi produttivi, organizzativi e gestionali al fine di recuperare, il più possibile, i margini di redditività della propria azienda ed aumentarne, conseguentemente, la competitività. Razionalizzazione dei processi, in ottica di riduzione dei costi e di ottimizzazione delle risorse energetiche in particolare, ma anche di razionalizzazione di tutti gli altri aspetti legati alle attività della Fonderia quali ambiente, salute e sicurezza dei lavoratori, attraverso una attenta analisi delle prassi operative e delle modalità gestionali. 2. aggiornare le tecniche considerate BAT (Best Available Techniques – Migliori Tecniche Disponibili), alla luce delle esperienze maturate dalle imprese del Settore a livello internazionale e nel nostro paese, anche attraverso una rilettura critica dei documenti europei applicabili alle attività di Fonderia. I principali strumenti, accessibili agli imprenditori a vari livelli (in funzione delle capacità di investimento consentita dai bilanci aziendali), attraverso i quali è possibile perseguire gli obiettivi di razionalizzazione sono: la Tecnologia ed i Sistemi Organizzativi. È indubbio, infatti, che innova- 21 zione ed aggiornamento tecnologico non possono fare a meno di adeguate modalità organizzative e gestionali che ne garantiscano l’utilizzo efficiente (minimo costo, massimo guadagno). Il cubilotto moderno, ultima evoluzione presso la Fonderia di Torbole S. Magri – Fonderia di Torbole Fonderia di Torbole, nell’Agosto 2013, ha sostituito il tino del cubilotto, che era operativo dal 1997. Si è deciso di installare il sifone a pressione, in alternativa del tradizionale sifone atmosferico, e il tino refrattariato a spessore ridotto. La scelta di un cambio più radicale è stata fatta, considerando le migliori performance del nuovo sistema e che ormai la quasi totalità delle installazioni utilizza questa tecnologia come verificato a seguito di varie visite nelle più importanti fonderie europee. L’installazione, compresa la rimozione del vecchio tino, le opere per le fondazioni e tutte le attività correlate, ha richiesto 4 settimane ed il 02 settembre 2013 il cubilotto è stato avviato con successo. Nel corso dell’incontro organizzato da Assofond il 25 giugno scorso, era stato presentato un ampio report fotografico relativo alle varie fasi dell’installazione. In questo documento si intende brevemente riassumere le efficienze ed i miglioramenti implementati ed in buona parte conseguiti con la nuova tecnologia. Le principali differenze tra i forni sono illustrate negli schemi seguenti. In particolare si nota che la separazione della ghisa e della scoria fusa avviene in un bacino separato e non nel crogiolo del cubilotto. Questo influenza positivamente alcuni aspetti di processo di seguito descritti. Industria Fusoria 4/2014 economico Cubilotto con sifone atmosferico Cubilotto con sifone in pressione Fig. 1 I miglioramenti sono sia per la parte meccanica che di processo (Fig. 1). PARTE MECCANICA: 1. Ottimizzazione delle dimensioni per la capacità fusoria. Risulta più gestibile la quantità di ghisa oraria da produrre in base all’assorbimento delle linee di formatura. 2. Ottimizzazione della testa per il controllo della pressione ed una migliore pre-separazione delle polveri grossolane. La nuova testa del cubilotto, ha migliorato la gestione dell’aspirazione con una temperatura nel post-combustore più costante e stabile, favorendo un significativo risparmio di gas metano del bruciatore principale nella ca- mera di combustione, che nella fase fusoria non interviene mai. Il dato di consumo attuale risulta essere inferiore a 2 m3 di gas per tonnellata di ghisa fusa a fronte di un dato storico di circa 6 m3 per ton di ghisa. 3. Nuovo metodo di raffreddamento della testa. Il sistema precedente di raffreddamento della testa con acqua “ferma” nella vasca ed il raffreddamento, anch’esso ad acqua, dell’intercapedine esterna, ha sempre creato problemi per accumuli di incrostazioni e conseguente mancato raffreddamento di alcuni settori, soggetti quindi a frequenti rotture. Il nuovo Nuova camera di aspirazione Nuovo ring spruzzatori Fig. 2 Industria Fusoria 4/2014 metodo con refrattario esterno e vasca interna vuota e raffreddata sulle pareti, risulta essere più affidabile con una gestione migliore e più accessibile (Fig. 2). 4. Nuovi ring spruzzatori in tre settori. 5. Toro del vento con isolamento interno in ceramica per minori perdite di temperatura e maggiore durata. 6. Tino conico per un migliore raffreddamento con ridotta probabilità di formazione di incrostazioni. 7. Anello in metallo sotto la testa a protezione del refrattario. 8. Riduzione del refrattario nel tino da 300 a 100 mm. 9. Ottimizzazione delle tubiere con forma conica. 22 economico Analisi temporale del carbonio (C) Analisi temporale del Silicio (Si) Fig. 3 PROCESSO: 1. Maggiore stabilità di C e Si Le analisi (linea rossa), con prelievo di ghisa prima che entri nell’avanforno, mostrano un sensibile miglioramento nella stabilità del Carbonio rispetto al cubilotto precedente (linea blu) ed un miglioramento anche se meno evidente per il silicio (Fig. 3). 2. Temperatura di spillata più alta. A fronte di un utilizzo di coke leggermente più alto(0,20,4%), la temperatura di spillata è mediamente 25-30°C più alta. Secondo alcuni studi il risparmio di energia è pari a 230W x 1°C x 1 ton di ghisa prodotta. 3. Minori perdite di Si. Il valore di ossidazione del Silicio per questi forni è mediamente del 25%, nel nostro caso vi è stato un recupero di 1 punto rispetto al cubilotto con sifone atmosferico con valori di perdita tra 26-28%. 4. Minore quantità di ghisa in fase di svuotamento e gestione più semplice e meno gravosa per gli addetti (Fig. 4). 5. Consumi di refrattari ridotto. Il valore di consumo di refrattario per il cubilotto con sifo- Schema del sifone in pressione a vento spento Fig. 4 ne atmosferico era di 1,40 kg per tonnellata di ghisa fusa. Il nuovo valore, ad un anno di utilizzo, risulta essere 0,8. La frequenza degli interventi prevede: - Piccola riparazione esterna settimanale del sifone scoria. - Ogni 2-3 settimane riparazione completa del sifone. - Ogni 3-4 mesi riparazione bacino. I risultati raggiunti ed il corretto rapporto fra questi e l’investimento hanno confermato ampiamente la validità delle scelte. Recupero energetico dai fumi del cubilotto, perché nulla vada sprecato A. Agosta – Universal Sun Le aziende, in questo particolare momento storico, puntano ancora di più alla riduzione dei costi energetici come fattore critico di successo. Le fonderie sono caratterizzate da una forte produzione di calore che normalmente viene disperso in atmosfera oppure parzialmente recuperato, sul modello «tedesco», per la produzione di acqua calda ad uso riscaldamento o, in rari casi, di processo; recuperare il calore prodotto per auto-produrre energia elettrica attraverso il ciclo organico di Rankine rappresenta una buona opportunità per ridurre i costi mettendo a reddito ciò che oggi si spreca. Infatti, nelle fonderie in cui è 23 presente un sistema di recupero per la produzione di acqua calda, data la forte stagionalità dei carichi termici, il calore disponibile resta quantitativamente importante e normalmente viene dissipato impiegando energia elettrica per il funzionamento di dry-cooler. Laddove non è presente il sistema di recupero, vengono attualmente impiegati sistemi tradizionali di abbattimento delle temperature, ovvero quench tower o air cooler, che per costi di esercizio e canoni di manutenzione rappresentano una spesa rilevante nel bilancio aziendale. In entrambi i casi, utilizzare il calore sprecato per alimentare un ciclo ORC, non solo rappresenta un’opportunità di reddito, ma consente anche di ottimizzare e migliorare la gestione operativa per effetto del mancato utilizzo di dry-cooler, quench tower o air cooler. Il ciclo di Rankine, alla base del ciclo a vapore, è un ciclo termodinamico endoreversibile composto da due trasformazioni adiabatiche e da due isobare, attraverso il quale il calore viene trasformato in lavoro. La particolarità del sistema ORC è l’utilizzo di un fluido organico con basse temperature di cambiamento di stato che consentono, a fronte di un minore dislivello termico, e quindi di una minore energia estraibile, di sfruttare fonti termiche a media temperatura. Lo schema di processo prevede un circuito a fluido vettore Industria Fusoria 4/2014 economico (olio diatermico o acqua surriscaldata) che recupera il calore sensibile dal flusso di gas esausti in uscita dal processo produttivo attraverso uno scambiatore di calore; il fluido vettore così riscaldato attraversa un evaporatore nel quale cede calore per la vaporizzazione del fluido organico. Il fluido organico sotto forma di vapore espande quindi in una turbina direttamente collegata ad un generatore elettrico. Il vapore viene poi condensato (mediante raffreddamento ad aria o ad acqua) e quindi riportato allo stato liquido per poi essere pompato nuovamente nell’evaporatore completando così la sequenza del ciclo. Il componente chiave del sistema appena descritto, dal punto di vista dell’impatto sul processo produttivo, è lo scambiatore di calore il cui dimensionamento non può prescindere da: • analisi della composizione dei fumi: in base ai contenuti deve essere scelto il sistema di pulizia più adeguato; • rispetto dell’equilibrio delle pressioni nella linea fumi: le perdite di carico introdotte devono essere compatibili; • rispetto delle temperature: un sistema di controllo e regolazione adeguato deve garantire le temperature di progetto di eventuali sistemi di filtrazione posti a valle. Anche l’analisi del sistema di espulsione dei fumi esistente (aspirante o premete) deve essere condotta in modo tale da individuare la soluzione migliore di inserimento dello scambiatore di calore (presenza o meno di by-pass). Per quanto riguarda la taglia dell’ORC da installare, essa deve essere scelta in modo tale da massimizzare le ore di suo funzionamento così da garantire la massima produttività: una valutazione errata, eseguita sui picchi di carico termico, comporta un’eccessiva parzializzazione o stop della macchina (con consumi degli ausiliari non ottimizzati) con conseguenze sul bilancio energetico del sistema. Industria Fusoria 4/2014 Dimensionare l’intervento sul base load e prevedere un sistema ORC modularizzato (più moduli di taglia inferiore a quella di base-load) consente l’esercizio full time dell’impianto. La tecnologia consolidata, uno studio meticoloso del processo nonché uno studio economico finalizzato alla costruzione di una proposta contrattuale mirata, consente in entrambe le casistiche risultati industriali notevoli che si traducono in business plan particolarmente interessanti. I tempi di ritorno stimabili vanno dai 3 anni in caso di inserimento sul circuito olio ai 5 anni in caso di totale revamping dei sistemi di dissipazione. Il generatore GE Clean Cycle: ORC di piccola taglia per il recupero energetico in impianti industriali M. Bianchini – GE Power & Water Un generatore ORC di piccola taglia ed in grado di funzionare anche a basse temperature permette di recuperare calore da molteplici fonti e di trasformare tale calore in energia elettrica che può essere immessa in rete. Diversi aspetti devono essere tenuti in considerazione affinché una tecnologia possa essere applicata con successo in un determinato settore. Nel caso particolare del recupero energetico in impianti industriali, ed in particolare nelle fonderie, si possono individuare i seguenti fattori: • Le sorgenti termiche disponibili per il recupero possono variare da impianto a impianto sia in termini di temperature che di fluido disponibile (fumi in uscita dal cubilotto oppure olio diatermico utilizzato in uno scambiatore di raffreddamento fumi). 24 • Tali sorgenti termiche non sono disponibili continuamente e a livelli costanti di energia ma seguono l’andamento del ciclo produttivo aziendale (carico parziale, fermate, …). • Gli impianti vengono realizzati in siti che sono, prima di tutto, dedicati alla produzione di beni industriali e non di energia. E’ necessario quindi che l’aggiunta di un impianto per il recupero energetico non “ostacoli” le normali attività industriali. Non dovranno essere richieste risorse, in termini di tempo dedicato e conoscenze specifiche, al personale già presente in sito. • La maggior parte degli impianti di generazione saranno di taglia piccola e medio piccola (P installata < 1 MWel) per questo i costi di esercizio e di manutenzione devono essere minimi per non annullare il vantaggio economico creato dall’energia elettrica autoprodotta. Il generatore GE Clean Cycle consente di fornire una soluzione ai punti sopra riportati. Si tratta di un assieme completamente assemblato e testato in fabbrica e già operante in numerosi impianti nel mondo, con conseguenti vantaggi dal punto di vista della realizzazione dell’impianto e dell’affidabilità. La dimensione dell’impianto viene adattata alla disponibilità di energia termica con un approccio modulare: vengono installati più unità della stessa macchina in parallelo. Fig. 5 economico La connessione tra l’alternatore e la rete elettrica attraverso un doppio sistema di conversione AC/DC e DC/AC permette di svincolare il numero di giri del rotore dalla velocità di sincronismo fornendo due importanti vantaggi: • La turbina può variare la velocità di rotazione adeguandola alle condizioni di lavoro in caso di funzionamento a carico parziale. In questo modo il generatore può lavorare a carico parziale in base alla disponibilità di calore dal processo produttivo senza bruschi cali di efficienza. • La turbina funziona ad alti regimi di rotazione consentendo di realizzare un generatore di dimensioni molto compatte rispetto ad unità di pari potenza ma funzionanti a bassa velocità. Il gruppo di generazione può essere inserito in un container di dimensioni standard consentendo di realizzare un impianto in tempi molto rapidi e con opere civili ridotte al minimo (Fig. 5). permettono di realizzare impianti di recupero energetico in ambienti industriali utilizzando una tecnologia consolidata e di semplice gestione. L’utilizzo di materiali alternativi, dai costi di conferimento a valore di materia prima M. Della Fornace – Consulente Assofond Tutti i processi producono prodotti e sottoprodotti. Ad alcuni di questi, non riuscendo ad individuare un utilizzo conveniente, diamo il nome di rifiuti. Certamente i processi di fonderia, sostanzialmente quello legato al metallo e quello legato alla formatura, producono sottoprodotti che, in molti casi vengono conferiti come rifiuti e come tali smaltiti. Ogni tonnellata di getti prodotti genera da 5 a 10 Kg di rifiuti smaltiti con un costo complessivo annuo di 40 milioni di euro pari al 1,4 % del fatturato del settore. Il fluido organico utilizzato, della famiglia degli idrofluorocarburi (gas normalmente utilizzati in applicazioni di condizionamento e refrigerazione), non è classificato come fluido pericoloso e quindi è molto facile da gestire dal punto di vista della sicurezza. Se opportunamente selezionati e trattati possono essere destinati al riutilizzo in altri processi industriali previo opportuni controlli, come i test di cessione per esempio, e secondo la normativa DM 5.02.98. L’assieme turbina – generatore, realizzato senza parti soggette a lubrificazione ed usura (cuscinetti a levitazione magnetica senza lubrificazione, assieme girante – alternatore ermetico senza tenute rotanti sull’albero), minimizza i costi di manutenzione in termini di materiali e manodopera. Tutte queste caratteristiche Normalmente le fonderie tendono a conferire il rifiuto tal quale come viene generato ed i processi di trattamento e di rigenerazione vengono affidati ad aziende terze, specializzate, o all’utilizzatore finale. Poiché la movimentazione interna ed i trasporti generano disagi ambientali e costi è preferibile trattare sul luogo di produzio- ne fornendo un prodotto pronto per l’utilizzo. Premesso che l’efficienza di ogni processo si evidenzia anche e soprattutto nella massimizzazione del prodotto e quindi nella minimizzazione dei sottoprodotti, maggiore sensibilità ed attenzione vanno posti alle possibilità di riutilizzo di tali sottoprodotti nell’ambito del processo che li ha generati o nell’ambito degli altri processi presenti nel sito industriale. Le fonderie che utilizzano il cubilotto come mezzo fusorio, hanno in tale forno la macchina più adatta per recuperare metalli e ferroleghe dalle polveri di abbattimento dei fumi e dalle terre di fonderia. Il cubilotto non è solo un mezzo fusorio ma anche un carboriduttore degli ossidi. Da alcuni anni presso fonderie francesi e tedesche in particolare si recuperano polveri introdotte tal quali attraverso le tubiere o bricchettate con leganti a base di cemento (blocchetti) o per costipazione meccanica (bricchette o nocelle). Molto importanti il contributo degli Istituti di ricerca specializzati e dei politecnici (1). Altrettanto importante la sensibilità e la disponibilità degli Enti preposti ai controlli ambientali perché consentano di effettuare prove con materiali alternativi, sempre nel rispetto delle normative. Al fine di ridurre i leganti, materiali in aggiunta costosi in acquisto, nella fusione e nella gestione a causa dell’aumento delle loppe, sarebbe da preferire la costipazione meccanica dove l’aggiunta dei leganti normalmente non supera il 2% contro il 20% di cemento nei blocchetti. L’uso di materiali (1) Per esempio un progetto, condotto da IfG, in collaborazione con il Teaching and Research Field Technology for Energy Raw Materials (Lehr – und Forschungsgebiet Technologie der Energierohstoffe – TEER) alla RWTH University ad Aachen, mira a sostituire la maggiore quantità possibile di coke di fonderia con biomassa senza riduzione della qualità e senza incorrere in problemi nel processo di fusione. Questo significa che le materie prime rinnovabili, di origine prevalentemente nazionali, oggi possono essere impiegate nel processo di fusione. 