(+) (-) plasma

PLASMAPOUR
Sistema di riscaldo del metallo per colate automatiche
11 Marzo, 2015
Insertec Italia S.r.L.: Francesco Cavadini
ILT Plasma Technologies, S.L.: José Ramón Alonso
Tecnalia: Luis Cobos
ILT Plasma è nata dalla Joint Venture di due
aziende ed un centro di ricerca, con lo scopo di
portare un’innovazione nel mondo delle
fonderie grazie ad un sistema di riscaldo del
metallo liquido rivoluzionario
I
nsertec
Produttore di forni e refrattari
L
oramendi
Porduttore di macchine per la lavorazione e l’assemblaggio delle anime e di linee di formatura
verticali
T
ecnalia,
Centro tecnologico privato pirmo in Spagna e uno dei primi in Europa per la ricerca applicata
alla produzione
Circa ILT Plasma
1.998
2.002
Primo Test
Industriale
Inizio
dello
studio
HPTP
2.006
2.010
Progetto di
ricerca
(TECNALIA)
2.014
Collaborazione:
INSERTEC
LORAMENDI
TECNALIA
Sviluppo
Industrial
(TECNALIA)
Installazione
LINES
Installazione
FUCHOSA
Circa ILT Plasma
ILT
PLASMA
Perchè il plasma?
il trasferimento di energia attraverso l'arco di plasma è il metodo più efficiente che può
essere applicato nel processo di colata , infatti si ottiene una diminuzione dei consumi
energetici e di gestione del sistema unendo anche una migliore qualità metallurgica.
AZIONE DEL PLASMA
Quando necessita, prima di
effettuare la colata e alla
temperatura precisa
FONDERE FREDDO
Minor consumo energetico
Minor ossidazione del metallo
Minor consumo di refrattario
COLARE CALDO
Assicura la corretta qualità metallurigica
Elimina i difetti dovuti alla non stabilità della colata
Circa ILT Plasma
Innovazione Tecnologica
Il lavoro svolto da TECNALIA durante diversi anni, permmette oggi ad ILT di usufruire
dei due brevetti riguradanti l’applicazione del plasma nella fonderia, industriallizando
una innovazione tecnologica.
Circa ILT Plasma
Plasma Termico: un fenomeno naturale applicato all’industria
Quando si parla di stati di aggregazione della materia, quasi tutti pensiamo unicamente agli
stati: solido, liquido e gassoso. Però questi tre stati rappresentano solo circa l'1% del totale
della materia, al momento conosciuta, che l'universo contiene, tutto il resto è sotto forma di
plasma.
Il plasma si forma mediante la ionizzazione degli atomi, che rompendosi perdono la copertura
degli elettroni i quali viaggiano liberamente
STATO DELLA MATERIA
SÓLIDO
LÍQUIDO
4º STADIO DELLA MATERIA
GAS
PLASMA
(+)
(-)
ENERGÍA
Cosa è il plasma termico?
Come si genera il
plasma termico
Applicando una differenza di
potenziale tra gli elettrodi, si
provoca una corrente di alta
intensità che causa una reazione
a catena ionizzando il gas
plasmatico, iniettato attraverso
il catodo, dando luogo all’arco
del plasma.
Detto arco crea una zona di alta
temperatura che emana una
radiazione di alta potenza che
riscalda il metallo.
Iniezione di azoto
Ánodo
Cátodo
Arco de
Plasma
Corrente ad Alta Intensità
Cosa è il plasma termico?
Cosa genera il plasma su
una linea di colata
Il calore che si genera con l’arco
plasmatico si trasmette al metallo fuso
in tre modi:
• Trasferimento del calore per
irraggiamento
• Trasferimento del calore per
convenzione all'interno del metallo
• Trasferimento del calore generato dal
passaggio di una corrente elevata
attraverso il materiale
Il Plasma raggiunge un’efficienza
energetica (trasferimento della potenza
installata in termica) maggiore del 70%
Cosa è il plasma termico?
Risparmio energetico il perchè
La chiave del sistema di riscaldamento basato sulla tecnologia del PLASMAPOUR è nel
fatto che viene riscaldata solo la quantità di metallo da colare e nel momento di colare e
alla temperatura precisa di colata.
 Consente che la temperatura di funzionamento sia molto vicina alla temperatura di
ottima di lavoro (temperatura minima alla quale il pezzo è corretto).
