FERRO LORENZO (Relatore: Lainati)

STEELMASTER Special Edition 2013
Titolo della tesi:
Rotaie, mercato e
tecnologia in evoluzione
Autore:
Lorenzo Ferro
Relatore:
Alberto Lainati
Crescita attesa dei trasporti
Crescita del traffico mondiale di passeggeri e merci.
Ingenti sviluppi infrastrutturali.
La Cina in dieci anni ha triplicato pkm, tkm e quasi
quadruplicato lane-km e track-km.
115T pkm
& tkm
annui
PIL +75%
=
40% pkm & tkm
≈3/4
90% non-OCSE
Recente sviluppo ferroviario
Lunghezza globale delle tratte ferroviarie è diminuita ma
Cina, India e ASEAN hanno aggiunto quasi 11000 track-km
(Cina 7000 km di cui 2000 HSR).
Nel 2012 completati 8300 km HSR in Cina.
Sviluppo storico e atteso delle ferrovie ad alta velocità
Dopo l’impennata Cinese è pianificata una moderata estensione di
HSR da parte di Francia, Spagna, Cina e Giappone.
Proposti ma incerti ulteriori 14000 km in Iran, Turchia, Marocco,
Brasile, Argentina e Stati Uniti.
14000 km
7500 km
Proiezione al 2050 secondo lo scenario 4DS
Cina e India: 25% track-km di rotaie standard.
Nord America, Europa, Russia e America Latina 75% del
restante chilometraggio.
Livelli di occupazione ferroviaria in lieve aumento grazie
alla capacità dei vagoni (no necessità di High baseline).
23T pkm e
tkm annui
Proiezione HSR secondo lo scenario 4DS
OCSE Nord America e la maggior parte delle regioni non-OCSE (incluse Africa,
ASEAN e Russia) non sono state incluse nel 4DS poiché i finanziamenti e altre
barriere possono impedire o rallentare la realizzazione di questi progetti.
50% del traffico ferroviario è in paesi sprovvisti di HSR (Nord America, America
Latina, Africa, India, Sud e Sud Est Asiatico, Medio Oriente e Russia).
4% track-km totale
3% track-km totale
20% pkm
10% pkm
ulteriori aggiunte
non sono assicurate
17000 km (60%)
Spesa infrastrutturale nello scenario 4DS
I costi di sviluppo di ferrovie standard vanno da 80K USD a 3.9M USD
per track-km. La media globale è 3M USD. O&M circa 0.3% capital cost.
I costi di sviluppo delle ferrovie HSR vanno da 10M USD a 45M USD per
track-km. La media globale è 24M USD. O&M minore di 100k USD.
8T USD in infrastrutture ferroviarie (1.5T USD capital & 2.2T USD O&M)
quindi la maggior parte per ricostruzione tratte esistenti;
1.5T USD in HSR (900G USD capital & 600G USD O&M).
Mercato della rotaia
Nonostante la crisi, fattori quali la scarsità energetica, l’urbanizzazione e le
problematiche ambientali stanno spingendo i trasporti e le infrastrutture.
Mercato ferroviario €146G/anno + 2.6%/anno di crescita prevista.
Valore infrastrutture €30G/anno.
Produzione rotaie stabile a 10M t/anno (capacità 15M t/anno, trend 20M a 10 anni).
Valore del mercato delle rotaie tra €7G e €8G.
Domanda rotaie per manutenzione e rinnovo è 2÷3 volte quella per nuove tratte.
Rinnovi annui 2÷2.5% della lunghezza totale installata.
Prospettiva di
investimenti
infrastrutturali
Requisiti di
manutenzione e
rinnovo
Sano mercato
internazionale degli
acciai per rotaie
Un mercato internazionale
Giappone
Nippon Steel, JFE
Austria
Voestalpine
Repubblica Ceca
Třinecké Železàrny
Italia
Lucchini
Cina
Angang Group, Baotou Iron & Steel e Wuhan Iron & Steel
Russia
Evraz e Mechel
Nord America
ArcelorMittal, Steel Dynamics e Evraz
Classifica dei 10 paesi maggiori esportatori di rotaie (tonnellate)
La forza del mercato Americano
Maggiore importatore (rotaie Premium dal Giappone per Heavy Duty).
Mercato da 1M t (40% per manutenzione e rinnovo).
Prezzo medio US$1025/t; valore del mercato tra US$1.1G/anno e US$1.2G/anno.
60% della spesa per ferrovie merci private (ultimamente qualche iniziativa PPP).
Continuo aumento della domanda interna da parte delle ferrovie merci.
I produttori Americani hanno riscontrato un ravvivamento del mercato (+10÷25%).
Evraz sta investendo per aumentare la produttività del 10% a Pueblo.