25 Industria Fusoria 4/2014 economico adeguati come amidi e bentoniti permettono buone resistenze meccaniche sia a freddo che a caldo intorno ai 900-1.400 °C nella fase della carboriduzione. Carboriduzione che deve essere favorita dall’intimo contatto, nella bricchetta, fra gli ossidi ed il carbonio. Quest’ultimo può, anzi deve, essere quello che si genera come sfridi, nella movimentazione del carbon coke dai piazzali al caricamento nel forno. Possono essere prodotte bricchette con la sola polvere del coke che, in forma di grosse caramelle, possono sostituire in parte i blocchi di carbon coke. Ci sono situazioni o sottoprodotti per i quali non conosciamo tutte le possibilità di utilizzo e tantomeno quanto è stato fatto in altri paesi europei o da parte di altre fonderie europee. E’ il caso dell’utilizzo delle scorie e del portale www.euroslag.com recentemente individuato da una fonderia. L’utilizzo di rottami economici e altri materiali ferrosi e car- boniosi a basso costo rappresenta una opportunità per ridurre i costi del metallo ed un contributo, che possono dare le fonderie, al riutilizzo di sottoprodotti provenienti da altre attività industriali. Si invertono, in questo caso, le parti. Le fonderie da generatrici di rifiuti diventano utilizzatrici di rifiuti o meglio sottoprodotti. Condizione già ampiamente sperimentata in altri settori industriali quali i cementifici, per esempio. L’uso dei propri sottoprodotti e di quelli generati da altri processi va fatto con attenzione sperimentando e verificando non solo la qualità del risultato ma anche le problematiche impiantistiche, gestionali ed eventualmente ecologiche. Al di là dei costi, si tratta di prendere coscienza di quanto sia ingiusto scaricare sulle generazioni future i nostri rifiuti nascondendoli in discarica ed acquisire conoscenze delle possibilità e delle esperienze fatte da altre fonderie ed in altri settori industriali in Europa e nel mondo. Assofond, attraverso il suo sito specializzato www.fonderiaefficiente.it vuol dare un contributo anche in questa direzione. La pubblicazione dei risultati del progetto: il sito: www.fonderiaefficiente.it M. Prando – ASSOFOND Al progetto di ASSOFOND è stato dedicato il sito web www.fonderiaefficiente.it nel quale sono pubblicati i risultati del lavoro. L’accesso al sito è libero e ciascun utente, dopo essersi registrato, ha la opportunità di commentarne i contenuti. Per chi fosse interessato, sono disponibili tutti gli approfondimenti di tipo tecnico e gestionale relativi al Forno Cubilotto e tutte le presentazioni dei relatori che hanno partecipato all’incontro del 25 giugno scorso. Il prossimo incontro sarà programmato tra i mesi di Settembre ed Ottobre e sarà dedicato alla gestione dell’aria compressa. Industria Fusoria 4/2014 26 eco no mi ico om on nomico eco ec o c M. Favini Si tiene a Lecce il 16 e 17 Ottobre 2014 la XXXII edizione del Congresso Nazionale Fonderie, il tradizionale appuntamento biennale che focalizza l’attenzione non solo sugli operatori del Settore, ma di tutti gli stakeholder della filiera, dai fornitori di prodotti, di macchine, impianti e tecnologie, ai Settori clienti attorno ai principali temi economici di interesse. Il leitmotiv sarà l’internazionalizzazione: “Esportare di più si può, si deve”, attorno al quale si svilupperanno gli interventi dei relatori e i dibattiti delle tavole rotonde. Diverse le aree di argomento in cui si strutturerà l’edizione di quest’anno: l’internazionalizzazione, le prospettive dell’industria di Fonderia a livello mondiale e quelle dei settori committenti, il passaggio generazionale e la “corporate governance”, temi di politica economica: la svalutazione fiscale competitiva e la detassazione dei fattori produttivi. Linee tematiche scelte con oculatezza e valutate al fine di discutere e parlare di problematiche concrete che le aziende affrontano quotidianamente. Saranno ulteriormente toccate le tematiche ambientali, da sempre al centro dell’attività dell’Associazione, fondamentali per uno sviluppo sostenibile del Settore. La prima sessione affronterà l’internazionalizzazione. Ci si interrogherà sulla necessità di questa scelta strategica sopratIndustria Fusoria 4/2014 economico Il Congresso Assofond giunge alla XXXII Edizione tutto a seguito dell’ultima crisi scoppiata nel 2008, ma anche sulla presenza di Fonderie italiane all’estero capaci di confermare abilità imprenditoriali e di ingegno, livelli prestazionali elevati per qualità e affidabilità. In una parola il tanto decantato ”Made in Italy”. Ma anche la virtù di conseguire, attraverso l’internazionalizzazione e le necessità che inevitabilmente impone, un’autentica crescita nella direzione di un più moderno assetto dell’impresa. Queste le motivazioni che hanno indotto Assofond a mettere al centro del proprio XXXII Congresso il tema dell’internazionalizzazione della Fonderia. Gli interventi e le due tavole rotonde previste hanno il fine di ridurre il deficit informativo sull’argomento e di offrire alle Imprese del Settore e a tutti i Congressisti che seguiranno i lavori, un ampio panorama sulle esperienze dei mercati già collaudati, ma soprattutto di approfondimento sulle promettenti nuove frontiere di sviluppo. Il focus sarà incentrato sui Paesi dell’Africa e del Mediterraneo e sulle capacità di tali economie di trainare, attraverso il proprio sviluppo manifatturiero, l’export del “getto di Fonderia”. Per raggiungere lo scopo Assofond ha invitato tra il panel dei relatori Assafrica & Mediterraneo, l’Associazione imprenditoriale del Sistema Confindustria specializzata a rappresentare e supportare le imprese italiane operanti o interessate a svilupparsi nei 70 Paesi del Mediterraneo, Africa e 30 Medio Oriente. L’analisi mira all’individuazione dei mercati sui quali concentrare maggiore attenzione nei prossimi anni, attenzione che tenga conto della ridotta esperienza delle Fonderie su questo contesto estero, pur vantando a livello nazionale capacità imprenditoriali di primaria importanza. Obiettivo finale da raggiungere tramite analisi e approfondimenti successivi a questo primo step congressuale, è giungere a disegnare una nuova geografia dell’export per le nostre imprese di Fonderia, mettendo a loro disposizione strumenti che le orientino in queste aree, in funzione della propria specializzazione produttiva. Non meno importante sarà l’identificazione del modello di business più adeguato ad intercettare la domanda di getti proveniente da tali Paesi. Il successo dell’Industria italiana di Fonderia sui mercati globali si è manifestato nell’ultimo decennio in presenza di una struttura dimensionale di piccola scala, che non ha condizionato la capacità di esportare in modo troppo penalizzante. Ciò in quanto il nostro modello produttivo ha consentito un buon collocamento nella catena del valore, al traino dei grandi gruppi internazionalizzati di cui le Fonderie sono fornitori importanti. Un caso esemplare è rappresentato dai grandi costruttori di autoveicoli con stabilimenti di assemblaggio nei mercati più tradizionali. Le competenze chiave che atten- economico gono a questo modello di business sono in primo luogo quelle di tipo manifatturiero/industriale; l’aspetto produttivo è prevalente rispetto alle abilità più prettamente legate alla distribuzione. La minore dimensione media delle imprese italiane si riflette in modo significativo sul grado di internazionalizzazione del settore per la vendita diretta sul mercato locale. In questo secondo paradigma di business il peso della distribuzione e la complessità delle reti di vendita richiedono competenze e risorse finanziarie adeguate per le quali la dimensione aziendale potrebbe divenire un fattore critico. Un’attività di promozione delle esportazioni deve essere accompagnata o proceduta da una politica di consolidamento delle dimensioni d’impresa. Questo è un tema che il nostro Settore affronta da tempo e sul quale Assofond non mancherà di ritornare nell’ambito delle sessioni di lavoro del Congresso, anche se con sfumature ed enfasi diverse: il tema di una gestione manageriale dell’impresa rispetto al ruolo dominante del fondatore, quello del passaggio generazionale dal fondatore ai successori e quello delle aggregazioni di impresa. Il Congresso approfondirà i tipi di supporto e di garanzie che le Istituzioni pubbliche, sia regionali che nazionali, possono fornire a sostegno del processo di internazionalizzazione, tenendo conto al contempo della struttura e capacità finanziaria delle nostre imprese. La presenza del Vice Ministro dello Sviluppo Economico, Carlo Calenda, sarà un’occasione per approfondire i punti del piano straordinario per il Made in Italy 2015 che il Governo italiano varerà a settembre. Il tema dell’internazionalizzazione sarà trattato con un taglio assolutamente pragmatico nel corso della prima tavola rotonda, con le testimonianze di Fonderie italiane che hanno già intrapreso questa strategia, e durante la seconda con l’esperienza attestata dalle imprese committenti. Tra gli strumenti a disposizione delle Imprese per affrontare la competizione globale, l’ambiente ha assunto negli ultimi anni importanza crescente, diventando uno strumento di competitività per le imprese, in un mercato che sempre più richiede una “qualità del prodotto” intesa non più solamente come rispondenza a standard tecnici, ma come performance dell’Impresa in cui gli aspetti ambientali sono valutati alla stregua della qualità intrinseca del bene. Se questo assunto è vero per la gran parte delle attività industriali, è tanto più rilevante per quelle attività tradizionalmente associate ad immagini di maggiore impatto ambientale, interno ed esterno all’Impresa, quali quella da sempre associata, il più delle volte erroneamente, alle Fonderie. Al di là del doveroso rispetto dei vincoli imposti dalla legislazione ambientale, il futuro delle Fonderie sarà sempre più legato alla possibilità di coniugare in modo armonico impresa e ambiente, facendo proprio il concetto di sviluppo sostenibile sempre più presente nelle politiche economiche. Nonostante l’impegno e le risorse profusi per il miglioramento dell’ambiente interno ed esterno all’Impresa, l’immagine della Fonderia resta radi- cata a vecchi concetti e pesa negativamente nei rapporti con le componenti sociali esterne all’impresa; negli ultimi anni il Settore ha destinato una quota rilevante degli investimenti per migliorare l’ambiente interno ed esterno all’impresa, implementando Sistemi di gestione di Ambiente, salute e sicurezza, conformi agli standard tecnici internazionali. Per garantire un futuro alle Imprese del nostro settore è necessario continuare a sviluppare criteri di gestione idonei ad assicurare non soltanto il rispetto dei requisiti di legge vigenti, ma anche la conformità nel tempo agli obiettivi di una attenta politica ambientale, in termini economicamente sostenibili; la realizzazione di tali sistemi organizzativi, è perseguibile grazie al salto culturale nel management aziendale, oltre a disponibilità di risorse da investire nel costante processo di miglioramento delle performance ambientali delle Fonderie. In tal senso le Imprese italiane aderenti ad ASSOFOND si sono impegnate fin dal 2002, sottoscrivendo un Manifesto Ambientale che ad oggi ha portato le Fonderie ad implementare compiuti Sistemi organizzativi per la gestione degli aspetti ambientali, sul modello della normativa internazionale ISO 14.001. Riportiamo di seguito una prima bozza del programma delle due giornate di Congresso. XXXII CONGRESSO – SESSIONI TECNICHE Per ciò che attiene la parte tecnico-scientifica del Congresso, questa si svolgerà: Venerdì 21 e Sabato 22 novembre 2014 presso il Polo Universitario di Brescia. In primo piano, come di consueto, l’innovazione e la competitività del Settore. Le sessioni saranno, anche quest’anno, due: una dedicata alle presentazioni inerenti i metalli ferrosi, l’altra di interesse dei metalli non ferrosi. È inoltre previsto, per l’occasione, l’allestimento di apposti stand espositivi delle aziende Sponsor. Per questo appuntamento seguiranno comunicazioni di dettaglio. 31 Industria Fusoria 4/2014 economico PROGRAMMA Giovedì 16 Ottobre 2014 I lavori saranno moderati da Luca Orlando, giornalista del Sole 24 ORE. 14.00 Registrazione partecipanti 14.30 Inaugurazione del Congresso: benvenuto ai Congressisti e presentazione da parte del Presidente Assofond Roberto Ariotti • Export motore della “ripresa”: virtù o necessità? Trasformazione degli scambi: dall’internazionalizzazione all’export. La fonderia fuori dall’Europa domestica, dai primi timidi passi ad oggi. Quali evoluzioni possibili alla luce della lunga crisi del 2008? Roberto Ariotti – Presidente Assofond • Le imprese italiane fuori dall’Europa domestica. Qual’è l’orientamento, quali gli approcci, quali le opportunità, quali le condizioni competitive richieste per il successo in questi mercati? Luca Paolazzi - Direttore Centro Studi Confindustria • Quali strumenti e quali politiche a supporto per intervenire su nuovi mercati? Esponente del Ministero dello Sviluppo Economico. • “Far diventare i mercati più lontani, più prossimi”: Scenari di crescita di Africa e Mediterraneo: i fattori che guideranno l’espansione economica ed il potenziale di crescita di questi mercati Pierluigi D’Agata – Direttore Generale Confindustria Assafrica & Mediterraneo, Laura Dell’Agostino – Centro Studi Assafrica Quali i modelli di business richiesti alle fonderie italiane per operare nei mercati non tradizionali, fuori dall’Europa domestica? Qual’è lo scenario competitivo in cui saranno chiamate ad operare e come? 17.00 Tavola rotonda ”Fonderie italiane nel mondo” Imprenditori di fonderia con esperienze all’estero: come è iniziata la sfida e quali gli sviluppi? 18.00 Conclusione lavori 20.00 Cena gentilmente offerta da Gerli Metalli - Preceduta da un interessante momento di approfondimento culturale – presso Chiostro dei Domenicani Venerdì 17 Ottobre 2014 I lavori saranno moderati da Luca Orlando, giornalista del Sole 24 ORE. 9.30 Inizio lavori • Prospettive industria di fonderia con le conclusioni dell’International Foundry Forum di Venezia Roberto Ariotti - Presidente Assofond, Francesco Savelli Presidente Amafond 10.00 Tavola rotonda: ”Prospettive dei settori committenti” Imprenditori dell’industria committente inquadrano l’andamento dei propri settori di riferimento e le esperienze all’estero 12.00 La famiglia Imprenditoriale nel contesto attuale: Rischi e sfide da affrontare Luca Petoletti, Partner TEH-Ambrosetti e Responsabile dell’area Governo delle Imprese Familiari 13.00 Buffet 14.30 Intervento di Roberto Ariotti - Presidente Assofond • Manifesto ambientale • NOTAF: messaggio alle Istituzioni sulla svalutazione competitiva 15.00 Rappresentazione teatrale: “Tutto quello che sto per dirvi è falso”, dedicata alla promozione della cultura della legalità 16.00 Tavola Rotonda Politico-Economica Confronto con esponenti politici sulle condizioni per la competitività del settore. Tra le altre, il “tavolo”, trae le conclusioni e discute su quali orientamenti sono necessari e di quale contributo la politica può dare alla competitività del sistema industriale italiano 17.30 Conclusioni - Una “sessione di lavoro” che chiuda i due giorni di congresso attraverso un confronto tra i relatori e rappresentanti delle fonderie 18.00 Chiusura Congresso 20.15 Cena gentilmente offerta da Sidermetal - Preceduta da un interessante momento di approfondimento culturale - presso Tenuta Lucagiovanni Industria Fusoria 4/2014 32 economico PROGRAMMA TOUR Giovedì 16 Ottobre solo per accompagnatori (pomeriggio) 15.45 Visita Città di Lecce LECCE è celebre per il suo patrimonio architettonico, unico nel suo genere e di straordinario effetto scenografico. La visita guidata comprende Lecce barocca e Lecce romana e prevede un’accurata illustrazione dei monumenti di più significativo interesse storico e artistico. Il percorso si articola interamente a piedi tra le strade e i suggestivi vicoli del centro storico e comprende l’illustrazione dei seguenti monumenti: Porta Napoli; Obelisco; Piazza Duomo (Cattedrale, Campanile, Seminario, Episcopio, Propilei); Piazza Sant’Oronzo (Anfiteatro, Sedile, Chiesetta di San Marco, Colonna Via Appia, Statua del Santo); Basilica di Santa Croce ed ex monastero dei PP Celestini; Chiesa del Gesù; Chiesa di Sant’Irene. Venerdì 17 Ottobre solo per accompagnatori (tutto il giorno) 9.00 Partenza - Visita Otranto - Tratto di costa - Pranzo ‘La Cutura’- Visita ‘La Cutura’ OTRANTO, oltre a meravigliosi valori paesaggistici, conserva un pregevole centro storico medievale raccolto entro le mura del XVI secolo. La visita guidata prevede l’illustrazione dei monumenti più celebri del patrimonio architettonico: Porta Alfonsina; Fortificazioni; Castello (esterno); Cattedrale romanica dell’XI secolo con all’interno il magnifico mosaico pavimentale l’ “Albero della Vita” del 1163, opera di straordinaria importanza artistica e culturale. Sempre all’interno della Cattedrale la Cappella dei Santi Martiri e la Cripta. Passeggiata panoramica sulle mura. CUTURA Il Giardino Botanico si trova nell’entroterra salentino non lontano da Otranto. E’ un’antica tenuta di campagna che si estende per 35 ettari di lecci ed ulivi, rinomata per la bellezza e la varietà della vegetazione mediterranea tipica della zona abbellita da serre, aiuole, boschetti, viali e giardini. Sabato 18 Ottobre per tutti (tutto il giorno) 9.00 Partenza - Visita Gallipoli - Gallipoli - Pranzo autogestito - Visita Galatina GALLIPOLI, la “città bella”, come vuole l’origine greca del suo nome, è circondata da mura bastionate trasformate in suggestiva passeggiata sul mar Ionio. Il borgo antico si trova su un’isoletta collegata alla terraferma da un antico ponte. Il percorso include i seguenti monumenti: Castello (esterno); Chiesa del Canneto; Fontana ellenica; Cattedrale barocca dedicata a Sant’Agata che all’interno conserva un’autentica pinacoteca con pregevoli dipinti di scuola napoletana; Torre dell’Orologio; Chiesetta della Purità. GALATINA è un’elegante cittadina celebre per la basilica orsiniana di Santa Caterina d’Alessandria, risalente al ‘300, di notevoli proporzioni, con nove cicli di affreschi di pregevole fattura del XIV secolo. Notevole anche la chiesa matrice di San Pietro e Paolo dalla maestosa facciata barocca e la cappella di San Paolo delle tarante. E’ utile prevedere una sosta per gustare il delizioso pasticciotto, il tipico dolce salentino. Domenica 19 Ottobre per tutti (mattina) 9.00 Visita Entroterra e strutture produttive (Ceramiche F.lli Colì, Tessitura Fondazione Le Costantine, …). In alternativa città di Lecce. 33 Industria Fusoria 4/2014 Aggiungete Valore con Foseco (Kç MNRSQNç O@SQHLNMHNç UHç ODQLDSSDç CHç ADMDäçBH@QDç CHç BNMNRBDMYDç RODBH@KHRSHBGDç @BBTLTK@SDç HMç NKSQDç RDSSDç CDBDMMHç Nel tempo abbiamo sostenuto la crescita industriale in tutto il mondo, creando team dedicati situati strategicamente in tutto il mondo. -EEGÏLMLÏAGÏQMLMÏKMJRCÏQÍÏBCÏAFCÏLMLÏ?@@G?KMÏGLAMLRP?RMÏMÏPGQMJRMÏ"GÏAMLQCESCLX?Ï quando avrete bisogno del nostro sostegno, siate certi che avrete una risposta rapida CBÏCDÍÏA?ACÏB?ÏCQNCPRGÏNPMDCQQGMLGQRGÏBCJÏQCRRMPCÏDMLBCPG?ÏMTSLOSCÏTGÏRPMTG?RCÏLCJÏKMLBM 0THMCHçREQTSS@SDç@OOHDMNçHKçUNRSQNçONSDMYH@KDç FFHTMFDSDç5@KNQDçBNMç%NRDBN + Collaborazione + Tecnologia globale - a livello locale + Soluzioni creative, innovative + Assistenza di esperti +ÏDÍÏB?