HORIZON 2020
ASSE 1 Priorità di investimento Azione 1.1.3

“Reingegnerizzazione del processo di zincatura a caldo di manufatti in acciaio”.

CUP: B98I1500009008 Decreto n. 2593 del 08.06.2017
Capofila: Irpinia Zinco Srl
Durata prevista del progetto (in mesi): 36+5(proroga)
Data inizio attività: 01/09/2017
Data prevista di termine delle attività (incluse eventuali proroghe già concesse): 31/01/2021
Responsabile Scientifico: Ing. Rosa Francesca
Responsabile Amministrativo: Vito Maglione

Obiettivo

L'obiettivo che l'azienda ha voluto perseguire con tale progetto è l'innovazione del processo di zincatura a caldo dei manufatti in acciaio al fine di favorire incrementi di produttività accompagnati da minor utilizzo di materie prime ed energia, minore inquinamento e minore produzione di rifiuti.

In dettaglio la Irpinia Zinco Srl ha deciso di intervenire su tutteuni le fasi che costituiscono il suo processo produttivo al fine di:

• Incrementare la produttività del proprio processo produttivo;
• Aumentare la sostenibilità ambientale salvaguardando il contesto nel quale opera l’azienda;
• Risparmiare risorse, non solo ambientali ma anche economiche sia nel breve che nel medio-lungo periodo;
• Migliorare l’immagine presso i clienti valorizzando l’impegno ambientale dell’azienda;
• Migliorare il rapporto con i propri dipendenti creando un ambiente di lavoro sempre più salubre;
• Migliorare il rapporto con i soggetti presenti nel territorio dove l’azienda ha la sede produttiva.

Questi obiettivi sono stati conseguiti introducendo innovazioni radicali nell’attuale processo di zincatura a caldo ed in particolare attraverso le seguenti azioni:

• OR1: Innovazione dello sgrassante;
• OR2: Formulazione di un decapaggio con acidi diversi dal cloridrico;
• OR3: Sperimentazione delle nuove soluzioni ottenute su scala semindustriale;
• OR4: Alimentazione del forno di zincatura con idrometano.

L’OR1 ha riguardato la sperimentazione di uno sgrassaggio ecologico in grado di “digerire” gli oli presenti sulle superfici dei manufatti al fine di diminuire la quantità di tensioattivi da aggiungere alle soluzioni sgrassanti, aumentare l’efficienza del processo e diminuire le quantità di rifiuti prodotti.

È stato individuato uno sgrassante biologico che fornisce ottimi risultati utilizzato in determinate condizioni di lavoro (Concentrazione 6% v/v; T=25°C; tempo di immersione 10 min).

È stato verificato sperimentalmente che:

1. non si innescano reazioni parassite in quanto la carica microbica si adatta alla quantità di olio da degradare;
2. i bagni devono essere controllati e regolarmente integrati con tensioattivi e inoculati i batteri ogni 6-7 settimane.
3. il processo deve essere eseguito in condizioni aerobiche mediante insufflazione di aria.

L’OR2 ha riguardato la formulazione di una soluzione decapante con acidi e sostanze diverse dall’acido cloridrico al fine di ridurre/eliminare le esalazioni acide, migliorando il microclima negli ambienti di lavoro e riducendo notevolmente la corrosione delle strutture del capannone industriale.

È stata determinata la composizione della soluzione decapante alternativa all’HCl, costituita da un mix di acidi a base prevalentemente di H3PO4. La soluzione innovativa permette di ridurre i tempi di decapaggio di circa un terzo rispetto al decapaggio tradizionale e l’aderito di zinco in funzione della tipologia dell’acciaio di base. Inoltre non si producono fumi nocivi nell’ambiente di lavoro.

In merito alla possibilità di recupero delle soluzioni innovative esauste è stato verificato che la soluzione può essere recuperate mediante utilizzo di acidi organici.

L’OR3 invece, ha lo scopo di testare su scala reale i risultati ottenuti nelle prime due fasi di ricerca.

Una volta individuato il mix ottimale di tensioattivi e enzimi, nonché i parametri di processo quali temperatura ottimale di lavoro e tempi di sgrassaggio sono stati condotti dei test su vasche semindustriali al fine di validare la nuova tecnica. La sperimentazione semi industriale del decapaggio innovativo ha riprodotto in forma abbastanza reale i risultati sperimentali in laboratorio.

L’OR4 ha riguardato lo studio sulla possibilità di alimentare il forno di combustione con una miscela idrogeno-metano.

Per lo svolgimento di questa attività ci si è avvalsi della collaborazione di GIMECO Srl che è il costruttore del forno di zincatura della Irpinia Zinco, pertanto non è stato necessario effettuare il reverse engineering, ma si è proceduto con il noleggio di un impianto di prove di combustione presso la ditta ESA Spa, costruttrice dei bruciatori ad alta velocità.

Lo scopo è stato quello di determinare la concentrazione ottimale di idrogeno da aggiungere al metano, affinché non si dovessero apportare modifiche impiantistiche ai bruciatori ad alta velocità standard mod. EMB-5-SIK, attualmente in uso nel forno di Irpinia Zinco.

L’analisi CFD ha confermato la fattibilità tecnica dell’alimentazione del forno di zincatura attuale con una miscela metano-idrogeno al 30% max.

La fattibilità economica, invece, è legata alla possibilità di avere in loco la produzione di idrogeno, magari da fonte rinnovabile.