Febbraio 2015

Resistere al calore

Daniele Sciuto,
Euromecc, Italia,
spiega le soluzioni tecniche adottate durante la progettazione di un impianto di stoccaggio di cemento che riceve cemento alluminoso a 120°C.

Panoramica
Nel 2011, Euromecc è stata selezionata per progettare e realizzare una soluzione chiavi in mano per un impianto di stoccaggio di cemento alluminoso in Europa da uno dei principali appaltatori in questo settore. La capacità di stoccaggio richiesta era di circa 5000 m3, con una predisposizione per miglioramenti futuri, mentre le caratteristiche principali erano legate al prodotto e alla gestione della temperatura.

Il progetto
La sfida principale è stata adattare l’impianto di stoccaggio al sito disponibile. Il dipartimento tecnico di Euromecc ha elaborato diverse proposte con l’obiettivo di garantire il miglior equilibrio tra lo spazio disponibile e la capacità richiesta. Nonostante l’area limitata del sito, gli ingegneri hanno trovato un modo per stoccare fino a 5000 m3 di cemento utilizzando diversi tipi di silos per cemento. I due silos principali hanno una capacità di stoccaggio di 1500 m3 di cemento ciascuno, mentre altri quattro silos di stoccaggio hanno ciascuno una capacità di 530 m3. C’è anche un silo tamponato sopra la stazione di carico, che può contenere un massimo di 120 m3. Il progetto è stato sviluppato con l’intento di aumentare la capacità di stoccaggio con due silos aggiuntivi (515 m3 e 300 m3).

Il cemento viene trasportato dal molino all’unità di stoccaggio tramite un sistema pneumatico, collegato a un’unità principale di filtraggio progettata e realizzata da Euromecc in base allo spazio disponibile e alle specifiche richieste. Questo dispositivo può aspirare fino a 9000 m3/h di aria dal sistema pneumatico e, grazie alla sua geometria, consente di trattare il cemento fluidificato. Il sistema di alimentazione dei silos inizia dal filtro. Questo sistema è composto da diverse slitte pneumatiche che trasportano il cemento che precipita dal filtro e riempie il silo selezionato tra i sei disponibili. Per quanto riguarda lo scarico, la soluzione tecnica prevede diverse viti estrattrici che rimandano il cemento in diverse slitte pneumatiche. Euromecc ha deciso di utilizzare sia viti che slitte pneumatiche perché sono in grado di compensare la differenza di altezza: sebbene le viti richiedano un’inclinazione positiva tra 20° e 45°, una slitta pneumatica necessita di un’inclinazione negativa di almeno 5-6°. In questo modo, utilizzando entrambe le tecnologie, è stato possibile ridurre l’altezza richiesta per l’intera struttura.

Le linee di estrazione convogliano il materiale su due elevatori a secchi, che sono collegati a un bypass termico che verifica la temperatura del cemento prima di autorizzare il suo scarico nel silo tamponato. A seconda della temperatura o del ciclo richiesto, il tampone viene scaricato su un vaglio vibrante per un ciclo di pulizia, dopo il quale può essere caricato su camion cisterna e vagoni attraverso diversi punti di carico, o nuovamente stoccato in uno dei silos.

Come si può vedere nella Figura 1, ogni componente è quasi duplicato. Questo crea due linee di produzione indipendenti che gestiscono il cemento grigio e bianco evitando qualsiasi contaminazione del prodotto. Inoltre, ciò aumenta l’affidabilità dell’impianto, garantendo il funzionamento continuo quando un componente deve essere sottoposto a manutenzione ordinaria.

Infine, l’intero impianto è adeguatamente racchiuso (Figura 2): la copertura sigillata protegge l’impianto, migliorando l’aspetto ecologico del complesso e permettendo all’impianto di funzionare 24 ore su 24, 7 giorni su 7, senza emissioni di polveri né livelli di rumore elevati che possano disturbare la comunità locale.

Adattarsi al cemento alluminoso
Il cemento alluminoso è un materiale aggressivo a causa dell’elevata presenza di Al2O3, il che significa che livelli elevati di usura possono ridurre la durata dei componenti. Durante la progettazione del sistema, sono state adottate varie misure per ridurre l’impatto del materiale sui componenti, le più critiche delle quali riguardano i componenti che hanno contatti intermittenti con le particelle di cemento durante le diverse fasi operative. Questi includono i componenti all’interno dell’unità principale di filtraggio che ricevono il materiale proveniente dal molino, tutte le viti e anche gli elevatori a secchi che trasportano il cemento alluminoso tramite frizione.

Il filtro è composto da due camere separate: la prima riceve il materiale dalla linea pneumatica, mentre la seconda contiene gli elementi filtranti. Il cemento fluidificato che arriva dal molino ha una densità in massa di 0,9 t/m3. Per raggiungere una densità in massa di 1,3-1,5 t/m3, è necessario un sistema di drenaggio dell’aria che consenta di lavorare sull’aria. È stato quindi necessario dotare la superficie di contatto di piastre di Hardox, che sono state installate anche nell’area di scarico del filtro.

Le viti scelte sono di lunghezza ridotta per evitare la presenza di cuscinetti sospesi. Sono state dotate di una spirale Hardox speciale, che aiuta a migliorare le loro prestazioni complessive.

Gli elevatori a secchi sono stati personalizzati rinforzando i secchi con acciaio speciale antiusura CREUSABRO 321, mentre gli elementi di giunzione sono stati realizzati in acciaio 21Mn4 e C45. Inoltre, nei silos dove il cemento non si muove normalmente, lo spessore dei coni è stato aumentato rispetto agli standard.

Raffreddamento
Il cemento arriva dal molino con una portata di 20 tph a una temperatura di 120°C. Questo è piuttosto elevato per un impianto di stoccaggio e potrebbe generare condensa, specialmente se la temperatura esterna scende a -15°C. È ovviamente importante che la condensa non entri in contatto con la polvere di cemento.

Per evitare problemi, è necessario abbassare la temperatura. È stato necessario un sistema che gestisse un ciclo di raffreddamento appropriato per consentire al cemento di fluire attraverso le slitte pneumatiche fino a quando non si raggiunge una temperatura adeguata.

Dalla progettazione al cantiere
La progettazione di un impianto così complesso ha coinvolto diverse unità dei dipartimenti tecnico ed elettrico di Euromecc, che hanno lavorato sul progetto per circa 4500 ore. A causa della superficie ristretta del sito, il dipartimento di ingegneria ha sviluppato anche componenti e piani speciali che hanno permesso al team di montaggio di installare l’intero impianto senza problemi. L’installazione chiavi in mano ha coinvolto un numero considerevole di risorse, gestite da numerosi supervisori esperti di Euromecc.

Tutti gli articoli forniti hanno seguito diverse fasi di installazione. Sono stati assemblati su un sito separato e più grande, quindi trasportati al sito principale nell’ordine appropriato. È stato quindi allestito un ponteggio di 3000 m2 per consentire l’installazione della struttura. L’impianto ha poi subito una fase di avviamento e collaudo durata due mesi prima di iniziare a funzionare a pieno regime nel giugno 2013.

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