@GJGR¦ + Leadership nella competenza +39 02 9498191 [email protected] www.foseco.it al e r u bri g c le ale r ub r leg ic a a M. Pisanu Rubrica Legale M. Favini L'evoluzione da un modello di subfornitura «pura» all'appalto e la consapevolezza del carico di responsabilità VIII Workshop Legale: 23 luglio 2014 tazione e co-design sul progetto, proponendo soluzioni innovative per la realizzazione dei manufatti. Note Introduttive Il miglioramento del posizionamento competitivo del Settore Fonderie lungo la frontiera tecnologica e commerciale, negli ultimi anni, è stato possibile, per molte realtà grazie ad una maggiore specializzazione della propria offerta che ha portato ad un aumento dei servizi correlati al core business. Ciò ha permesso di valorizzare il proprio know how, sviluppando efficienze ed innovazione e curando maggiormente il rapporto di partnership con il cliente. Il consolidamento dell’integrazione lungo la filiera, volto a fornire un getto sempre più prossimo ad un componente finito e pronto per il montaggio, ha assunto sfumature diverse che vanno dall’offerta di lavorazioni meccaniche alla ricerca di semplici suggerimenti al cliente, fino ad effettuare co-proget- Industria Fusoria 4/2014 A fronte di questa maggiore proattività delle Fonderie che sta portando verso un ampliamento del valore del getto, trova corrispondenza una parallela evoluzione del rapporto con il Cliente che appare sempre più articolato e strutturato. La prima evidenza che emerge è legata al trasferimento del carico di responsabilità dal Committente alla Fonderia, non sempre esplicitamente segnalato. Tra le più frequenti perplessità che le associate sollevano in tema legale vi è proprio la qualifica del rapporto Cliente-Fonderia dal quale deriva una diversa disciplina e tutela giuridica. Nel corso dei diversi appuntamenti legali che si sono succeduti negli ultimi 3 anni (2011-2013) si è ampiamente dibattuto sul percorso evolutivo del rapporto Cliente-Fonderia da una fattispecie contrattuale di subfornitura “pura” verso una configurazione di appalto. All’interno di questo spettro è possibile collocare tutte le relazioni che intercorrono tra le Fonderie ed i propri Committenti. Ciò 36 che è importante per ciascuna Fonderia è saper riconoscere il grado di maturità/evoluzione che ha avuto il proprio rapporto. Focus del Workshop IL TERZO CONTRATTO: ANCORA SUL RAPPORTO CLIENTE-FONDERIA Lo Studio Legale di Assofond, tramite gli Avv. Marianna Brugnoli e Alberto Grigolo, ha proposto di tornare ancora sul tema in oggetto con lo scopo di ridefinire, alla luce dello stato dell’arte e delle più recenti impostazioni, il rapporto cliente/fonderia; in particolare sulla base di alcuni spunti emersi da un’interessante pronuncia della Cassazione a sezioni unite del novembre 2011. Di tale recentissimo sviluppo dottrinale, e soprattutto giurisprudenziale, che è quello che poi conta quando si entra in contenzioso, è utile che gli associati siano consapevoli. La Cassazione ha stabilito infatti che l’intervento correttivo giudiziale può anche prescindere dalla classificazione “ufficiale” del rapporto come subfornitura o meno. La giurisprudenza è arrivata a sostenere che anche laddove rubrica legale non si rientrasse nella subfornitura ogni rapporto squilibrato tra imprese può godere dell’intervento correttivo giudiziale in caso di abuso del diritto. L’abuso del diritto si configura quando nell’esercizio di un diritto soggettivo, formalmente rispettoso della cornice legale attribuitagli, vengono seguite modalità che implicano una sproporzione ingiustificata tra il beneficio del titolare del diritto ed il sacrificio ricadente su una qualche «controparte». La tematica dell’abuso del diritto richiama il noto “caso Renault”. La casa automobilistica Renault recede improvvisamente dal contratto che aveva stipulato con 60 concessionarie di automobili. I concessionari, cui viene revocata la licenza, si costituiscono in un’associazione e la questione finisce in giudizio. La Cassazione prende posizione sull’argomento, riconoscendo all’abuso di diritto il ruolo di principio generale del diritto civile, con una sentenza esemplare per chiarezza e completezza. Oggi, grazie a tale sentenza (Cass. civ. Sez. Unite del 25/11/2011, n. 24906), c’è un’applicazione analogica dei principi della subfornitura ad altre fattispecie contrattuali. Dal punto di vista dell’abuso del diritto non è più rilevante la fattispecie contrattuale in quanto è possibile ottenere la medesima tutela se è dimostrabile una situazione di squilibrio economico ovvero sia ravvisabile un significativo squilibrio tra i diritti e gli obblighi delle parti. Una rivoluzione, che lascia ancora aperti diversi interrogativi sulla sua concreta implementazione, ma che certamente fa intravedere nuove frontiere per la tutela dei diritti dell’imprenditore e, forse, nuovi spazi per la costruzione di un rapporto più egualitario fra i clienti e le Fonderie. In definitiva, da un certo punto di vista, lo si può considerare un utile strumento di tutela che in qualche modo toglie i mille pensieri che nascono dall’annosa domanda “ma sono un subfornitore o un appaltatore?”. Fino a poco tempo fa, la disciplina dell’abuso di dipendenza economica non era applicabile a rapporti contrattuali differenti dalla subfornitura. ESEMPLIFICAZIONE DI ABUSO DEL DIRITTO Spesso nei contratti “alieni” (definiti tali quelli con una controparte estera) viene chiesto un “Performance Bond”, ovvero una garanzia globale di buona esecuzione del contratto rilasciata a favore del Committente che si attua attraverso il meccanismo bancario. E’ accaduto che il fornitore, non riuscendo ad ottenerlo dalla Banca, abbia offerto in cambio al committente una prestazione monetaria cash ben superiore al valore del performance richiesto. Al rifiuto dell’adempimento della controparte che esigeva fermamente quanto previsto dal contratto (ovvero una garanzia della Banca), ha fatto seguito un intervento del giudice che ha ravvisato in tale comportamento un esercizio abusivo del diritto, consistente appunto nel rigettare una prestazione che, seppur diversa rispetto a quanto pattuito dalle parti, era migliorativa. Il giudice ha valutato tale atto del Committente totalmente privo di utilità per lo stesso e addirittura pregiudizievole per il fornitore. E’ stato così inibito alla controparte di rifiutarsi di eseguire il contratto con il versamento di una somma cash piuttosto che di un performance bond, non curanti del fatto che l’affidabilità attestata da un PB, per un imprenditore, può avere un valore economico superiore rispetto all’economicità spicciola. Da qui emerge la pericolosità di questi interventi giudiziari in alcuni ambiti. Alla luce di quanto sopra, bisognerebbe sempre interrogarsi circa la convenienza, ad esem- 37 pio, ad ottenere dei contratti super garantisti, che proprio per questa eccessiva tutela possono ricadere nell’abuso del diritto o comunque essere giudicati tali dall’intervento di un giudice. Quindi, come hanno tenuto a precisare gli avvocati, l’effetto potenzialmente rivoluzionario di questo concetto del “Terzo Contratto” incide sull’autonomia contrattuale delle parti, che può essere ex post messa in discussione dal giudice, sia nel bene che nel male. IL TERZO CONTRATTO, L’EVOLUZIONE LEGISLATIVA, NOZIONE... L’evoluzione legislativa degli ultimi anni ha mostrato principalmente la coesistenza di due modelli di contratto: il primo contratto ed il secondo contratto. Il primo contratto, di derivazione liberale, negoziato da contraenti esperti e simmetrici, aspira al massimo grado di libertà, e richiede al legislatore un intervento minimo finalizzato a salvaguardarne l’autonomia. Trattasi del contratto concluso in maniera paritaria, disciplinato dal nostro Codice Civile (esempio: appalto, vendita, etc.) e le parti hanno uguale rango giuridico (esempio imprenditore-imprenditore, privato-privato..). Il secondo contratto, corrispondente a quello che intercorre tra professionista e consumatore (esempio impresa-consumatore), vede coinvolti attori asimmetrici. In questa fattispecie l’asimmetria è presunta e come tale necessita, invece, del massimo controllo, al fine di tutelare il contraente debole (norme del codice del consumo). Lentamente, ci si è resi conto che anche nei rapporti tra imprenditori spesso sussiste una differente forza contrattuale tra le parti e che l’abuso del potere contrattuale da Industria Fusoria 4/2014 rubrica legale parte di un contraente ai danni dell’altro, anche se avviene tra imprenditori, danneggia il mercato ed i consumatori stessi. Da questa osservazione è nata l’esigenza di offrire tutela anche all’imprenditore “debole”. Non risulta facile definire a priori quali siano gli imprenditori meritevoli di particolare tutela, dal momento che le ragioni della loro debolezza sono dovute a fattori momentanei e contingenti rinvenibili nello specifico rapporto con la controparte; da qui la constatazione che non si tratta di una situazione assoluta, ma relativa, in quanto riferita allo specifico rapporto con un altro imprenditore, ben potendo lo stesso contraente in altre situazioni rivestire la posizione di parte forte. Inoltre, e questo è il dato che merita di essere maggiormente sottolineato, tali condizioni di “sudditanza” possono essere le più svariate, come ad esempio la dipendenza tecnologica, oppure economica, l’avere sostenuto particolari investimenti non reimpiegabili, ecc. Dal 2011 è emersa una “terra di mezzo” chiamata il terzo contratto. NOZIONE Il terzo contratto rappresenta una categoria di recente elaborazione dottrinale e si caratterizza per un’asimmetria non tanto di natura informativa, come nel secondo contratto, quanto economica. Riguarda contratti conclusi tra soggetti formalmente paritari, ma con posizioni di forza diverse. Quindi una parte si trova in una posizione di sudditanza economica relativa, non assoluta, in cui gli elementi contingenti vanno individuati caso per caso. Le fattispecie contrattuali che tipicamente vedono come parte un imprenditore debole e come tali sussunte al terzo contratto sono rappresentate dalla disciplina relativa alla subfornitura (L.192/1998); dalla disciplina prevista dal D.lgs 231/2002, relativa alla lotta Industria Fusoria 4/2014 contro i ritardi di pagamento nelle transazioni commerciali ed, infine, dalla disciplina prevista per il contratto di franchising dalla L. 129/2004. Queste sono le tipiche discipline dalle quali è stato astratto ex post il concetto del terzo contratto che si caratterizzano per alcuni tratti comuni: • obblighi di forma e contenuto e maggior disclosure; • nullità a protezione; • disposizioni di controllo. Il Rapporto ClienteFonderia, Appalto o Subfornitura? Primo o Terzo L’incontro è proseguito con un riepilogo generale di alcuni concetti già ampiamente dibattuti nei precedenti workshop e dei quali vi proponiamo di seguito una sintesi. NOZIONE DI CONTRATTO DI APPALTO Il Codice civile tratta del contratto di appalto e, all’art. 1655 recita: “l’appalto è il contratto con il quale una parte assume, con organizzazione dei mezzi necessari e con gestione a proprio rischio, il compimento di un’ opera o di un servizio verso un corrispettivo in denaro”. NOZIONE DI CONTRATTO SUBFORNITURA L’art. 1 della legge n. 192/1998 contiene la definizione del contratto di subfornitura stabilendo che: “con il contratto di subfornitura un imprenditore si impegna a effettuare per conto di una impresa committente lavorazioni su prodotti semilavorati o su materie prime forniti dalla committente medesima, o si impegna a fornire all’impresa prodotti o servizi destinati ad essere incorporati o comunque ad essere utilizzati nell’ambito dell’attività economica del committente o nella produzione di un bene complesso, in conformità a progetti esecutivi, conoscenze tecniche e tecnologiche, modelli o prototipi forniti dall’impresa committente”. DI 38 PRINCIPALI DIFFERENZE TRA APPALTO E SUBFORNITURA La disciplina della subfornitura nelle attività produttive introdotta dalla legge 18 giugno 1998 n.192 non si riferisce a tutti i rapporti commerciali, emersi nella prassi, tradizionalmente qualificabili come subfornitura, ma solo a quelli caratterizzati dalla “subalternità progettual-tecnologica” del subfornitore, in cui sia ravvisabile il presupposto peculiare della necessaria conformità dell’opera da realizzare a progetti esecutivi, conoscenze tecniche o tecnologiche, modelli e prototipi forniti dal committente (ossia la c.d. lavorazione per conto e la subfornitura di prodotti o servizi, entrambi con la ricorrenza del presupposto della strumentalità della prestazione rispetto al ciclo produttivo del committente) ed esige, pertanto, la sussistenza della soggezione tecnologica del subfornitore rispetto al committente. Tale requisito della soggezione tecnologica è alla base della differenza tra il contratto di appalto (che, costituendo un’obbligazione di risultato, è caratterizzato dall’autonomia dell’appaltatore, con cui è comunque compatibile il controllo esercitato dal committente) ed il contratto di subfornitura caratterizzato dal controllo diretto ed integrale sull’esecuzione dei lavori da parte del committente, il quale trasferisce al subfornitore l’intero patrimonio conoscitivo sulla realizzazione di un determinato bene o servizio. L’appalto è invece caratterizzato dall’autonomia dell’appaltatore, in funzione della stessa obbligazione di quest’ultimo, che è di risultato e non di mezzi, e ciò è compatibile con il controllo e la sorveglianza esercitata dal committente al fine di assicurarsi che l’opera venga eseguita in conformità delle regole dell’arte. L’appaltatore, dovendo però perseguire il risultato dell’ opera, non deve solo attenersi alle norme tecniche ed alle direttive dell’appal- rubrica legale tante, ma deve opporre le eventuali necessarie obiezioni di ordine tecnico. Ad esempio, un NDA (Non-disclosure agreement) squilibrato a favore del Committente prima di una richiesta di offerta, in cui le informazioni confidenziali protette sono solo quelle fornite dal Committente, è indice di subfornitura. Diverso è il caso della firma di un accordo NDA bilaterale, con il quale le parti si impegnano a mantenere reciprocamente segrete le informazioni. Il workshop è poi proseguito con un taglio pragmatico, passando in rassegna le principali sentenze che riassumono lo stato della giurisprudenza ed un vivace dibattito all’interno del quale le Fonderie presenti hanno trovato spazio per esprimersi con maggiore libertà dando voce alle proprie espe- rienze, dubbi, perplessità creando così le condizioni ottimali per calarsi concretamente e fino in fondo nelle situazioni che le dinamiche di relazione quotidianamente prospettano. Il meeting si è così concluso con l’esame di casi esposti dai presenti che hanno avuto così modo di confrontarsi con i legali dell’Associazione che hanno fornito consigli pratici agli associati. Schema guida riassuntivo appalto vs subfornitura Subfornitura Appalto Definizione Mezzi propri, autonomia dell’appaltatore, gestione del rischio Parte di un lavoro complesso, know-how del committente Forma Libera Scritta Recesso Diritto del committente a recedere unilateralmente È nullo il patto che attribuisca ad una delle parti di un contratto di subfornitura ad esecuzione continuata o periodica la facoltà di recesso senza congruo preavviso art. 6 L 192/98 Interposizione Divieto di subappalto se non autorizzato dal committente Fino al 50% del valore della fornitura OK senza autorizzazione del committente. Con accordi anche oltre Modifiche e variazioni Obbligo dell’appaltatore di non modificare l’opera promessa. Diritto del committente di ottenere variazioni sull’opera Il committente conserva la proprietà industriale in ordine ai progetti e alle prescrizioni di carattere tecnico da lui comunicati al fornitore e sopporta i rischi ad essi relativi. Il fornitore è tenuto alla riservatezza e risponde della corretta esecuzione Responsabilità L’appaltatore è tenuto alla garanzia per le difformità e i vizi dell’opera. Diritto del committente di verificare l’opera nel corso lavori Funzionamento della qualità della parte o dell’assemblaggio secondo prescrizioni contrattuali Prezzo Stabilito dalle parti, altrimenti tariffe o giudice. Revisione solo per imprevedibili maggiori oneri e non più di 1/10 del corrispettivo già convenuto Il contratto deve fissare i termini di pagamento della subfornitura, decorrenti dal momento della consegna del bene o dal momento della comunicazione dell’avvenuta esecuzione della prestazione, e deve precisare, altresì, gli eventuali sconti in caso di pagamento anticipato rispetto alla consegna Termini di pagamento Libera contrattazione Obbligati (60 gg, in casi eccezionali 90 gg) Caratteristiche contrattuali Esecuzione dell’opera Termini economici Mancato pagamento Non necessita di costituzione in mora. Committente deve al fornitore: 1) interessi 2) penale dopo i 30 gg Messa in mora Decreto di ingiunzione di pagamento provvisoriamente esecutivo 39 Industria Fusoria 4/2014 ic tecnico o J. Schaefer – T. Schaefer T. Baginski nic t ec n t ec o tecnico Efficienza energetica nei sistemi di alimentazione Per la creazione di un buon getto, in aggiunta all’energia richiesta alla fusione, l’energia addizionale e la sua somministrazione è necessaria in diversi punti del processo produttivo. Le materozze sono i principali punti in cui l’energia addizionale viene immessa. Oltre all’aspetto economico di un moderno sistema di alimentazione con un bilanciamento energetico ottimizzato, esiste anche il vantaggio legato all’applicazione di tale sistema, che offre la maggior possibilità di creare geometrie più complesse e alimentarle in modo sicuro. La fonderia industriale non può evitare la globale tendenza e richiesta di utilizzare in modo più efficiente materie prime e additivi per massimizzare le proprie prestazioni. I processi produttivi delle fonderie hanno un intenso consumo energetico, quindi hanno un grandissimo potenziale per il miglioramento nel campo dell’efficienza energetica. Oltre alla fusione stessa esistono nel processo produttivo del getto altri stadi che richiedono una fornitura addizionale di energia. Uno dei principale step che richiedono questa energia addizionale è il sistema di materozze di alimentazione. Attualmente la solidificazione direzionale è assicurata tramite maniche esotermiche di rivestimento delle materozze che selettivamente scaldano il metallo di alimentazione e Industria Fusoria 4/2014 rendono così possibile alimentare i punti nodali dei getti. Qui il calore aggiuntivo viene fornito tramite l’azione contemporanea del calore offerto dalla reazione esotermica e dalla fornitura di ulteriore metallo liquido che fluisce dalla materozza. In aggiunta ai vantaggi economici di aggiungere una materozza con un bilancio energetico ottimizzato come ha anche il vantaggio tecnologico di generare un nuovo metodo per alimentare getti con geometrie complesse in modo estremamente affidabile. All’esposizione GIFA 2011, GTP Schaefer ha introdotto lo studio di un nuovo prodotto: un sistema di alimentazione a materozze con un bilanciamento termico ottimizzato. L’apporto di energia addizionale attraverso la materozza è minimizzato con un contrapposto incremento di efficienza produttiva. Posizionamento di un ECO-feeder a volume ottimizzato in un anima con spessore di parete sottile. 