Classifica dei 10 paesi maggiori importatori di rotaie (tonnellate)
Alti e bassi in Cina
Ingenti investimenti del governo per aumentare la capacità ferroviaria.
16000 km di HSR per liberare le vie e incrementare il traffico merci.
Alcune tratte merci in costruzione.
Crollo investimenti del 40% nel 2011 (148.7G Yuan) conseguente
l’incidente di Wenzhou e lo scandalo al ministero delle ferrovie
(prodotte 1,14M t con ribasso del 25%).
H2 2012 ingente investimento 470G Yuan per stimolare l’economia.
Turbolenza in Europa
Ferrovie dipendenti da fondi pubblici
(difficoltà nel reperire finanziamenti nell’attuale clima).
Mercato da 1.6M t/anno.
Prezzo medio €800/t; valore del mercato €1.3G/anno.
Enorme sovracapacità produttiva e competizione = riduzione dei prezzi
(scelta chiusura Duisburg).
Voestalpine mantiene impianto Donawitz di rotaie Premium (domanda più stabile).
Tata Steel sta aggiornando Hayange (€35M nel 2011& €12M nel 2012) al fine di
produrre rotaie indurite da 108 m (soprattutto per il mercato interno LGV).
ArcelorMittal ha costruito un laminatoio rotaie lunghe a Dabrowa Gòrnicza
(€36M nel 2013). Investimenti a Gijon per incremento 25% capacità spinto da AVE.
Spinta espansionistica della Russia
Espansione ferroviaria per accesso minerali Siberiani e collegamento Asia-Europa
(entro 2030 20K km di nuove linee & 13.8K km per ammodernamento).
Domanda del mercato:
rotaie da 100 m per Heavy Duty e HSR.
RZD chiede 920K t di rotaie di cui 660K t da 100 m.
Risposta dei fornitori:
Mechel:
US$854M per primo laminatoio rotaie russo da 100m (2011)
(spinto da accordo con RZD di fornitura 400k t/y).
Evraz:
nuovo laminatoio rotaie a ZMSK in Siberia (2012).
nuova gabbia universale a NKMK in Siberia (2012)
950K t (400K t di rotaie lunghe 100 m)
(spinto da accordo di fornitura da 90G rubli con RZD) .
Entrambe le società potranno ora puntare a mercati non-CSI
Opportunità africane
Estensione ferroviaria mondiale 1.37M miglia.
Distribuzione ferroviaria disomogenea.
L’Africa è un potenziale mercato per Europei, Russi e Cinesi.
Opportunità africane
India: 3M km2, 64K km di ferrovie fitte e interconnesse; incentivano migrazione,
commercio inter-regionale e rapporti tra gli stati.
Africa: 30M km2, 66K km di ferrovie concentrate vicino alle coste; agevolano il
traffico di minerale di ferro, carbone e forza lavoro verso i porti.
Lo sviluppo africano non può prescindere dall’estensione della rete ferroviaria ma
c’è incertezza nei finanziamenti e grande instabilità politica.
Ciclo produttivo della rotaia
Sviluppo degli acciai per rotaie
La resistenza all’usura è proporzionale alla tensione di rottura del materiale.
+200 MPa = 2 x vita rotaia.
Sviluppo degli acciai per rotaie
Ridurre lo spazio interlamellare
incrementa la durezza pur
mantenendo la duttilità.
Sviluppo degli acciai per rotaie
La bainite inferiore ha maggiore
durezza e tenacità della pearlite.
Ottima per contrastare la fatica da rotolamento
(Rm elevato, white layer fine per basso C e alto AC3).
Ideale per applicazioni a basse temperature.
La richiesta del mercato
idRHa+® è la risposta di Siemens
Logica push o pull?
GOST 51685-2011
EN 13674-1:2011-04
ASTM A1-2010
TB/T 2344-2012
IRS T12-2009
Collaborazione fra players complementari
CSM
SIEMENS
Centro Sviluppo Materiali
Industry Sector Metals Technologies
CUSTOMER
Iron making
modelling
Microstructure
vs property
relationship
Market
needs
Steel making
modelling
Technological
trend
Rolling Mill+
Acc. Cooling
solutions
Constraints
Lay-outs
Options
Casting
modelling
Quality
requirements
Rolling
modelling
Pilot Plants
Laboratories
Metallurgical
modelling
Rail
target
properties
C
CUSTOMER
Target
microstructure
scenario
YS/UTS
RCF
Toughness
Hardness
Perlite
Bainite
Martensite
………
Alloy design
Process design
Feasibility
Plants &
Processes
Parameters
Composition
Rolling OP
Cooling control
Cycle timing
Plant
Process
Product
Productivity
Forces
Temp profile
Mill configuration
Approccio through-process
Fine
Grazie per
l’attenzione

Download Report