 L'efficienza energetica del trasferimento per arco plasmatico in energia termica è molto
più elevato rispetto ad altre tecnologie
 L'energia dal plasma impedisce perdite di temperatura del refrattario
Risparmio= Σ (Tª Mínima Operativa + ↑ Rendimiento + ↓ Perdita)
Efficienza Energetica
Precisione nella Tª di colata: FORNO A PRESSIONE
1430
1420
Risparmio
Energético
Tª
1410
1400
1390
1380
1370
1360
0
10
20
30
40
50
60
T
Forno a pressione
Forno a presione + PLASMAPOUR
Efficienza Energetica
Efficienza energetica del trasferimento in energia
termica
Ogni kW che PLASMAPOUR immette si trasforma in energia termica con una %
migliore rispetto all’energia utilizzata con altre metedologie di mantenimento del
metallo:
• Plasma : rendimento di trasferimento >70%
• Rendimento operativo 200% rispetto all’induttore di forno a canale
• Quale è il rendimento del Vostro forno?
Efficienza Energetica
Riduzione delle perdite termiche
Nell’apportare il calore con il PLASMAPOUR appena prima della colata significa che: l'energia
immessa è fornita direttamente ed esclusivamente al materiale che viene colato e quindi
eliminando le perdite derivanti da movimentazioni.
• Il plasma mentre riscalda il metallo, mantiene caldo il refrattario evitando un suo
raffreddamento
• L'atmosfera di azoto in cui viene creata la radiazione insieme alla carburazione degli
elettrodi, minimizza la generazione di scoria e di conseguenza non spreca energia per
riscaldarla
• Tenere il metallo caldo durante le soste non previste riduce drasticamente le operazioni di
lingottamento o di ritorno del materiale nel forno fusorio o di attesa
Efficienza Energetica
Esperienza di applicazione industriale (LINES)
Applicazione in Siviera Fredda
1450
Attivazione del plasma
1440
Temperatura
1430
1420
1410
1400
1390
1380
1370
Nuova carica di metallo
Tiempo (minutos)
Sin Plasma
Con Plasma
• Azione discrezionale del plasma
• Controllotemperatura di colata +/-3oC
Efficienza Energetica
Esperienza di applicazione industriale
(FUCHOSA)
FORNO A PRESSIONE + INDUTTORE
WITH
WITHOUT
Quantity of mold poured
PLASMAPOUR
DIFFERENCE
4756
4335
% of mould poured at +/-3°C / set point
1.14%
62.00%
+ 60.86%
% of mould poured +/-5°C/ set point
9.89%
82.00%
+ 72.11%
% of mould poured +/-10°C/ set point
32.13%
97.00%
+ 64.88%
% of mould poured < - 10°C/ set point
73.00%
1.70%
- 71.30%
% of mould poured > 10°C/ set point
2.80%
1.10%
- 1.70%
• Precisione della temperatura nel momento della colata
• Maggiore efficienza energitica rispetto al riscaldamento con
induttore (relazione 2 Kw a 1 Kw)
Efficienza Energetica
Efficienza Energetica
Esempio applicazione industriale (F. URBINA)
Forno a pressione 3 T senza induttore
FUNZIONAMENTO SENZA PLASMAPOUR:
• Perdita di T. 2 °C/minuto
FUNZIONAMENTO CON PLASMAPOUR 80 kW:
• Potenza applicata di 35kW
• Compensando perdite di 2 ºC/minuto
• Aumento della temperatura di colata di 0,8
ºC/minuto
Condizioni di lavoro:
• Produzione 10 tonnelate/ora
• Pezzi da 50 kg
Efficienza Energetica
Conclusioni Tecniche
1. favorire l’operatività , fornendo alla fonderia i vantaggi che hanno le
unità di colata convenzionali, con o senza riscaldamento, ma
minimizzando o eliminando i loro inconvenienti
2. Permette di colare in un range di temperatura impossibile da
raggiungere mediante attrezzature convenzionali (fino a ± 5 ° C).
3. Migliorare l'efficienza energetica sia per il forno di colata sia per l'intero
processo di fusione.
4. Migliorare la produttività dell'impianto grazie alla maggiore disponibilità
della linea, riduzione dello scarto, migliori prestazioni e meno
produzione di scorie.
5. Migliorare la qualità metallurgica della fonderia grazie ad una preinoculazione data dall’anodo, minore evanescenza del magnesio dovuta
alla mancanza di correnti induttive.
6. Aumento della vita del refrattario nel forno fusorio grazie dovuto
all’abbassamento della temperatura
Migliorazione Tecnica
Processo di Certificazione indipendente
Analisi metallurgica:
• Micrografía
• Caratteristiche meccaniche
• Porosità
• …
Conclusione: NON SI PRODUCE NESSUNA INFLUENZA NEGATIVA NEL MATERIALE
Omolagazione per il settore automobilistico su
particolari influenti sulla sicurezza
Certificazione e omologazione
MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN
RUEGOS Y PREGUNTAS
HALL: 11
STAND: D31