42 tecnico Stato dell’arte della tecnologia applicata FUNZIONE DELLE MANICHE PER MATEROZZE NELLA MODERNA PRODUZIONE DI MASSA Negli ultimi anni vi è stato un incremento significativo di richiesta alle fonderie da parte dei clienti di fornire in modo affidabile parti con geometrie di complessità crescente in produzione di serie. La ragione per questa complessità crescente è da ricercare, oltre che nell’aggiunta di requisiti e funzioni aggiuntive al sistema in generale, anche nella sistematica richiesta di riduzione di peso per la riduzione dei consumi. Oggi, l’uso della simulazione gioca un ruolo primario. Grazie alle ottimizzazioni offerte della struttura utilizzando le simulazioni i principi di progettazione utilizzati in natura sono stati trasferiti alla progettazione industriale di getti. Nel settore dei trasporti l’obiettivo della riduzione generale dei pesi è in continua evoluzione per raggiungere una maggiore efficienza energetica, una riduzione delle emissioni e la minimizzazione del rumore. Dal punto di vista dei materiali l’utilizzo di getti con ghisa ad elevato contenuto di Silicio con grafite sferoidale ha visto una particolare e solida crescita. Questo è caratterizzato da una resistenza ai carichi maggiore, una migliore lavorabilità, una migliore e più uniforme distribuzione della durezza e della tenacità sulla totalità del componente. Parallelamente ai costi di produzione ridotti, l’ottimizzazione di materiali e progettazione ha tagliato i costi operativi (consumo di carburante) in particolare, simultaneamente ha aumentato ulteriormente gli stress meccanici sui componenti. Per raggiungere questi risultati in conflitto tra di loro allo stesso tempo, i progettisti usano un metodo di costruzione con spessori di parete minimali, con i componenti irrigiditi selettivamente nei punti di carico e as- semblaggio. Questi metodi di costruzione evolvono creando punti critici addizionali nei getti, che devono essere presi in considerazione nella progettazione dei sistemi di alimentazione e delle luci di passaggio. Mentre semplici componenti possono essere alimentati solo con pochi nodi che in alcuni casi possono essere uniti, i getti complessi descritti in precedenza hanno un significativo ed elevato numero di nodi che devono essere alimentati in modo selettivo. Per questa ragione materozze di testata ed accessori sono sempre più utilizzati nella produzione di massa di questi getti. Le materozze sono posizionate direttamente sui nodi rilevanti perché è lì che prende posizione il punto finale di solidificazione e possono apparire cavità dovute al ritiro del materiale (5-7%). Durante lo riempimento dello stampo le materozze sono posizionate nei punti più alti e riempiti a loro volta con metallo. Il lavoro della materozza è quello di rilocalizzare il punto di ultima solidificazione dal getto oltre l’alimentatore influenzando selettivamente il processo di solidificazione. SVILUPPO DELL’EFFICIENZA DEI SISTEMI DI ALIMENTAZIONE NEL TEMPO L’efficienza degli alimentatori utilizzati nell’industria fusoria è già aumentato significativamente Materozza in sabbia naturale negli ultimi trent’anni. La Fig. 1 mostra un confronto del risucchio del metallo nei classici sistemi di alimentazione. L’introduzione di ghisa sferoidale nelle fonderie ha significato che con l’utilizzo esclusivo di materozze naturali o in sabbia si otteneva un risucchio di metallo solamente del 10-15%. Per alimentare un getto di 20 kg, basandosi su un ritiro del 5% (1 kg), 7/10 kg di metallo liquido dovevano essere disponibili nella materozza. In questo esempio la fuoriuscita di metallo è ridotta al 30% grazie solamente alla geometria della materozza. La materozza di metallo rifusa è reimmessa nel processo di colata e dev’essere nuovamente preparata per il getto usando energia ed elementi leganti. Negli anni settanta gli isolanti prima e le coperture esotermiche poi sono state utilizzate migliorando la percentuale di risucchio nel materiale del 2025% e incrementando la resa della fonderie. Oltre alla maggiore efficienza le coperture hanno il vantaggio di poter essere utilizzate come materozze di testata per alcune geometrie, ad esempio superfici piane. L’efficienza di questi alimentatori laterali è stata inoltre aumentata utilizzando isolanti o coperture esotermiche. Fin dagli anni novanta maniche per materozze compatte e altamente esotermiche con anime Camicia esotermica Riscaldatore puntuale Fig. 1 - Comparazione delle efficienze di diversi sistemi. 43 Industria Fusoria 4/2014 tecnico di rottura sono state utilizzate in modo sempre crescente. Con una possibilità di suzione del 6070% queste materozze sono decisamente migliori a quelle descritte in precedenza. Questi accessori possono così caricarsi di differenti funzioni. Dipendendo dalla lega e dalla geometria della parte possono anche assistere lo riempimento (ad esempio fornendo calore aggiuntivo al collo dell’alimentatore usando piastre esostermiche) o minimizzando i costi di pulizia in produzione di serie con la riduzione della sezione del collo della materozza (anime di rottura in sabbia di quarzo). MATEROZZE UTILIZZATE OGGI In relazione all’applicazione ed alle richieste del cliente, attualmente esistono tre differenti tipi di materozze di alimentazione. • Materozze coibentate: in questo caso la geometria esterna è costituita da materiale isolante, la cui conduttività termica è significativamente inferiore rispetto a quella delle sabbie silicee dello stampo. Grazie a questa scarsa conduttività l’energia (il calore) viene mantenuta all’interno dell’alimentatore più a lungo ritardando la solidificazione del metallo liquido presente all’interno. In questo modo si ottiene un rilascio del materiale nello stampo o nel nodo critico per un tempo maggiore. • Materozze esotermiche: le materozze più popolari di questo genere hanno un rilascio energetico dovuto alle proprietà esotermiche che varia con flussi da medi ad intensi. Quando il fuso entra in contatto con le pareti della materozza il calore apportato innesca le reazioni esotermiche, che sono basate sul metodo Goldschmidt. L’energia fornita come calore tramite la reazione è un altro metodo per ritardare la solidificazione. La geometria della materozza e le proprietà esotermiche permettono di avere elevati valori di suzione del materiale nella materozza. Industria Fusoria 4/2014 • Materozze esotermiche coibentate: questo tipo di alimentatori altro non è che la combinazione dei due precedenti. In questo caso i materiali con proprietà esotermiche sono mescolati con particelle coibentanti. In questo modo è possibile fornire energia al metallo tramite le reazioni esotermiche e mantenere un elevato livello di isolamento al termine delle reazioni. ANALISI INIZIALE DELL’EFFICIENZA ENERGETICA DEI SISTEMI DI ALIMENTAZIONE ATTUALI. Al termine delle analisi va specificato che l’attuale situazione delle materozze usate sul mercato per la produzione in larga scala offre una performance già abbastanza ottimizzata per il processo produttivo. L’applicazione tecnologica ha però continuato a portare avanti l’evoluzione per poter posizionare le materozze sempre più a contatto dei nodi rilevanti e garantendo anche una ottimizzazione dei costi di pulizia. Negli ultimi anni alle fonderie sono stati forniti sistemi di alimentazione sempre più flessibili che possono venire facilmente adattati alle applicazioni individuali. In aggiunta al modulo termico della materozza anche il livello di suzione raggiungibile è un indice dell’efficienza del sistema. Questo è probabilmente l’indice più rilevante nel processo di una fonderia, come la resa del sisteRiscaldatore Puntuale ma di colata ha una influenza decisiva sull’efficienza e capacità dell’intero sistema di produzione. Se il Fonditore ha la possibilità di migliorare la sua resa può utilizzare l’esistente capacità residua dell’impianto (la fonderia, l’area di produzione stampi, e le unità di pulizia) producendo così più “buoni getti” con gli stessi sistemi, come ad esempio macchine, uomini e consumo energetico. Questo è anche il motivo per cui le aziende utilizzano le maniche esotermiche per materozze in modo sempre più sistematico. Come già descritto in precedenza in questo articolo la massa del rivestimento esotermico della materozza rilascia l’energia in modo selettivo al processo con un andamento definito. Guardando in modo preciso i profili di temperatura vicino agli alimentatori si può notare che solo una parte dell’energia fornita dalle reazioni esotermiche viene assorbita dal metallo nella materozza. L’alimentatore esotermico è circondato da sabbia di fonderia, che ha una conduttività termica relativamente alta, per permettere la solidificazione ed il raffreddamento del getto in modo più rapido possibile. Confrontando le superfici critiche mostrate schematicamente in Fig. 2 possiamo definire: La superficie 1 di contatto camicia/metallo che permette l’assorbimento del calore della camicia esotermica da parte del metallo e la superficie 2 di contatto camicia/stampo che consente la dispersione del ECO-feeder Fig. 2 - Rilascio dell’energia delle materozze esotermiche in uno stampo in sabbia. 44 tecnico calore dalla camicia. Risulta chiaro che la superficie 2 è decisamente maggiore, con una risultante frazione maggiore di calore disperso nella sabbia dello stampo. Sorge quindi naturale domandarsi come sia possibile fornire l’energia esotermica in modo più efficiente dirigendola direttamente all’interno della materozza, e con che metodo. Approccio di ottimizzazione “isolamento parziale/direzionale” PRINCIPIO DELL’”ISOLAMENTO PARZIALE/DIREZIONALE” Contro il ritorno di energia delle materozze esotermiche allo stampo in sabbia come precedentemente descritto, l’obiettivo è progettare un sistema di alimentazione che fornisca una porzione della propria energia maggiore al metallo di alimentazione del getto. In altre parole, direzionando la solidificazione del metallo, evitando di trasferire energia allo stampo. In pratica questo può essere ottenuto solamente mescolando le proprietà del rivestimento, energia esotermica e coibentante. La difficoltà è che nei sistemi in uso attualmente l’effetto coibentante è minimizzato dalla presenza del componente esotermico della miscela, in quanto i due elementi sono mescolati insieme. Inoltre una possibile approccio di ottimizzazione è definito in virtù del fatto che l’energia all’interno della materozza è “diretta”. È da notare che questo principio non è implementabile attraverso l’uso di maniche con una distribuzione di massa omogenea. IMPLEMENTAZIONE NEL SISTEMA DI ALIMENTAZIONE Un possibile miglioramento del principio di coibentazione parziale e direzionale descritto in precedenza è che la massa della camicia della materozza deve avere due caratteristiche termiche diverse contemporaneamente. La massa deve avere una elevata caratteristica esotermica per fornire al metallo fuso all’interno della materozza la maggior quantità possibile di energia, evitando però la possibilità di ottenere riscaldamenti localizzati tropo intensi. IN più è richiesta anche una elevata capacità termoisolante in modo da scambiare con l’esterno (le pareti dello stampo) la minore quantità di energia possibile. È già stato spiegato che la massa della camicia dell’alimentatore non può essere omogenea, conseguentemente deve venir assemblato con una tecnica modulare. Con questo concetto è stato svilupato l’ECO-feeder in modo cooperativo tra GTP Schaefer e Thomas Baginski della Georg Fischer GmbH. L’ECO-feeder è una camicia per materozza modulare che consiste in due masse. Lo strato interno consiste in uno strato altamente esotermico che rallenta o orienta la solidificazione ed il raffreddamento del metallo al suo interno, come un alimentatore esotermico tradizionale di uso comune, utilizzando la sua energia latente. La superficie interna di questo strato è quella tramite la quale si ha il trasferimento di energia al metallo fuso. Per ridurre l’energia ceduta allo stampo all’esterno lo strato di materiale esotermico è ricoperto da uno strato di materiale isolante. La coibentazione significa che l’energia dispersa al materiale dello stampo è ridotta o minimizzata. PRIMA ANALISI DELL’EFFICIENZA ENERGETICA Riducendo l’energia dispersa dalla massa esotermica della materozza attraverso la sua superficie esterna allo stampo è possibile ottenere materozze con un modulo più alto senza modificarne la geometria. A titolo di esempio si è applicato l’ECOfeeder di taglia ridotta ed una media reazione esotermica ad una piastra-modulo di prova, ed è stato possibile riempirla, quando con una semplice materozza esotermica, anche con geometrie esterne maggiori, si ottenevano un significativo numero di cavità anche nel collo dell’alimentatore e nella zona di transizione tra piastra e materozza. I risultati della simulazione mostrano l’utilizzo di un ECO-feeder in confronto con una materozza convenzionale, mostrati in Fig. 3, e confermati da una serie di esperimenti (Fig. 4). Fig. 4 - Piastra modulo con cavità. Fig. 3 - Risultati di simulazione termiche tra l’ECO-feeder e una materozza esotermica. 45 Industria Fusoria 4/2014 tecnico ESTENSIONE DELL’UTILIZZO DI QUESTE MANICHE PER MATEROZZE Il modulo di raffreddamento più elevato a parità di geometria ha significato un apertura in termini di possibilità di utilizzo per un utilizzo ottimale e completo del sistema, migliorando così l’ottimizzazione del sistema parti degli alimentatori possono venir posizionate all’interno dei blocchi di anime, invece di avere massicci alimentatori laterali. Per la prima volta è anche possibile posizionare una materozza molto vicina al contorno del getto sfruttando l’effetto esotermico (Fig. 5). Prima dell’avvento di questa tecnologia l’utilizzo al cuore del getto era particolarmente limitato da due fattori. Primo: lo spazio a disposizione è fortemente limitato per una materozza che fornisse un modulo di raffreddamento adeguato. In secondo luogo le anime, o le parti interne dello stampo possono venire surriscaldate in modo rilevante utilizzando materozze esotermiche in congiunzione con il metallo liquido dell’alimentatore. Il surriscaldamento circostante può generare quelle che vengono definite “superfici di non raffreddamento” con variazione del modulo di raffreddamento della zona. IN aggiunta questa situazione può favorire la formazione di cavità secondarie ed inibire la formazione della pelle di raffreddamento dello stampo in queste aree. Come spiegato in precedenza L’uso di un ECO-feeder può ridurre la quantità di volume necessario (vedi Fig. iniziale). In aggiunta la coibentazione esterna della materozza esotermica ad inserto può prevenire o almeno ridurre il surriscaldamento interno delle anime adiacenti e le corrispondenti parti del getto. La materozza compatta genera Fig. 5 - Posizionamento di un ECO-feeder direttamente sul bordo del getto 1. quindi grandi vantaggi alla struttura del getto. Se sono presenti canali di risalita a volte questi devono venire allontanati dal getto. Questo significa un allungamento del collo di alimentazione che deve essere accettato. Questo allungamento porta ad un possibile congelamento nei colli con la conseguente formazione di cavità. Con gli ECOfeeder di dimensione limitata è possibile posizionarli in vicinanza dei contorni del getto senza influenzarne l’equilibrio termico, anche in caso di pareti sottili. Questo vantaggio è applicabile anche a materozze di testata in getti complessi con strette sezioni di passaggio. PROSPETTIVE PER L’ECO-FEEDER Nel caso dei primi alimentatori progettati, dopo alcuni test pratici sono state poi eseguite diverse simulazioni sperimentali al computer per materozze di diverse geometrie in progettazione. Questo processo ha permesso di produrre geometrie diverse a basso costo. Le risultanti sono state poi testate nella pratica su speciali piastre a modulo noto dette piastre modulo. Gli esperimenti sono stati eseguiti su piastre con una dimensione che veni- va variata di 0.1 cm alla volta. Questo aggiustamento fine ha permesso di confrontare i dati sperimentali con le simulazioni computerizzate. Conclusioni L’ECO-feeder può contribuire a fornire un valore aggiunto fornendo efficienza energetica nei sistemi di alimentazione dei getti e conseguentemente nelle fonderie. In aggiunta alla possibilità di influenzare positivamente fattori chiave come la produttività, il riciclo del materiale e la affidabilità del processo, questo sistema offre ai fonditori possibilità di progettazione di cui non si era immaginato finora. Le materozze possono venire applicate più vicine a punti chiave del contorno con elevati moduli in posizioni di spazi critici La cooperazione delle due aziende autrici mostra come sia importante la necessità di sviluppi congiunti di approcci innovativi per arrivare a soluzioni che aiutano lo sviluppo di processi migliorativi per fonderie e fornitori. Tratto da Casting Plant and Tecnology N. 3/2013 Traduzione: Francesco Calosso ERRATA CORRIGE Informiamo che l’autore dell’articolo pubblicato a pag. 84 di industria fusoria N. 3 2014 è M. Gaverini, dell’Azienda Universal Sun e non J. Schaefer – T. Schaefer – T. Bginski come erroneamente riportato. Ci scusiamo per il disguido. Industria Fusoria 4/2014 46 ŝŶƋƵĞƉƵŶƚŝƉĞƌƉƌŽĚƵƌƌĞŐĞƚƚŝĚŝĂůƚĂƋƵĂůŝƚă 1. WƌĞƉĂƌĂnjŝŽŶĞĚĞůůĂ 'ŚŝƐĂďĂƐĞ 2. dƌĂƚƚĂŵĞŶƚŽĚŝ ŶŽĚƵůĂƌŝnjnjĂnjŝŽŶĞĚĞůůĂ 'ŚŝƐĂ^ĨĞƌŽŝĚĂůĞ 3. /ŶŽĐƵůĂnjŝŽŶĞĚĞůůĞ 'ŚŝƐĞ 4. &ŽĐĂůŝnjnjĂnjŝŽŶĞ ƐƵůůĂ WƌŽĚƵnjŝŽŶĞĚŝ'ŚŝƐĂ ^ĨĞƌŽŝĚĂůĞ 5. 