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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2018/2019
Scuola Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
Insegnamento 061168 - SIDERURGIA
Docente Mombelli Davide
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (348) INGEGNERIA DEI MATERIALI E DELLE NANOTECNOLOGIE*AZZZZ061168 - SIDERURGIA

Obiettivi dell'insegnamento

Il corso di siderurgia mira ad offrire allo studente le conoscenze impiantistiche e di processo relative alla filiera della produzione degli acciai, dalla preparazione delle materie prime alla solidificazione degli acciai lungo un percorso tecnologico che comprende i sistemi di riduzione dei minerali, i sistemi di conversione della ghisa in acciaio, quelli per la rifusione dei rottami al forno elettrico, nonché gli impianti e i processi per l’affinazione degli acciai.

Lo studio degli impianti e dei processi produttivi sarà realizzato attraverso la presentazione dei principi termodinamici, chimico-fisici e fluido-dinamici su cui si fonda la progettazione dei sistemi produttivi e la corretta ed efficiente gestione nella produzione degli acciai. Tale impostazione risponde alle crescenti richieste dell’industria siderurgica nazionale che, a fronte del significativo incremento produttivo realizzato in questi anni e che fa dell’Italia uno dei maggiori produttori mondiali di acciai di elevata qualità, mira a migliorare sia le tecniche volte a garantire una diminuzione dell’impatto ambientale che le prestazioni degli acciai nell'ottica di incrementare la sicurezza degli utilizzatori finali.  


Risultati di apprendimento attesi

A seguito del superamento dell’esame lo studente:

1) conoscerà le principali materie prime per la produzione siderurgica e la loro classificazione (minerali di ferro, fondenti, rottami ferrosi, ferro-leghe), le tecniche di preparazione, miscelazione e dosaggio delle stesse all'interno degli impianti siderurgici.

2) conoscerà i principali impianti per la produzione siderurgica (altoforno, convertitore, forno elettrico, forni di metallurgia secondaria, forni a lancia per il DRI) nonchè gli impatti ambientali ad essi associati e le moderne tecnologie per l'abbattimento delle emissioni ed il recupero dei sottoprodotti.

3) conoscerà i principi termodinamici, chimici e fisici che regolano il funzionamento dei suddetti impianti, e potrà applicarli alla gestione degli stessi, con le finalità di controllo, miglioramento e ottimizzazione del processo produttivo.

 


Argomenti trattati

Argomento 1: Sviluppo storico degli impianti siderurgici. Impianti e processi per il trattamento delle materie prime.

Argomento 2: Sistemi produttivi per la riduzione degli ossidi metallici. Altoforno e impianti a ciclo integrale. Produzione diretta del ferro da minerale. Le principali operazioni metallurgiche riguardanti la riduzione degli ossidi.

Argomento 3: La produzione dell'acciaio. La conversione della ghisa in acciaio, le tecniche di affinazione nei convertitori a ossigeno. Sistemi elettrici per il riciclo del rottame, i principi fondamentali dell’elettrotermia, il forno a induzione, la fabbricazione dell’acciaio mediante il forno elettrico ad arco.

Argomento 4: Elaborazione fuori forno ed affinazione, sistemi di trattamento sotto-vuoto degli acciai. La produzione degli acciai inossidabili. Il controllo di qualità del prodotto siderurgico (eliminazione dei gas disciolti, progettazione e controllo delle inclusioni non metalliche).

Argomento 5: Gestione dell’impatto ambientale dei processi siderurgici. Le caratteristiche delle scorie siderurgiche e il loro riutilizzo. Il recupero dei sottoprodotti: polveri d'acciaieria.


Prerequisiti

Fondamenti di termodinamica e chimica-fisica (il concetto di potenziale di ossigeno), di metallurgia degli acciai e di chimica inorganica di base.


Modalità di valutazione

L'esame sarà strutturato in una prova scritta a domande aperte che riguardano gli argomenti del corso. Le domande saranno prevalentemente di carattere teorico con l'applicazione dei principi a qualche caso pratico. Non sono previsti esercizi numerici. È necessario che lo studente sia in grado di conoscere, discutere e mostrare comprensione degli aspetti fondamentali dell’insegnamento, con adeguata chiarezza espositiva, utilizzando il formalismo e la terminologia appropriati, sapendo scrivere le equazioni principali che descrivono la fisica dei processi analizzati e descriverle attraverso l'utilizzo di grafici.

A discrezione dello studente (e/o del docente) è possibile sostenere una prova orale facoltativa in cui approfondire aspetti o applicazioni specifiche dei concetti esposti, discutere aspetti quantitativi o spostare la discussione su temi affini.


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaCarlo Mapelli, Walter Nicodemi, Siderurgia, Editore: AIM, ISBN: 8885298818
Risorsa bibliografica obbligatoriaPresentazioni e appunti del corso https://beep.metid.polimi.it/web/2018-19-siderurgia-davide-mombelli-/attivita-online-e-avvisi#p_29
Risorsa bibliografica facoltativaE. T. Turkdogan, Fundamentals of Steelmaking, Editore: The Institute of Materials, Anno edizione: 1996, ISBN: 9781906540975
Risorsa bibliografica facoltativaAA.VV., Ironmaking, Editore: RWTH Aachen, Anno edizione: 2008, ISBN: 3-86130-997-1

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
34:00
51:00
Esercitazione
16:00
24:00
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 50:00 75:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
schedaincarico v. 1.6.5 / 1.6.5
Area Servizi ICT
25/11/2020