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In questo lavoro si ripercorre un’analisi della letteratura scientifica soffermandosi sulle variabili che influenzano maggiormente la fluidità di una lega e ponendo particolare attenzione ai dati disponibili su leghe Al-Si da fonderia, molto diffuse nel settore automobilistico e aeronautico. Introduzione La fluidità di una lega metallica allo stato liquido è un aspetto che riveste primaria importanza in fonderia; infatti da questa proprietà dipende la dinamica di riempimento degli stampi, fattore che influenza direttamente la qualità finale dei getti. Scarse caratteristiche di fluidità comportano difficoltà nel riempimento delle cavità, con conseguenze negative in termici economici e produttivi; l’esiguità delle conoscenze su questa proprietà e la presenza di dati contraddittori in letteratura limitano molto la risoluzione di queste problematiche. Le incongruenze tra quanto Industria Fusoria 4/2014 pubblicato si spiegano considerando che ancora oggi non esiste un metodo standardizzato per misurare la fluidità di una lega |1|; anche le diverse procedure operative non seguono dei protocolli standard e questo conduce a una grande variabilità di condizioni al contorno. A questa problematica si aggiunge la scarsa ripetibilità dei risultati che generalmente affligge i test impiegati, dovuta al fatto che le procedure implementate sono molto sensibili a variabili difficili, se non impossibili, da controllare.Tra le variabili che influiscono maggiormente i risultati vi è la temperatura: piccole oscillazioni comportano importanti disturbi sulle lunghezze ottenute. In questo lavoro si propone un riepilogo delle conoscenze utili per approfondire queste problematiche. Le principali variabili che influenzano la fluidità di una lega sono: • la temperatura di colata (surriscaldamento del bagno); • la temperatura dello stampo o della forma in sabbia; • la conducibilità termica del metallo e dello stampo; • il coefficiente di scambio termico metallo-stampo (i.e. interazione metallo-stampo); • la geometria e la sezione della cavità dello stampo; • la composizione chimica e l’intervallo di solidificazione della lega; • le proprietà fisiche del metallo; • il battente metallostatico; • la tensione superficiale; • il livello di pulizia del bagno (presenza di inclusioni/ossidi); 50 • la velocità del flusso; • le condizioni ambientali (tem- peratura, umidità, ecc…). Diversi studi hanno verificato e quantificato l’influenza esercitata sulla fluidità di alcune di queste variabili; è il caso, ad esempio, della temperatura di colata, della geometria e della sezione della cavità dello stampo, della composizione chimica, del battente metallostatico, della pulizia del bagno e della velocità del flusso. Di contro, non sono presenti studi sistematici e dettagliati delle altre variabili di interesse. Si aggiunga, inoltre, che alcune tra le variabili sopra menzionate sono difficili da monitorare in modo preciso e affidabile. Il livello di surriscaldamento del bagno liquido Il livello di surriscaldamento (o surriscaldamento) del bagno è la differenza tra la temperatura di colata della lega e quella di liquidus della stessa. A parità di tutte le altre variabili, la fluidità aumenta linearmente con il surriscaldamento del bagno |2-8|. Incrementare il surriscaldamento rappresenta la soluzione più efficace per migliorare la fluidità |7|. Di contro, per una singola lega la tendenza di questa relazione lineare non solo varia a seconda del metodo di misura applicato, ma dipende anche dalle condizioni con cui uno stesso test è svolto. In Fig. 1, dove sono riportati i risultati di una serie di pro- tecnico ve di fluidità eseguite su una lega AlSi7, è possibile notare come la relazione lineare tra fluidità e temperatura cambi al variare di una specifica condizione di prova; in questo caso i cambiamenti sono dovuti alla variazione di sezione della cavità in cui è stato fatto scorrere il metallo a parità di tutti gli altri parametri utilizzati. Al contrario, da prove condotte su leghe Al-Si ipereutettiche, è emerso che la fluidità di queste leghe aumenta con la temperatura fino a un livello di surriscaldamento pari a 100÷150°C, mentre oltre questa soglia ogni incremento di temperatura non comporta significativi miglioramenti nella fluidità |2|. Questo comportamento è da attribuirsi a fenomeni di turbolenza che si generano nel bagno liquido e che influiscono sulla composizione chimica locale della lega colata |2|. Ciò evidenzia ulteriormente l’estrema sensibilità alle variabili dei test di fluidità. Di Sabatino |2,5| ha condotto diverse prove su leghe della serie AlSi7Mg tramite l’ausilio di una spirale archimedea e anche da questi risultati è stata rilevata una dipendenza lineare della fluidità dalla temperatura. La Fig. 2 mostra i risultati ottenuti a tre diversi livelli di temperatura (700, 715, 730°C). Fig. 2 - Fluidità di una lega AlSi7Mg, misurata tramite spirale archimedea, al variare della temperatura di colata; viene inoltre indicata l’equazione di regressione |2,5|. La composizione chimica della lega La composizione chimica caratterizza la fluidità di una lega; cambiamenti nel tenore degli elementi in lega comportano variazioni dell’intervallo tra liquidus e solidus, con conseguenze dirette sulla modalità di solidificazione. Secondo Flemings et al. |2| la modalità di solidificazione influisce significativamente sulla fluidità di un metallo ed è stato rilevato che la lunghezza percorsa da un metallo prima di solidificare (Lf) è inversamente proporzionale all’ampiezza dell’intervallo liquidus-solidus |1,2|, fatta eccezione per le leghe colate tramite processi di pressocolata |2,9|. Piccole aggiunte di elementi in Fig. 1 - Fluidità di una lega AlSi7. I risultati mostrano una correlazione lineare con la temperatura di colata |3|; le diverse pendenze sono da attribuirsi alle diverse sezioni dello stampo utilizzate, indicate in figura. 51 lega e la presenza di impurezze riducono significativamente la fluidità |2,7,8|. In Fig. 3 è possibile riscontrare l’effetto negativo sulla fluidità dovuto alla diminuzione del grado di purezza di un bagno di Al, mentre la Fig. 4 illustra l’effetto di piccole aggiunte di stagno |3|. Questi studi confermano che l’effetto negativo sulla fluidità si “affievolisce” al diminuire del grado di purezza e che la presenza di alcuni elementi in tracce non influisce in modo apprezzabile sulla fluidità. Metallo puro e lega con composizione eutettica mostrano, per ogni sistema, la massima fluidità. È stato infatti evidenziato come la fluidità aumenti al crescere della frazione eutettica, ovvero di una struttura che solidifichi in modo isotermico. Vi sono però alcune eccezioni, tra le quali le leghe del sistema Al-Si. Lang |3| ha riscontrato che le leghe Al-Si presentano la massima fluidità intorno al 17-18% pond. di silicio, ovvero oltre la composizione eutettica (Fig. 5); altri studi |2,7,8,10| hanno confermato questa tendenza. Tale effetto è dovuto al calore latente del silicio, che è 4,5 volte superiore a quello dell’alluminio; questo influisce perciò sulla cinetica di solidificazione aumentando i tempi di solidificazione, a tutto vantaggio della fluidità. Questo beneficio si manifesta fino al 17-18% di Si in lega, perché oltre tale livello la fluidità si riduce in seguito alla formazione di particelle di silicio primario che ostacolano l’avanzamento del flusso liquido. In generale, per quanto riguarda Industria Fusoria 4/2014 tecnico sono ritornate simili a quelle della lega base |7|. Aggiunte di Fe in una lega A413 hanno ridotto la fluidità sia nel caso della lega base, sia nel caso della lega modificata con Mn |12|. Aggiunte di Mn a una lega A356 sembrano non influire apprezzabilmente sulla fluidità |7|. Di contro, uno studio condotto su una lega AlSi8 ha fornito risultati contraddittori rispetto a quanto sopra riportato, avendo rilevato un incremento di fluidità in seguito all’aumento della concentrazione combinata di Fe, Mn e Zn |8|. Fig. 3 - Influenza del grado di pulizia sulla fluidità dell’alluminio puro, rilevata con il metodo della spirale archimedea |2|. Fig. 4 - Influenza del tenore iniziale di stagno sulla fluidità di leghe binarie Al-Sn |3|. l’influenza sulla fluidità dovuta all’aggiunta di elementi alliganti all’alluminio, si trovano, a volte, risultati tra loro in contraddizione. L’effetto di Fe, Mg,Ti e Sr sulla fluidità di una lega AlSi7 è stato approfondito da Di Sabatino |2,4| a diversi livelli di surriscaldamento del bagno liquido (70°C e 130°C) e svolgendo prove con uno strip mould test. Per condurre questo studio il tenore di ogni elemento considerato è stato variato indipendentemente dagli altri; in particolare, il Fe è stato portato da 0,01% a 0,24%, il Ti da 0% a 0,20%, lo Sr da 0% a 0,02% e il Mg da 0% a Industria Fusoria 4/2014 0,45%. Dai risultati è emerso che il magnesio ha un’influenza sulla fluidità più marcata e apprezzabile rispetto a Sr, Ti e Fe; inoltre, le aggiunte di magnesio hanno un effetto deleterio sulla fluidità a ogni livello di temperatura indagato. In Tab. 1 sono riportati i risultati di questo studio. Questi dati sembrano confermare quanto riportato anche da Fleming et al. |2,4|. Di contro altri lavori hanno rilevato una diminuzione di fluidità in seguito ad aggiunte di Fe |7,8,10-12| e Zn |11|. In particolare, l’incremento del tenore di Fe in una lega A356 fino al massimo livello consentito ha comportato una diminuzione di fluidità, mentre oltre questa soglia le caratteristiche del metallo Cercando comunque di pervenire a una sintesi, per quanto possibile, si può dedurre che non sono rilevabili significative variazioni di fluidità in seguito a piccole aggiunte di Fe, Zn, Mg e Mn, in quanto le differenze rilevate sperimentalmente ricadono all’interno delle generiche forchette di variabilità dovute all’errore dei vari metodi di prova impiegati |4|. Uno studio analogo |11| è stato condotto applicando un vacuum fluidity test a diversi livelli di surriscaldamento su quattro leghe Al-Si da pressocolata, che differivano per diversi tenori di rame, magnesio, manganese, silicio e zinco. In Tab. 2 sono visualizzate le composizioni chimiche delle leghe studiate mentre in Fig. 6 i risultati, dai quali si deduce che il silicio e il magnesio influiscono maggiormente sulla fluidità ri- Fig. 5. Effetto del silicio sulla fluidità del sistema binario Al-Si |2|; le leghe Al-Si presentano la massima fluidità intorno al 17-18% di silicio, ovvero oltre la composizione eutettica, in contrasto con quanto accade nella maggioranza delle leghe metalliche. 52 tecnico Surriscaldamento del bagno 70°C Surriscaldamento del bagno 130°C Variazione di fluidità (%) Effetto sulla fluidità Variazione di fluidità (%) Effetto sulla fluidità 3.2 2.89 + + 3.42 4.78 - trascurabile 12.35 - 20.77 Parametri Sr Ti Fe Mg trascurabile - Tab. 1 - Risultati delle prove svolte da Di Sabatino |5|. Il livello di surriscaldamento del bagno e il tenore di ognuno dei 4 elementi considerati sono state variabili indipendenti. spetto agli altri elementi alliganti. In particolare l’aggiunta di silicio aumenta la fluidità mentre l’aggiunta di magnesio la diminuisce. Tutti gli studi condotti confermano comunque che il livello di surriscaldamento ha un’influenza più marcata sulla fluidità rispetto alla composizione chimica |2,3,7,11|. La pulizia del bagno liquido La presenza di inclusioni e ossidi flottanti nel bagno comporta una significativa riduzione della fluidità del metallo poiché riduce la frazione solida critica che blocca il flusso di metallo liquido |2, 8|. Kwon e Lee |2| hanno studiato l’effetto di inclusioni d’ossido sulla fluidità di leghe AlCu4.5Mn0.6 e AlSi7Mg impiegando uno strip mould test; da questi studi è emerso che colare il metallo in aria comporta un aumento del tenore di ossidi che influenza negativamente la fluidità. Secondo Crepeau et al. |2| la rimozione delle inclusioni flottanti da un bagno di lega A356 favorisce significativamente la flui- Lega # Si 1 2 3 4 11.59 11.36 9.62 8.75 Fe Cu Mn 50% di boccame e sfridi di lavorazione, e applicando il vacuum fluidity test a diverse temperature di colata del metallo stesso. Da questo studio è emerso che la fluidità del bagno contaminato, sempre inferiore rispetto a quella della lega pulita, cresce comunque linearmente con la temperatura nell’intervallo compreso tra 580 e 680°C, mentre oltre Mg Zn Ti Sn Pb Na 0.87 1.663 0.179 0.093 0.999 0.041 0.034 0.158 0.0002 0.77 1.79 0.166 0.171 1.163 0.04 0.036 0.112 0.0003 0.82 1.98 0.152 0.206 0.475 0.035 0.024 0.049 0.0001 0.85 2.2 0.2 0.15 1.146 - Tab. 2 - Composizione chimica (%pond) delle leghe impiegate nello studio di fluidità eseguito da Timelli et al. |11|. dità: in particolare, questa può incrementare fino al 40% a una temperatura di colata di 700°C circa. Un lavoro più sistematico è stato condotto da Di Sabatino et. al. |2,13| su una lega A356 con 3 differenti livelli di contaminazione del bagno a una temperatura di colata di 700°C: lega base, 20% di rottame, 50% di rottame, ove il rottame impiegato era composto da sfridi di lavorazione. In Fig. 7 sono riportati i risultati di questo studio, da cui si può notare che l’aggiunta di sfridi di lavorazione riduce significativamente la fluidità della lega, ma oltre una certa soglia non si notano differenze apprezzabili tra diversi livelli di contaminazione |2,13|. Timelli e Bonollo |12| hanno svolto un’indagine sulla fluidità di una lega Al-Si-Cu da pressocolata contaminata con l’aggiunta di Fig. 6 - Risultati delle prove di fluidità condotte da Timelli et al. |11| su quattro diverse leghe da pressocolata. 53 i 680°C la fluidità si mantiene costante. L’aggiunta di materiale inquinato al bagno, infatti, induce una presenza di ossidi e inclusioni superiore rispetto alla lega non contaminata, e questo influenza negativamente la fluidità poiché diminuisce la frazione solida critica che blocca il flusso del metallo. Inoltre, all’aumentare della temperatura di colata, crescono di entità i fenomeni di turbolenza e di stirring nel bagno, e conseguentemente viene prelevato metallo con una maggiore concentrazione di ossidi e inclusioni. È stata infine studiata l’influenza sulla fluidità dovuta alla presenza di idrogeno disciolto nel bagno ed è emerso come questo non influenzi significativamente la fluidità della lega, così come la presenza di altri gas disciolti |2,14,7|. Fig. 7 - Fluidità di una lega A356 colata a 700°C con differenti livelli di inquinamento: A356 standard, A356 + 20% di rottame, A356 + 50% di rottame. Le deviazioni standard sono mostrate come barre d’errore |2,13|. Industria Fusoria 4/2014 tecnico Trattamenti preliminari del bagno: affinazione e modifica Sono reperibili diversi studi sugli effetti dell’affinazione del grano sulla fluidità e molti di questi risultano tra loro in contraddizione |2|. L’incongruenza di quanto pubblicato è dovuta al fatto che i risultati delle prove di fluidità sono estremamente influenzati dalla modalità di esecuzione delle specifiche procedure applicate; infatti, in ogni prova intervengono variabili difficilmente gestibili e controllabili che possono influire significativamente sui risultati finali senza però che ne venga misurata e riportata l’entità. Accade così che vengano rilevate variazioni di fluidità che in realtà non sarebbero attribuibili alle specifiche operazioni di affinazione. Non fanno eccezione i risultati pubblicati su operazioni di affinazione di leghe Al-Si con affinante composto da AlTiB, tra loro contrastanti e da cui è difficile ricavare conclusioni affidabili a causa di un’elevata dispersione dei risultati |1,8|. Considerando i risultati nella loro globalità sembra comunque che non si possa rilevare nessuna influenza significativa sulla fluidità in seguito ad affinazione su leghe della serie AlSi7 con aggiunte di AlTiB |2,14,7|. Anche per quanto riguarda aggiunte di modificanti come Sr e Na, i risultati in letteratura sono tra loro contraddittori |2|. • Altre variabili di interesse Diversi studi hanno permesso di valutare in modo quantitativo, o semi-quantitativo, l’influenza sulla fluidità dovuta ad altre variabili oltre a quelle precedentemente citate. Tra queste vi sono: • effetto della verniciatura dello stampo: a parità di tutte le altre condizioni, la fluidità risulta maggiore su stampi verniciati rispetto a quelli non trattati, poichè la verniciatura ha generalmente l’effetto di diminuire il coefficiente di scambio termico all’interfaccia metallo-stam- |1| D. Apelian, M.M. Makhlouf, Casting characteristics of aluminum die casting alloys, DOE/ID—13716, 2002. |2| M. Di Sabatino, Fluidity of aluminium foundry alloys, PhD thesis, Norwegian University of Science and Technology (NTNU), 2005. |3| J. Campbell, Castings, Oxford, ButterworthHeinemann, 2003, 74-96. |4| M. Di Sabatino, S. Shankar, D. Apelian, L. Arnberg, Influence of temperature and alloying elements on fluidity of Al-Si alloys, in “Shape Casting: The John Campbell Symposium”, Ed. M. Tiryakioglu and P.N. Crepeau, TMS 2005, 193-202. |5| M. Di Sabatino, F. Syvertsen, L. Arnberg, A. Nordmark, An improved method for fluidity measurement by gravity casting of spirals in sand moulds, Int J Cast Met Res 18 (2005) 59-62. |6| M. Di Sabatino, L. Arnberg, S. Brusethaug, D. Apelian, Fluidity evaluation methods for Al-Mg-Si alloys, Int J Cast Met Res 19 (2006) 94-97. |7| B. A. Dewhirst, Castability Control in Metal Casting via Fluidity Measures: Application of Error Analysis to Variations in Fluidity Testing, PhD thesis, Faculty of the Worcester Polytechnic Institute (WPI), 2008. Industria Fusoria 4/2014 • • • po a tutto vantaggio della fluidità; velocità di flusso e battente metallostatico: Tiryakioglu et al. |2| hanno rilevato che la fluidità di una lega A355 è proporzionale ad h0.1, dove h è il battente metallostatico; la velocità di flusso dipende dal battente, e la fluidità dipende anche dalla velocità |3|; coefficiente di scambio termico: questo coefficiente è un indice di quanto efficacemente viene smaltito il calore dal metallo durante il suo raffreddamento alla forma, e una sua riduzione comporta un aumento di fluidità; calore latente: è una proprietà fisica del metallo che influisce direttamente sul tempo di solidificazione del metallo stesso, e un suo aumento comporta un incremento della fluidità; temperatura dello stampo: la differenza di temperatura tra il metallo in fase di solidificazione e le pareti dello stampo regola il flusso termico, e un aumento di questa differenza comporta tempi di raffreddamento minori con riduzione della fluidità. |8| K.R. Ravi, R.M. Pillai,K.R. Amaranathan, B.C. Pai, M. Chakraborty, Fluidity of aluminum alloys and composites: A review, J Alloys Compd 456 (2008) 201-210. |9| Qingyou Han, Hanbing Xu, Fluidity of alloys under high pressure die casting conditions, Scripta mater 53 (2005) 7-10. |10| P. Pucher, H. Antrekowitsch, H. Bottcher, H. Kaufmann and P. J. Uggowitzer, Influence of compositional variations on microstructural evolution, mechanical properties and fluidity of secondary foundry alloy AlSi9Cu3, Int J Cast Met Res 23 (2010) 375-383. |11| G.Timelli, F. Bonollo, Fluidity of aluminium die castings alloy, Int J Cast Met Res 20 (2007) 308-311. |12| E. Taghaddos, M.M. Hejazi, R. Taghiabadi, S.G. Shabestari, Effect of iron-intermetallics on the fluidity of 413 aluminum alloy, J Alloys Compd 468 (2009) 539-545. |13| M. Di Sabatino, L. Arnberg, S. Rorvik, A. Prestmo, The influence of oxide inclusions on the fluidity of A7wt.%Si Alloy, Mater Sci Eng A 413-414 (2005) 272-276. |14| M. Di Sabatino, L. Arnberg, Effect of grain refinement and dissolved hydrogen on the fluidity of A356 alloy, Int J Cast Met Res 18 (2005) 181-186. 54 SIDERMETAL S.p.A. - Via Europa, 50 - 25040 Camignone di Passirano (BS) Tel. 030 654579 - Fax 030 654194 - E-mail: [email protected] - www.sidermetal.it [ IMFGROUP ic tecnico o B. Torralba – G. Gallou C. Dutouquet nic t ec n t ec o tecnico La spettroscopia LIBS per la misurazione continua dei metalli al camino – Il progetto Emilibs Le fonderie soggette ad autorizzazioni (in base alla normativa in tema di protezione dell’ambiente) devono da una parte quantificare le loro emissioni e verificare che rimangano al di sotto dei limiti di legge e, dall’altra (solo alcune), monitorare in continuol’emissione di polveri. Emilibs nello sviluppo di una tecnica ottica innovativa, chiamata LIBS, ossia spettroscopia laser ad emissione di plasma; questa tecnica può essere utilizzata per le misure in continuo delle emissioni metalliche in atmosfera, senza far ricorso alla campionatura. Per quanto riguarda la misurazione dei metalli, i metodi di riferimento utilizzati richiedono la campionatura del particolato, seguita da un’analisi di laboratorio. Questo articolo descrive i risultati del progetto Le emissioni metalliche in fonderia L’obiettivo globale del programma EMILIBS era quello di sviluppare un sistema per misurare e monitorare costantemente le composizioni in metalli pesanti degli scarichi incanalati delle installazioni industriali, in modo da aiutarle ad adempiere ai loro obblighi regolamentari. Riguardo alla misurazione dei metalli, i metodi di riferimento attualmente utilizzati richiedono un campionamento del particolato e dei metalli gassosi e la successiva analisi in laboratorio; per questo, tali metodi non consentono un monitoraggio continuo e in tempo reale degli scarichi di un’installazione industriale. A questo scopo, è stato sviluppata una strumentazione da campo basata su una distinzione chimica Industria Fusoria 4/2014 Le emissioni di inquinanti atmosferici derivati dalla fusione dipende da molti parametri di elementale, eseguita con la tecnica LIBS. Lo sviluppo iniziale e i test di laboratorio sono stati condotti dall’IVEA, dal CNRS e dall’INERIS; la fattibilità di questa nuova tecnica è stata quindi valutata su rame, manganese, cobalto, piombo e nickel, con limiti di rilevamento inferiori al 10% dei limiti di legge. Sono state condotte due campagne di misurazioni in fonderia, con l’aiuto del CTIF sui processi di fusione, per monitorare sul campo e in tempo reale la concentrazione del rame e del manganese emessi alla ciminiera. I risultati ottenuti hanno confermato l’appropriatezza dell’uso della LIBS per il monitoraggio dei metalli pesanti in un ambiente industriale. 58 produzione. Questi includono la qualità delle cariche metalliche, presumibilmente contaminate da olio e altre impurità, l’uso di combustibili (coke, gas od olio combustibile), e l’uso di additivi per il trattamento del metallo, che generano prodotti di reazione. Tuttavia, è soprattutto la natura della lega fusa ad influenzare la composizione delle emissioni metalliche. I principali metalli emessi sono elencati per tipo di lega in Tab. 1. La concentrazione delle emissioni varia molto col passare del tempo; si hanno emissioni più elevate durante la carica e durante il trattamento del metallo. Gli obblighi per le fonderie Le fonderie, in particolare quelle soggette ad autorizzazione (regolamenti in materia di protezione dell’ambiente) sono obbligate a quantificare le loro emissioni e ad accertarsi che rimangano al di sotto dei limiti fissati dalle autorizzazioni emesse dalle Autorità competenti.. Queste regole si applicano alle fonderie con una capacità produttiva superiore alle 10 tonnellate giornaliere di ghisa o acciaio, o alle 2 tonnellate di leghe di alluminio o di rame. (I riferimenti normativi ed i limiti riportati si riferiscono alla legislazione francese). tecnico Sorgente Fusione di metalli non ferrosi Fusione di metalli ferrosi Lega Principali metalli emessi Alluminio Al, Cu, Mn, Pb, Sn, Sb, Zn Magnesio Al, Mg, Zn Rame Rame Cupralluminio Rame-piombo/alluminio Ottone Cu Al, Cu, Mn, Ni Cu, Ni, Pb, Sn, Zn Cu, Ni, Pb, Zn Ghisa Specialmente: Cd, Cu, Mn, Zn Emessi dalle ghise: Cr, Ni, Mo In quantità minore: As, V, Sn, Mg Acciaio Al, Cr, Mn, Mg, Mo, Ni, Zn Fusione di rottami ferrosi Comunemente: Cd, Pb (qualità della carica mediocre), Zn Possibili: Al, Bi, B, Cr, Co, Cu, Sn Tab. 1 - Principali emissioni atmosferiche di inquinanti metallici nel corso della fusione. Inquinante Polveri (TSP) Limiti di emissione 40 mg/Nm3 per una velocità di emissione maggiore di 1 kg/h 100 mg/Nm3 per una velocità di emissione minore di 1 kg/h Cadmio+Tallio+Mercurio (Cd+Ti+Hg) 0,1 mg/Nm3 per un flusso di massa maggiore di 1 g/h Mercurio (Hg) 0,05 mg/Nm3 per un flusso di massa maggiore di 1 g/h Piombo (Pb) 1 mg/Nm3 per un flusso di massa maggiore di 10 g/h As+Se+Te 1 mg/Nm3 per un flusso di massa maggiore di 5 g/h Sb+Cr+Co+Cu+Sn+Mn+Ni+V+Zn 5 mg/Nm3 per un flusso di massa maggiore di 25 g/h Tab. 2 - Limiti di emissione per installazioni classificate (art. 27, ordinanza del 2 febbraio 1998). Inquinante Polveri (TSP) Cadmio, Mercurio Piombo e suoi composti Arsenico, Selenio e Tellurio, e loro composti Antimonio, Cromo, Cobalto, Rame, Stagno, Manganese, Nichel, Vanadio, Zinco e loro composti Tasso di emissione Obblighi di legge Valutazione in continuo del contenuto di polve5-50Kg/h ri degli scarichi, con l’uso, ad esempio, di un opacimetro Misurazione in continuo delle emissioni di pol>50 kg/h vere con un metodo gravimetrico >10g/h >100 g/h >50g/h Misurazione giornaliera delle emissioni su una campionatura rappresentativa presa in continuo >500g/h Tab. 3 - Valori limite del flusso oltre ai quali è richiesto il monitoraggio (art. 59, ordinanza del 2 febbraio 1998). L’ordinanza del 2 febbraio 1998 (riguardo le installazioni soggette ad autorizzazione in base alle regole sulle installazioni classificate), presa come riferimento negli ordini prefettizi, stabilisce i limiti di emissione, elencati in Tab. 2. Il monitoraggio delle polveri e dei metalli è obbligatorio per emissioni a grande portata, come indicato in Tab. 3. A partire dall’inizio degli anni 2000, il settore della fonderia è stato monitorato attentamente 59 dalle Autorità competenti per le installazioni classificate per le emissioni di polveri, metalli e composti volatili organici. Il monitoraggio continuo delle polveri tramite opacimetro è già richiesto in molte fonderie aventi grande capacità produttiva. Industria Fusoria 4/2014 tecnico Filtro essiccatore lavaggio tubo per campionamento collegato ad una pompa Foto 1 - Esempio di campionamento di particolato e metalli gassosi eseguito col metodo di riferimento. Si nota che l’ordinanza richiede “una misurazione giornaliera effettuata continuamente su una campionatura rappresentativa”, il che può essere interpretato come una richiesta di misurazione continua, anche se in realtà i metalli vengono raccolti al massimo per 2 ore al giorno e analizzati in laboratorio. Data l’evoluzione delle leggi, in particolare per l’incenerimento dei rifiuti, è molto probabile che la misurazione in continuo dei metalli diventi obbligatoria per grandi quantità di emissioni, una volta diventata tecnicamente fattibile. Tecniche esistenti per la misurazione discontinua dei metalli Attualmente, i metalli ai camini della fonderia sono misurati secondo il metodo di riferimento descritto nello standard XP X 43-051 (Giugno 2001), intitolato “Determinazione delle emissioni totali di metalli pesanti ed altre sostanze specifiche”. Questo è un metodo di analisi chimica piuttosto scomodo e lungo in termini di tempo, e spesso la rappresentatività dei campioni è scarsa. Questo metodo, nel luogo di misurazione, richiede: • Campionatura isocinetica di un volume noto di effluente Industria Fusoria 4/2014 gassoso da una condotta o da una ciminiera per uno specifico intervallo di tempo e ad una velocità di flusso controllata (meno di due ore). • La raccolta su un filtro (membrana fibra in lana di roccia) delle polveri contenute nel gas campionato. • La raccolta della frazione gassosa dei metalli dopo il passaggio del flusso di gas dentro recipienti di lavaggio contenenti soluzioni assorbenti. • La mineralizzazione del campione filtrato in un contenitore chiuso di politetrafluoretilene. • La preparazione del liquido assorbente e delle soluzioni di risciacquatura per l’analisi. • La conseguente analisi chimica in laboratorio. Le tecniche di analisi raccomandate sono la spettrometria ad assorbimento atomico (sorgente: forno in grafite; analisi: spettrometria ad assorbimento atomico), la spettrometria di massa al plasma (sorgente: torcia al plasma; analisi: spettrometria di massa), e la spettrometria ad emissione atomica al plasma (sorgente: torcia al plasma; analisi: spettrometria ad emissione atomica). Quest’ultima tecnica, usata nella maggior parte dei casi, implica il trasferimento del materiale, già vaporizzato, ad una torcia al plasma in cui l’aerosol viene atomizzato prima di essere analizzato con la spettrometria ottica. La diseccitazione degli elementi contenuti nel plasma è accompagnata dall’emissione di picchi luminosi le cui lunghezze d’onda sono caratteristiche degli elementi emittenti e delle intensità delle loro concentrazioni. Principi della tecnica LIBS e comparazione delle prestazioni con le tecniche raccomandate dal metodo di riferimento La tecnica LIBS, ossia spettroscopia di plasma indotto da laser, consiste nel concentrare un raggio laser (quasi sempre pulsato) su di un oggetto (solido, liquido o gassoso), per determinarne la composizione elementale. Il laser riscalda un piccolo volume del campione (una piccola quantità di materia) e lo porta allo stato di gas ionizzato, o di plasma. La luce emessa da questo plasma viene poi analizzata con la spettroscopia ad emissione, e fornisce informazioni sulla composizione della materia irradiata. La Fig. 1 illustra il principio della tecnica. La LIBS è analoga a tutti i metodi di spettroscopia ad emissione atomica di riferimento nel fatto che consente l’analisi simultanea di tutti gli elementi della tavola periodica di Mendeleev.Tuttavia, la LIBS presenta vantaggi che la distinguono dagli altri metodi: analisi spettrale della luce di plasma composizione chimica del materiale, compresi gli elementi più leggeri formazione di un plasma spettro ottico laser plasma illuminazione del materiale con un laser Fig. 1 - Principio di funzionamento della tecnica LIBS. 60 tecnico • È relativamente semplice da utilizzare. • Non richiede la preparazione dei campioni: questo è uno dei vantaggi principali. • È rapida, e consente di effettuare misurazioni in tempo reale. • Permette l’accesso a spazi confinati tramite una feritoia, e può effettuare un’analisi a distanza. • Può analizzare qualsiasi tipo di campione: liquido, solido, gas, aerosol. • È poco ingombrante: esistono sul mercato sistemi di analisi portatili. Per quanto riguarda le prestazioni, la tecnica LIBS è ritenuta avere limiti di rilevamento dello stesso ordine di grandezza del metodo ICP-AES. Il metodo ICP-MS ha limiti di rilevamento molto migliori (2 o 3 ordini di grandezza di differenza) rispetto alla LIBS e all’ICP-AES, ma i campioni necessitano di preparazione, e la strumentazione è più ingombrante. La tecnica LIBS e il suo sviluppo UN METODO IN RAPIDA CRESCITA Introdotta nel 1960, la tecnica LIBS ha beneficiato, a partire dagli anni 2000, dello sviluppo tecnologico delle sue parti costitutive: i laser sono diventati sempre più piccoli e necessitano di meno manutenzione, il sistema di rilevamento è divenuto sempre più sensibile e, in ultimo, gli strumenti di acquisizione dati consentono una trasmissione più veloce delle informazioni. Questi miglioramenti tecnici hanno contribuito a migliorare la performance intrinseca dell’analisi sperimentale. La disponibilità commerciale degli spettrometri 2D rende possibile oggigiorno registrare uno spettro di emissione correttamente scomposto, attraverso una banda spettrale molto larga (di solito da 200 a 950 nm). Questo rende possibile l’analisi simultanea di tutti gli elementi della tavola periodica con l’utilizzo di un singolo o di pochi fasci laser. vamento più bassi per alcuni elementi leggeri come alluminio, cobalto, magnesio, nichel, sodio, silicio e vanadio. ANALISI ATMOSFERICHE Tuttavia, è da notare che le soluzioni tecniche LIBS disponibili in commercio vengono proposte principalmente da fabbricanti di componenti ottici (laser, spettrometri), e non da fabbricanti di strumenti di misura. Per questo motivo, le soluzioni proposte non sono ad esempio adeguate al monitoraggio delle emissioni industriali. I limiti di rilevamento delle soluzioni commerciali sono molto alti (in percentuale), e i laser utilizzati sono ancora troppo ingombranti nella loro configurazione utente. IL CONTROLLO DEL PROCESSO La tecnica LIBS viene attualmente utilizzata in metallurgia per controllare, in linea, i processi produttivi di acciaio e alluminio. Gli strumenti di misura disponibili sul mercato sono trasportabili (pesano qualche decina di chili) e possono essere collocati in laboratorio e sulle linee di produzione. In fonderia, la tecnica LIBS si confronta con la spettroscopia ottica ad emissione di scintilla S-OES (sorgente: scarica elettrica, analisi: spettrometria dell’emissione), con un limite di rilevamento da 1 a poche decine di ppm. ANALISI DI CAMPIONI SOLIDI DI SUOLO L’analizzatore LIBS portatile (meno di 7 kg di peso) può rilevare e mappare direttamente le sostanze inquinanti in terreni contaminati. Viene anche usato per analizzare lotti di materiale grezzo (e.g. scarti di cantiere) a monte delle linee di produzione. I limiti di rilevamento vanno da alcune decine ad alcune migliaia di ppm a seconda dell’elemento e della configurazione. La tecnica LIBS è competitiva nei confronti della fluorescenza a raggi X (sorgente: raggi X, analisi: spettrometria a raggi X), ma quest’ultima ha limiti di rile- 61 A livelli nazionali ed internazionali, alcuni laboratori universitari di ricerca e alcuni istituti di ricerca applicata hanno iniziato ad interessarsi all’applicazione della LIBS al monitoraggio diretto di particolato e inquinanti gassosi in determinate industrie (incenerimento di rifiuti, energia nucleare).Sono stati ottenuti limiti di rilevamento (DL) soddisfacenti per alcuni metalli, con valori da 2 a 5 parti per miliardo per manganese, berillio e cromo, e da 40 a 600 parti per miliardo per ferro, mercurio, arsenico, antimonio, cadmio, zinco, nichel e piombo. Non esiste ancora in commercio un analizzatore LIBS per la misurazione delle emissioni alla ciminiera. L’attuale tecnica LIBS è già adatta al monitoraggio dei metalli, ma alcuni DL sono ancora inadeguati all’applicazione. Molte possibilità di miglioramento sono state trovate, e se applicate operativamente possono migliorare i DL attuali di molti ordini di grandezza. In aggiunta a questa ottimizzazione dei DL della tecnica LIBS, è necessaria una valutazione della performance strumentale di un prototipo sperimentale. Il progetto Emilibs È stato lanciato un progetto dall’INERIS (Institut National de l’Environnement industriel et des Risques) allo scopo di sviluppare un prototipo di strumentazione adatta a lavorare sul campo basato sulla tecnica LIBS, e di valutare le sue prestazioni nell’analisi delle emissioni atmosferiche. Il progetto ha riunito l’IVEA (una ditta specializzata nella progettazione e produzione di attrezzature per l’analisi LIBS), Environnement SA (produttore di attrezzature per la misurazione continua delle emissioni), CNRS (Plasma Laser and Pho- Industria Fusoria 4/2014 tecnico tonic Processes Laboratory) e CTIF. Il risultato atteso era costituito da un prototipo operativo capace di quantificare in continuo le emissioni industriali di metalli pesanti dalle ciminiere a intervalli dell’ordine di pochi minuti. Nel contesto di questo progetto, è stato chiesto al CTIF di organizzare due campagne di rilevamenti nella sua fonderia sperimentale e nel sito industriale di una fonderia di rame, per applicare la tecnica LIBS. Risultati del progetto OTTIMIZZAZIONE IN LABORATORIO Studi preliminari svolti da IVEA, CEA, INERIS e CNRS sono serviti per ottimizzare la tecnica. Sono state sviluppate due configurazioni LIBS per il monitoraggio in linea o per la caratterizzazione raggruppata delle emissioni gassose industriali: • LIBS “in linea”: apparecchiatura che analizza particelle concentrando il laser direttamente in una cella di analisi (analisi diretta), in cui circola il flusso di gas che trascina l’aerosol. • LIBS “a gruppi”: raccolta delle particelle emesse in substrati, e successiva analisi degli stessi con un’appropriata configurazione del LIBS (analisi indiretta). A questo scopo, accanto alla tecnica LIBS è stata usata la seguente attrezzatura: due generatori di micro particelle, un Synaptec CH-GA75 e un VOAG 3450 TSI; un analizzatore di massa in tempo reale TEOM 1400 per misurare la concentrazione in peso, e uno spettrometro APS modello 3321 per la distribuzione delle dimensioni delle particelle generate. La Fig. 2 mostra il principio della configurazione della LIBS “in linea”. Il flusso dell’aerosol da analizzare viene condotto nella cella di analisi da un sistema di pompaggio. Il raggio laser viene Industria Fusoria 4/2014 Inserimento dell’aerosl Cella di analisi lente di focalizzazione lente di raccolta Nd:YAG Laser 1064 m cannocchiale per ingrandimento del fascio spettrometro sincronizzazione Fig. 2 - Diagramma della messa in opera sperimentale della tecnica LIBS per gas e aerosol. concentrato sulla cella, generando così un plasma nell’aerosol. La luce emessa dal plasma viene raccolta da una fibra ottica connessa ad uno spettrometro munito di rilevatore. Nel caso della LIBS “a gruppi”, la cella di analisi viene rimpiazzata da un filtro. Il segnale è stato innanzitutto studiato ed ottimizzato in laboratorio per calibrare il sistema LIBS per la concentrazione in peso; successivamente, sul campo, i risultati ottenuti col metodo LIBS e con quello di riferimento sono stati confrontati, studiando prima di tutto le particelle di rame. OTTIMIZZAZIONE DEL SEGNALE NELL’ANALISI DIRETTA: METODO DELL’ANALISI CONDIZIONALE È stato sviluppato un metodo di analisi condizionale, consistente nell’ignorare gli spettri privi di punti di interesse, allo scopo di aumentare il segnale/rumore ed ottenere così limiti di rilevamento appropriati per lo studio. Questo perché, in una serie di spettri LIBS ottenuti da un aerosol diluito, vi è un gran numero di spettri privi di informazioni spettrali significative (il plasma non ha vaporizzato particelle contenenti gli elementi in esame), e una piccola parte di spettri contenenti informazioni (presenza di particelle che hanno interagito col plasma in espansione). Per determinare se uno spettro LIBS è stato ottenuto dall’emissione di una particella no- 62 tevole presente nel volume del plasma, viene scelto un picco minimo di emissione per ciascun elemento, corrispondente agli spettri ottenuti con plasmi privi di particelle in molte migliaia di spari laser. Usando gli spettri identificati come portatori di informazioni, l’intensità media del picco in questione viene calcolata per determinare l’intensità equivalente Iequi, corrispondente ad un livello di campionatura del 100%. Dato il livello di campionatura effettivo (rapporto tra il numero di spettri identificati Nhit e il numero totale di spettri Ntot) è possibile determinare l’intensità reale Itrue del segnale dell’elemento in questione presente nell’aerosol, tramite la seguente equazione: OTTIMIZZAZIONE DEL SEGNALE NELL’ANALISI DIRETTA: STUDIO DEL SEGNALE LIBS COME FUNZIONE DELLA DIMENSIONE DELLE PARTICELLE Sono stati effettuati studi complementari usando il generatore VOAG 3450 della TSI, che produce particelle di dimensioni omogenee, utili a determinare la dimensione massima delle particelle che possono essere completamente vaporizzate dal plasma laser-indotto. È stato rilevato che c’è una saturazione del segnale LIBS tra 7 e 8 µm di diametro. Dato questo studio preliminare, le curve di calibrazione uti- tecnico mentale CTIF di Sèvres (92), su un processo di fusione del rame. Sono state effettuate sette serie di misurazioni, ciascuna delle quali includeva: • Una registrazione degli spettri LIBS, sul campo e in tempo reale, con 6000 spari laser per ciascuno spettro. • L’arricchimento di un filtro di fibra di quarzo ultra puro per l’analisi LIBS a gruppi su filtro. • Una misurazione di riferimento (per consentire la calibrazione del LIBS sul campo), che richiedeva un campionamento su un filtro al quarzo e uno tramite un gas cleaner per l’analisi della fase gassosa. Le misurazioni sono state effettuate al laboratorio ICP/AES. La Fig. 3 mostra l’attrezzatura utilizzata scarico dispositivo di filtrazione cella LIBS per l’analisi diretta filtro per particolato filtro per particolato pompa 14,5 l.min-1 flussometro forno recipiente di lavaggio pompa 14,5 l.min-1 linea di campionamento LIBS linea di campionamento del metodo di riferimento Fig. 3 - Descrizione delle attrezzature utilizzate nella campagna di prove al CTIF. soglia di emissione per i metalli pesanti a 5 mg/m3 per 10 metalli, o a 500 µg/m3 per ciascun metallo (art. 27 della legge del 2 febbraio 1998). Campagna di rilevamenti nella fonderia sperimentale CTIF CONFIGURAZIONE DELLA MISURAZIONE Si è svolta, dal 15 al 16 ottobre 2009, una campagna di rilevamenti presso la fonderia speri- I filtri per il metodo di riferimento sono stati arricchiti contemporaneamente a quelli usati per la misurazione LIBS indiretta. Così, conoscendo il contenuto in rame dei filtri arricchiti per il metodo di riferimento e i volumi raccolti in ciascuna delle linee, si può determinare il contenuto in rame dei filtri arricchiti per il metodo LIBS. Sono stati confrontati 7 filtri arricchiti con particelle di rame con contenuti variabili tra 0,15 e 22,5 µg/cm2 (vedi Fig. 4, dove si può osservare chiaramente il picco del rame). ILIBS (u.a.) lizzabili per le misurazioni LIBS quantitative di un aerosol costituito da particelle micrometriche di rame sono state ottenute in laboratorio, per le analisi LIBS dirette e indirette. I limiti di rilevamento (DL) per l’analisi del rame sono stati stimati in 9,5 µg/m3 per l’analisi in linea e in 50 µg/m3 con un tempo di arricchimento di 4 minuti per l’analisi raggruppata. Dati questi primi risultati, lo studio è stato esteso ad ulteriori 4 metalli (Mn, Co, Pb e Ni) per l’analisi in linea, e le corrispondenti curve di calibrazione sono state ricavate in laboratorio come per il rame. Ad eccezione del nichel, per il quale la generazione dell’aerosol e il dispositivo di caratterizzazione era fuori scala e alterava i risultati, sono state ottenute curve di calibrazione lineari. I limiti di rilevamento erano tra i 12 e i 34 µg/m3. Le due configurazioni della LIBS, in linea e a gruppi, hanno mostrato limiti di rilevamento promettenti per le analisi sul campo descritte successivamente. Questi risultati hanno dimostrato il potenziale delle analisi LIBS continue sul campo sui metalli pesanti negli scarichi delle fonderie rispetto agli standard in voga, che fissano la RISULTATI DEI RILEVAMENTI LIBS A GRUPPI lunghezza d’onda (nm) Fig. 4 - Spettro LIBS ottenuto sul filtro 2 (2,06 µg/cm2 di rame) e sul filtro 4 (3,96 µg/cm2 di rame). 63 Industria Fusoria 4/2014 tecnico senzialmente di potassio induce significativamente un effetto di matrice per l’emissione del rame. RISULTATI DEI LIBS DIRETTI Fig. 5 • curva di calibrazione (misurazione LIBS indiretta) Δ Filtro con matrice in fibra ◊ Filtro con strato di potassio Tra i sette filtri arricchiti durante questi rilevamenti sul campo, 4 hanno mostrato un deposito di potassio in superficie (dati da microscopio elettronico a scansione). Questa presenza di potassio sembra essere legata all’uso di un flusso deossidante o alla presenza di carbone sulla superficie del metallo liquido durante la fusione. La Fig. 5 mostra la curva di calibrazione ottenuta con i 7 filtri arricchiti sul campo. La forma della curva di calibrazione è globalmente lineare, ma è difficile determinare la sua pendenza, perché i punti non sembrano essere allineati. Questa osservazione potrebbe indicare la presenza di effetti di matrice. È necessario ricordarsi che la dicitura “effetti di matrice” si riferisce al fatto che il segnale emesso da un dato elemento dipende dal suo ambiente fisico-chimico, il che significa che la sua reazione all’eccitazione di un laser varia in base alla natura della matrice in cui esso si trova. Se i dati dei filtri altamente arricchiti in potassio si distinguono dai dati dei filtri senza potassio, le due curve di calibrazione sono due linee rette con pendenza differente. La sensibilità della misurazione si riduce per i filtri altamente arricchiti in potassio (pendenza meno accentuata della linea di calibrazione), giustificando l’affermazione secondo la quale la presenza di uno strato fatto es- Sono state registrate serie da 1000 spettri nell’analisi LIBS diretta. È stata applicata l’analisi condizionale al picco di rame a 324,7 nm, con una sensibilità due volte superiore, in ciascuna di queste serie (vedi Fig. 6). La curva di campionamento è stata creata usando le analisi eseguite dall’ICP su un filtro, con i valori dell’intensità del LIBS mediati sul periodo di campionamento del filtro. La Fig. 7 mostra due curve di calibrazione per due picchi di rame. Date simili condizioni di campionamento (velocità del flusso di campionatura, tempo di analisi), l’analisi diretta ha un limite di rilevamento di 25 µg/m3, contro i 90 µg/m3 dell’analisi indiretta eseguita su substrati (nella migliore delle ipotesi, cioè in assenza di potassio). In breve, l’analisi diretta è più efficace in termini di limiti di rilevamento nel contesto di queste prove. È anche più facile da eseguire, perché non sono necessari dispositivi o materiali consumabili (substrati) per il campionamento. Sembra tuttavia che questi risultati ottenuti sul campo non siano altrettanto validi rispetto a quelli di laboratorio, molto probabilmente a causa di problemi di instabilità stru- concentrazione di rame in peso (µg/m3) lunghezza d’onda (nm) Fig. 7 - Curve di calibrazione del rame in analisi diretta. Fig. 6 - Spettro LIBS ottenuto in analisi diretta. Industria Fusoria 4/2014 RILEVAMENTI 64 tecnico sistema di cattura delle emissioni atmosferiche con sistema di rimozione polveri a ciclone spettrometro con telecamera fonderia unità laser tempo essiccatore pompa sistema linea di LIBS campionamento Fig. 8 - Evoluzione del segnale dell’analisi condizionale del picco di 324,7 nm durante la colata. mentale. La Fig. 8 mostra l’evoluzione dell’intensità della LIBS rilevata con l’analisi condizionale durante la fusione di barre di rame (fusione di 30 kg di rame puro senza aggiunta di barre deossidanti). Sono state osservate grandi variazioni del contenuto di particolato di rame nelle emissioni durante il processo di fusione, in particolare con una significativa diminuzione tra la fusione del metallo (7.50-8.18) e la fase di mantenimento (8.18-9.02). Alla luce dei risultati ottenuti, questo abbassamento del contenuto è attribuito ad una diminuzione del numero delle particelle emesse nel corso del getto, con le dimensioni delle particelle rimaste costanti durante la fusione. I due punti di alta intensità (alle 8.20) durante la fase di mantenimento corrispondono ad un breve periodo durante il quale l’addetto alla fusione ha purificato e mescolato il metallo fuso. Usando la curva di calibrazione ottenuta, è stato possibile misurare quantitativamente il contenuto di rame su valori dell’ordine di 180 µg/m3. Non sono stati osservati effetti di matrice, sottolineando l’appropriatezza di questa tecnica per il monitoraggio delle emissioni in cui la miscela, il contenuto in polvere o la natura chimica variano significativamente. Tuttavia, ciò non significa che questi effetti non esista- laser Foto 2 - Layout della linea di rilevamento LIBS. no per alcuni elementi in particolare, ma sottolinea la complessità del loro rilevamento tramite analisi in linea. Campagna di rilevamenti in una fonderia industriale PREPARAZIONE DELLA FONDERIA E DEL CAMPIONAMENTO Nell’ottobre 2011, è stata condotta una campagna di rilevamenti presso la fonderia INOXYDA, una fonderia di bronzo e alluminio in Alta Normandia. La fonderia è soggetta ad autorizzazioni in base alle regole sulle installazioni classificate, perché la sua capacità di fusione supera le 10 tonnellate giornaliere di leghe di rame. Questa fonderia è stata scelta perché, presumibilmente, emetteva due sostanze inquinanti interessanti per il progetto: rame e manganese. In più, il siste- ma di scarico delle emissioni catturate sopra la fornace di fusione ha facilitato l’installazione delle apparecchiature (a pavimento). È stata impiegata per questa campagna una strumentazione robusta, disegnata dall’IVEA nel corso del progetto, in modo da essere operativa in ambienti di fonderia difficili (presenza di polveri, vibrazioni etc.): il modello MobiLIBS AirLIBS (vedi foto 2). In questa particolare versione, la strumentazione AirLIBS lavora alla lunghezza d’onda di 64 nm. Questa lunghezza d’onda, nell’infrarosso, serve tra le altre cose ad ottenere le alte concentrazioni di potenza (nell’ordine di molti TW/cm2) necessarie per produrre plasmi stabili e riproducibili nell’aria. METODO DI MISURAZIONE E DIFFICOLTÀ INCONTRATE NELLA QUANTIFICAZIONE Le analisi LIBS per le misurazioni del rame sono state eseguite dalle 8.05 alle 12.00. Durante que- Foto 3 - Caricamento delle barre di cupralluminio (a sx) e dei rifiuti elettronici (a dx). 65 Industria Fusoria 4/2014 tecnico Installazione della cappa rimozione della cappa+carica di cupralluminio e alluminio 0,325 carica di rifiuti carica di rifiuti elettronici elettronici e mantenuto liquido prima della depurazione e della colata negli stampi). Conclusione Fig. 9 - Evoluzione dell’intensità degli spettri notevoli misurate per il rame durante la fusione. sto lasso di tempo, sono stati determinati più di 60 punti di misura, prima per il rame, poi per il manganese. Ciascuna delle serie di spettri è stata elaborata con l’analisi condizionale, integrata nel software AnaLIBS dell’IVEA. Sono state eseguite misurazioni anche col metodo di riferimento, per ottenere risultati quantitativi. Sfortunatamente, una falla nel sistema di campionamento delle particelle sui filtri ha alterato i risultati, rendendo impossibile la quantificazione. MONITORAGGIO DELLE EMISSIONI DI RAME La Fig. 9 mostra l’evoluzione dell’intensità della LIBS indicata dall’analisi condizionale durante la fusione. In questa figura, si può notare che dalle 8.05 in avanti l’intensità della LIBS aumenta significativamente. Questo corrisponde alla messa in opera della cappa di aspirazione sopra la fornace di fusione, il che ha causato la messa in circolo degli effluenti nel circuito di evacuazione. Dalle 8.28 alle 8.40, la cappa è stata rimossa per consentire le operazioni di caricamento. Dalle 8.00 alle 8.30 sono state caricate barre da 450 kg di cupralluminio, mettendoci molto tempo ad incorporarsi nel metallo liquido (il diametro della fornace era più piccolo di quello della barra). L’intensità del picco è massima, e viene osservata 20 minuti dopo il periodo di carica. Per i rifiuti elettronici, l’incorporazione è stata più veloce (dalle 8.57 alle 9.38), perché i rifiuti erano meno voluminosi e densi. ANALISI DELLE EMISSIONI DI MANGANESE Per il manganese, le analisi LIBS sono state effettuate dalle 9.40 alle 12. Il numero di spettri notevoli era molto piccolo, il che si spiega con il basso livello di emissioni alla fine del ciclo di fusione (il metallo è stato fuso |1| G. Gallou “Etude et optimisation de la spectroscopie sur plasma induit par laser (LIBS) pour le suivi en continu des polluants émis par les sources fixes”, Thèse de doctorat de I’Université Claude Bernard Lyon I, soutenue le 28 septembre 2010. |2| G. Gallou, IVEA “Projet Emilibs - Mise en ceuvre de I’Airlibs lors des mesures en laboratoire et en Fonderie” - 21/12/2011. Industria Fusoria 4/2014 Il progetto EMILIBS ha confermato la superiorità della tecnica LIBS nei confronti delle tecniche di analisi usate attualmente per l’analisi dei metalli presenti nelle emissioni in atmosfera: essa infatti consente una misurazione continua, senza campionamento, con limiti di rilevamento molto simili. Gli esperimenti condotti in fonderia sulle misurazioni del particolato di rame presente negli effluenti hanno dimostrato la fattibilità della tecnica LIBS per il monitoraggio continuo sul campo di questo inquinante. Tuttavia, l’attrezzatura usata necessita ancora di ottimizzazione, in particolare nella scelta del laser, del rilevatore, e del sistema di acquisizione dati, in modo che possa lavorare in maniera indipendente ed effettuare misurazioni continue su una ciminiera, in un ambiente proibitivo (vibrazioni, umidità, calore, etc.). Un capitolato tecnico è stato redatto al termine del progetto dai due costruttori partecipanti (IVEA e Environnement SA), descrivendo le funzioni e caratteristiche principali delle soluzioni validate, con una valutazione dei costi e un elenco di punti passibili di miglioramento, nell’ottica di una messa in produzione e di una commercializzazione. Tratto da Fonderie N. 27 agosto/settembre 2012 Traduzione: Francesco Calosso |3| E. Fréjafon, INERIS, Rapport d’avancement du projet Emilibs “Suivi en temps réel des métaux lourds dans des effluents gazeux canalisés par technique optique d’analyse élémentaire (LIBS)” - 05/04/2010. |4| G. Gallou, J.B. Sirven, C. Dutouquet, 0. Le Bihan, E. Frejafon “Aerosol analysis by LIBS for monitoring of air pollution” Aerosol Science and Technology 45 (2011) : 908-916. 66 Insieme a voi determinati nella crescita e nell’innovazione al servizio della qualità che richiedete F.LLI MAZZON S.p.A. Via Vicenza, 72 - 36015 Schio (VI) ITALY - Ph. +39.0.445.678000 - Fax +39.0.445.678001 - [email protected] - www.mazzon.eu Contatto diretto: [email protected] PRODOTTI E SERVIZI per acciaierie, fonderie di acciaio e di ghisa, di alluminio e di altri metalli non ferrosi. PRODOTTI SERVIZI metalli leghe - madrileghe ferroleghe ghise in pani ricarburanti rete informatica assistenza tecnica coperture su metalli e valute servizi finanziari e commerciali logistica - stoccaggio 20135 MILANO - VIALE SABOTINO, 19/2 - TEL. + 39 - 02.80.95.11 - FAX +39 - 02.89.00.714 AZIENDA CERTIFICATA UNI EN ISO 9001:2000 Riduci gli sprechi e aumenta la tua competitività In un contesto in cui l’ottimizzazione di tutti centri di costo è necessaria per mantenere competitività soprattutto rispetto a competitors esteri, diventa cruciale e strategico estendere tale attività anche alle utilities energetiche. GESTIONE ENERGETICA Riduzione dei consumi per unità di prodotto • Variabili controllabili internamente • Ampi margini di intervento • Consolidamento dei savings MONITORAGGIO CONTINUO PROGRAMMARE FARE VERIFICARE AGIRE ic tecnico nic o t ec n t ec o tecnico M. Gaverini I vantaggi della cogenerazione nell’industria fusoria Generazione elettrica e preriscaldo della carica metallica: un’opportunità concreta per l’efficienza Un impianto di cogenerazione, se correttamente dimensionato ed esercito, rappresenta ad oggi uno dei sistemi più efficienti per la produzione combinata di energia: tale efficienza si manifesta concretamente in risparmi consistenti sulla spesa energetica e, di conseguenza, in brevi tempi di ritorno. Ulteriore fattore critico di successo per questo tipo di soluzione è rappresentato dalla possibilità di accesso al meccanismo dei Certificati Bianchi, i quali contribuiscono al rientro economico parallelamente al risparmio effettivo di energia primaria (i titoli CAR – cogenerazione ad alto rendimento – vengono rilasciati per ben 10 anni dall’entrata in esercizio dell’impianto). L’applicazione di tale tecnologia alle fonderie era ad oggi limitata dalla difficoltà di reperire utenze termiche, interne al processo produttivo, compatibili con i livelli termici dei motori a combustione interna, ovvero acqua a circa 85/90°C impiegata per il raffreddamento delle camicie, dell’olio lubrificante, della miscela aria-combustibile (intercooler) e dei fumi di scarico. Proprio la quota parte di energia termica dei fumi di scarico rappresenta un’importante risorsa nel processo fusorio, in quanto ha caratteristiche di temperatura del tutto compati- Industria Fusoria 4/2014 bili con il preriscaldo del semilavorato in ingresso nel forno di fusione. Le fonderie di ghisa, in particolare quelle che impiegano forni elettrici a crogiolo, hanno un meccanismo di caricamento del forno alimentato da materiale proveniente direttamente dai mezzi di trasporto (tipicamente automezzi telonati) e dalle aree di stoccaggio; il preriscaldo di tale materiale, finalizzato all’abbattimento dell’umidità in esso presente nonché all’esecuzione di un primo salto termico precedente alla fusione, consentirebbe un notevole risparmio energetico, nonchè un aumento della qualità del materiale. Questa pratica, perseguita fino a pochi anni fa tramite l’impiego di bruciatori a gas metano e a fiamma viva aveva però problematiche legate al costo del combustibile e all’ossidazione della superficie del minerale esposto alla fiamma, ed è stata quindi abbandonata. Universal Sun, avvalendosi dell’esperienza di un professionista con consolidata esperienza nel settore, ha ripreso questo argomento eseguendo delle prove strumentali: la soluzione consiste nella sostituzione dei bruciatori a fiamma viva con uno scambiatore fumi/minerale accoppiato ad un motore endotermico; l’energia termica presente nei fumi garanti- 72 35% Energia elettrica GAS IMPIANTO DI COGENERAZIONE Energia termica 55% Dispersioni 10% sce l’innalzamento della temperatura del minerale tale da garantire da un lato la totale evaporazione dell’umidità presente nella materia prima, dall’altro un risparmio in termini di energia elettrica da immettere nei forni. Al fine di massimizzare il recupero termico, il calore prodotto dal motore in termini di acqua calda viene infine impiegato per la climatizzazione degli ambienti, in modo da massimizzare il rendimento globale del sistema di cogenerazione, e farlo quindi rientrare nella definizione CAR (cogenerazione ad alto rendimento), con tutti i benefici ad essa connessi. Prove sperimentali a supporto di questo progetto hanno dimostrato la sua efficienza nonché la sua affidabilità e confermano il raggiungimento di obiettivi concreti: risparmio, efficienza e, soprattutto, il miglioramento della qualità del prodotto finale. Michele Gaverini - Universal Sun srl t tecnico nic t ec n ic ec o tecnico o L’importanza della metallurgia Trentesima parte Come è noto Metallurgia generale è il 1° Volume della Collana “La Metallurgia delle ghise”, edita dalla Commissione Tecnica Assofond, composta da tre pubblicazioni: • Volume 1° - Metallurgia generale • Volume 2° - Ghise grigie • Volume 3° - Ghisa malleabile e ghisa sferoidale Metallurgia Generale: 389 pagine suddivise in tre capitoli: • Capitolo I – Il diagramma di stato Fe-C • Capitolo II – Dalla Teoria alla pratica • Capitolo III – Il laboratorio metallurgico unitamente a l’Appendice “Le ghise e l’azione degli elementi in lega” e comprendenti indice Analitico, dei Nomi e Generale. Industria Fusoria 4/2014 74 tecnico 75 Industria Fusoria 4/2014 tecnico Industria Fusoria 4/2014 76 tecnico 77 Industria Fusoria 4/2014 tecnico Industria Fusoria 4/2014 78 tecnico 79 Industria Fusoria 4/2014 tecnico Industria Fusoria 4/2014 80 tecnico 81 Industria Fusoria 4/2014 tecnico Industria Fusoria 4/2014 82 tecnico 83 Industria Fusoria 4/2014 tecnico Industria Fusoria 4/2014 84 tecnico 85 Industria Fusoria 4/2014 tecnico Industria Fusoria 4/2014 86 tecnico CONTINUA 87 Industria Fusoria 4/2014 Barabino & Partners Design Ars cokandi. L’eccellenza italiana da più di 100 anni. Rappresentiamo da più di cento anni la realtà leader indipendente attiva nella produzione e commercializzazione di Coke per le fonderie. Una leadership costruita e consolidata, anno dopo anno, attraverso l'attuazione di una visione imprenditoriale di lungo respiro. L'Azienda punta al continuo rinnovamento del sito produttivo, al miglioramento dell'impatto ambientale e degli standard di sicurezza. La profonda conoscenza e l'esperienza maturata in questo settore ha condotto Italiana Coke ad una efficace differenziazione dei prodotti e dei mercati di riferimento incontrando le diverse esigenze dei clienti. Crediamo fermamente che questa sarà la chiave del successo anche per gli anni a venire. Un futuro in cui Italiana Coke si propone di continuare ad occupare un ruolo fondamentale a livello nazionale e internazionale, confermando e consolidando ulteriormente la propria leadership. Via Stalingrado, 25 - San Giuseppe di Cairo (SV) Italy - Tel. +39 019 506711 - Fax +39 019 5067900 www.italianacoke.it Soluzioni per tutti i reparti della fonderia L’ampia ed esclusiva gamma di prodotti di Dantherm costituisce la base per la soluzione di qualsiasi necessità di filtrazione si presenti adattandosi agli impianti all’interno della fonderia. Linee di formatura Cubilotti Isole di sbavatura Impianti sabbie Forni a induzione Granigliatrici a Filtro a maniche piatte con sistema di pulizia ad aria Tipo (FS) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Cappa di ingresso Compartimento gas sporchi Maniche piatte con elementi distanziatori Telaio supporto maniche Compartimento aria pulita Parete a fessura con sistema a molla Carrello di pulizia con ugello Tubo flessibile di pulizia Valvola di pulizia Ventilatore di pulizia Stazione guida del carrello di pulizia Stazione di comando con disco di posizionamento Struttura di supporto Tramoggia di raccolta polveri con coclea di scarico Piattaforma di accesso e manutenzione 10 d 1 9 a Ingresso gas sporchi 4 b Uscita gas puliti Uscita polveri d Ingresso aria di pulizia 2 c 8 7 3 11 6 12 13 14 15 5 c b Marco Fontanot Rappresentanze Industriali Nederman Filtration GmbH D-77948 Friesenheim +39 348 3539555 +39 0422 306971 www.fontanot.eu [email protected] [email protected] www.nederman.de +49 7821/966-0 +49 7821/966-245 in bre ve e brev in in ve in bre e r b ve P. Norse in breve Zanardi Fonderie S.p.A.: Fondere la ghisa raffreddando i costi Esempio di risparmio energetico elettrico nel settore produttivo delle fonderie Zanardi Fonderie S.p.A. (Minerbe – PD), azienda di famiglia giunta oggi alla quarta generazione, produce getti in ghisa sferoidale. Un’azienda che è sul mercato dal 1931, sa che i costi di gestione sono importanti per la competitività, fermi restando i fondamentali di qualità e flessibilità che da sempre contraddistingono questa realtà produttiva ben nota nel settore. La strategia aziendale è quella di andare verso l’ottimizzazione dell’efficienza produttiva del sistema. Per migliorare in particolare l’efficienza energetica Zanardi si è rivolta alla G.B.M. S.p.A. di Milano, azienda commerciale con una lunga tradizione di fornitura anche nel mondo delle fonderie. La G.B.M. ha immediatamente coinvolto la Emerson Industrial Automation Italy S.p.A. che si è prontamente attivata per verificare la possibilità di ridurre il consumo energetico del sistema centralizzato di aspirazione dei fumi, impianto determinante per la salute degli operatori e con un rilevante consumo energetico. L’esperto di Energy Saving di Emerson Industrial Automa- Industria Fusoria 4/2014 Fig.1 - Esempi della produzione Fonderie Zanardi. La vera forza dell’azienda risiede nelle spiccate capacità di co-progettazione che permettono di sviluppare con nuovi materiali più performanti come la ghisa ADI. tion, con la collaborazione del Direttore della Produzione della Zanardi, ha acquisito i dati disponibili, nonché un chiaro quadro del funzionamento dell’impianto e delle esigenze prestazionali ed economiche richieste. L’obiettivo evidente, era automatizzare la regolazione di portata del sistema d’aspirazione abbattendo i consumi elettrici. Il responsabile tecnico della Zanardi Fonderie, ha fornito ai tecnici Emerson numerose informazioni sull’andamento dei consumi, sulle portate necessarie al corretto funzionamento del sistema in tutte le sue fasi produttive (es. colata, scorificazione, spillata, ecc..) e dettagli sulle ore operative annue del sistema. Sono state inoltre analizzate le pro- 90 blematiche relative all’uso di sensori per la regolazione della pressione differenziale (tra condotta e pressione atmosferica), propendendo poi per l’uso di un sistema privo di strumenti “vulnerabili”, andando ad operare in ambiente a temperature elevate e con polveri abrasive. In base ai dati raccolti sono stati ipotizzati diversi scenari di adeguamento della portata d’impianto ai fabbisogni specifici d’ogni fase, definendo una soluzione tecnica semplice ed efficace: sostituire il motore attuale con un motore con miglior rendimento e controllarlo con un inverter Emerson Industrial Automation. L’ipotesi è stata presentata, con una rela- in breve dustriale, il ventilatore consuma mediamente meno di 1200kWh/giorno contro i precedenti 2000 kWh/giorno. Un risparmio del 40% sulla bolletta elettrica. Il risparmio ottenuto, confrontato con i costi complessivi dell’operazione (consuntivati) porta ad un tempo d’ammortamento dell’investimento inferiore ai due anni nelle attuali condizioni produttive. Fig. 2 - Quadro inverter IP54 modello MD2 della Emerson Industrial Automation, alta efficienza e ingombri ridotti. A tutto ciò occorrerà sommare i TEE di tipo 1 che questo progetto ottiene, cifre tutt’altro che trascurabili e che portano il tempo d’ammortamento a frazioni dell’anno. zione tecnico-economica dettagliata che definiva un tempo di ammortamento inferiore ai due anni di esercizio, intenzionalmente senza considerare i certificati bianchi ottenibili sull’impianto. Giunti alla prima verifica teorica la Zanardi Fonderie ha coinvolto l’integratore responsabile dell’automazione del processo, la Progelta (Rubano – PD), per definire il metodo di interfacciamento e regolazione dell’inverter, per la modulazione della portata del ventilatore. Il sistema, gestito con un PLC ed un sinottico su PC (Fig. 1), comunica con l’inverter in Profibus adattando il riferimento di portata alle varie fasi ben note al PLC stesso. L’intervento, di taglio conservativo, prevede la contestualizzazione del sistema inverter in parallelo all’esistente avviamento elettromeccanico; ciò permette di utilizzare il sistema antecedente come by-pass d’emergenza per il nuovo quadro inverter. Il quadro inverter Powerdrive MD2 è stato posizionato in campo, in prossimità del motore, i costi per la posa dei cavi motore, di alimentazione e dei segnali si sono però rivelati maggiori dello stimato in fase progettuale. Il motore Leroy Fig. 3 - Pagina di controllo del ventilatore sul sinottico sviluppato dalla Progelta di Rubano (PD). Somer è andato agilmente a sostituire quello precedemente utilizzato, durante una pausa produttiva programmata di alcuni giorni. Dal momento della messa in servizio del sistema sono ripartite le registrazioni dei consumi post intervento. Il sistema ha ben risposto dal punto di vista funzionale e la riduzione di portata in talune fasi operative non pregiudica le capacità di aspirazione reali del sistema. Infine con grande soddisfazione di tutti gli attori di questo progetto di Energy Saving In- 91 In conclusione possiamo evincere che con un semplice, ma efficace, intervento di ristrutturazione del sistema di aspirazione la Zanardi Fonderie S.p.A. ha ridotto i consumi elettrici e reso meno inquinante il processo produttivo. Tutto con una semplice e provata soluzione analizzata e prodotta dalla Emerson Industrial Automation Italy S.p.A.. Paolo Norse - Emerson Industrial Automation Italy S.p.A. - Rozzano (MI) Industria Fusoria 4/2014 in bre ve e brev in in ve in bre e r b ve in breve Innovare usando l’esperienza Innovare usando l’esperienza, è quello che la Società Reiter & Crippa, Presezzi Extrusion Group, è riuscita a fare grazie alla presenza nella società di tecnici di elevata caratura e consolidata esperienza sia metallurgica che produttiva nel settore alluminio. Le commesse acquisite per la fornitura di un Forno Fusorio Fisso Doppia Camera 70 t e di un Impianto completo di fonderia comprendente Decotizzatore per rottami di alluminio, Forno Fusorio Fisso da 80 t e Abbattitore Fumi, lanciano Reiter & Crippa nello scenario del settore fonderia con concreti esempi di impianti che hanno la capacità di produrre con elevate prestazioni di qualità, risparmio energetico e minimo impatto ambientale in accordo alle Best Available Techniques Europee. no a singola camera attualmente installato: • Possibilità di aumentare la percentuale di materiale inquinato nel mix di carica. • Riduzione delle emissioni di CO, HC, polveri. • Riduzione del consumo di gas naturale per tonnellata di alluminio prodotta. • Aumento della resa fusoria. dalla carica. L’efficienza della combustione del materiale organico sarà controllata tramite una sonda laser di misura della concentrazione di ossigeno. Il forno sarà dotato di agitatore elettromagnetico (stirrer) per la circolazione del bagno liquido tra le due camere; il travaso del metallo fuso sarà eseguito tramite pompa direttamente al forno di attesa. Il nuovo forno a doppia camera consentirà di conseguire i seguenti vantaggi rispetto al for- Forno fusorio doppia camera Il forno fusorio statico a doppia camera da 70 t utilizzerà per il riscaldamento della camera calda una coppia di bruciatori rigenerativi, mentre per la camera fredda, dove verrà caricata la totalità del materiale contaminato, sarà impiegato un bruciatore metano-ossigeno, assistito da ulteriori lance di iniezione ossigeno, per l’ossidazione del materiale organico proveniente Industria Fusoria 4/2014 92 Le camere saranno gestite con controllo di temperatura separato in modo da ottenere una temperatura di volta ottimale per il riverbero ed il riscaldo del bagno nella camera calda, ed una idonea per la pirolisi del rottame contaminato nella camera fredda. La scoria prodotta nella camera fredda sarà trattenuta dal setto e non potrà contaminare la camera calda. La gestione ottimizzata della combustione in camera fredda consentirà sia la riduzione delle emissioni inquinanti, e quindi in breve la possibilità aumentare la quantità di rottame con organico nel mix di carica, sia un risparmio energetico nella fusione, grazie al completo sfruttamento del potere calorifico dell’organico contenuto nella carica. La limitata temperatura di volta e pareti della camera fredda consentirà di minimizzare sia la dispersione di calore dovuta alle aperture della porta, sia la produzione di scoria. Impianto di decotizzione Impianto completo per il riciclaggio di materiale contaminato con la più verde delle tecnologie e basso consumo energetico. Basato sulla tecnologia della pirolisi, il Decoater permette di processare in modo economico ed ecologico rottami di alluminio contaminati da sostanze organiche quali vernici, oli e grassi. I rottami di alluminio vengono immessi nel tamburo rotante dove i materiali organici vengono eliminati mediante scambio termico convettivo. Un vento caldo di gas inerte, forzato in controcorrente nel forno pirolitico tramite speciale ventilatore mantiene a 450/500°C la temperatura interna al tamburo. A queste temperature acqua, oli, grassi, vernici e altre sostanze organiche, vaporizzano producendo un gas pirolitico. Il rottame lascerà il forno ad una temperatura di 350-380 °C, non sarà ossidato e sarà privo di residui carboniosi, dopo vagliatura a eliminare le parti fini sarà inviato al forno fusorio, dove verrà fuso con il minimo impiego di energia e con la minima ossidazione possibile. I gas esausti prodotti in un post-combustore ad alta temperatura sono riciclati al forno rotante per il proseguo del processo di pirolisi; solo una porzione, in eccesso, viene scaricata all’esterno del circuito. 100-120°C e quindi inviata al sistema di depurazione fumi. Tutto il processo è stato studiato ed ingegnerizzato utilizzando tutte le Best Available Techniques (BAT) Europee. Questo Decoater è in grado di processare 7 t/h di rottami di alluminio con max 5% di organico assicurando un’ottima resa fusoria all’interno del forno posto a valle e consumi energetici estremamente ridotti. Gli impianti sono tutti forniti chiavi in mano. La struttura Questo gas è convogliato verso un secondo post-combustore per l’abbattimento del CO e del COT (come da D.Lgs 152/2006) e successivamente inviato verso un circuito in depressione a cui è collegato un Quencher. Il gas in uscita dal Quencher viene quindi miscelato con aria aspirata da cappe poste in vari punti dell’impianto fino a raggiungere temperature di circa operativa Reiter & Crippa ha la capacità di assistere i clienti sia nella fase di montaggio ed avviamento degli impianti sia durante tutta la fase produttiva volta al raggiungimento, in tempi brevi, della produzione a regime. 93 Per ulteriori informazioni: Reiter & Crippa S.r.l. - Vimercate (MB), Tel. +39 039 668481 [email protected] reiter-crippa.com Industria Fusoria 4/2014 Problemi con le anime? Noi te li possiamo risolvere! Scarica gratuitamente il booklet: www.enginsoft.it/anime GHISA IN PANI PER FONDERIA E PRODUTTORI DI ACCIAIO .OPZHK»HMÄUHaPVULHIHZZV4U .OPZHPUWHUPLTH[P[LWLYZMLroidale e semisferoidale da Russia e Brasile Magazzino permanente a Monfalcone e Marghera Carbones Holding GmbH Vienna - Austria www.carbones.it Per maggiori informazioni: [email protected] Tel. +39 348 6363508 in se sti ni rz io sti inser i n z io inserzionisti A M ABB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo VI/I3 Abrasystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo VI/I3 ASK Chemicals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Mazzon F.lli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 Metal Trading . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo 1V/13 Metef . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Montalbetti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo VI/I3 B Brain Force . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo VI/I3 N Nitor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 C Carbones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Cavenaghi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 - 3 D Dega e Grazioli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo I/I2 E Eca Consult . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 EKW Italia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Elkem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 - 47 Emerson Industrial Automation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Energy Team . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Engin Soft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 Euromac . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 F Fae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo 11/13 Farmetal SA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Fomet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo VI/I3 Fontanot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 - 89 Foseco. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 G Gerli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 - 29 Gerli Metalli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Guerra autotrasporti . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 H Heinrich Wagner Sinto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Copertina III Omar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo VI/12 Omnysist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo II/14 P Pangborn Europe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Primafond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo III/14 Protec-Fond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Copertina II R RC Informatica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo II/13 S Safond . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Copertina IV Satef . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo III/14 Savelli . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Copertina 1 Sibelco Italia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo III/13 Sidermetal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 Siderweb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo IV/I1 Simi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo III/I1 Sofram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo IV/I1 Sogemi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 Speroni Remo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40-41 T Techmek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo V/I1 Tesi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Tiesse Robot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo V/13 TTE Robot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo VI/11 U Universal Sun . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 Ubi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 I Imf. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 Imic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Impianti Morando. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo VI/I3 Italiana Coke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 Industria Fusoria 4/2014 O 96 W Weiland Italia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo VI/I1 Wire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Fascicolo 11/I2 LA LA BASE P PER ER LE V VOSTRE OSTRE MIGLIORI F FUSIONI USIONI ! 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VI-305231 DIVISIONE: SAFOND sabbie da fonderia Via Terraglioni, 50 - 36030 MONTECCHIO PRECALCINO (VI) Tel. 0445 855022 (6 linee r.a.) - Fax 0445 855533 [email protected] - www.safondmartini.it DIVISIONE: SAFOND BONIFICHE AMBIENTALI Via Kennedy, 32 - San Donato Milanese (MI) Tel. 02 51628121 - Fax 02 51627883 div.bonifi[email protected] - www.safondmartini.it DIVISIONE: MARTINI SABBIE Via Terraglioni, 44 - 36030 MONTECCHIO PREC. (VI) Tel. 0445 864300 r.a. - Fax 0445 865140 [email protected] - www.safondmartini.it
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