IT201800008041A1 - Processo per l’ottenimento di una billetta di ottone a ridotto tenore di piombo e billetta così ottenuta - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
Forma oggetto della presente invenzione un processo per l’ottenimento di una billetta di ottone e una billetta di ottone così ottenuta. In particolare, forma oggetto della presente invenzione una billetta in ottone avente un ridotto tenore di piombo.
Convenzionalmente, l’ottone è definito “senza piombo” se il tenore di piombo è inferiore allo 0.1% in peso; è definito “a basso tenore di piombo” se il tenore di piombo è compreso fra 0,1% e 0,2% in peso. Normalmente, invece, l’ottone tradizionale ha un tenore di piombo variabile fra l’1,5% ed il 3,5%.
Come è noto, l’ottone, lega di rame (Cu) e zinco (Zn), è un materiale ampiamente utilizzato nell’industria manifatturiera, grazie soprattutto alla ottima colabilità, che consente di ottenere getti semilavorati tramite processi di fusione, e per l’ottima lavorabilità d’utensile, che consente di finire il semilavorato in maniera opportuna tramite lavorazioni per asportazione di truciolo.
La lavorabilità dell’ottone dipende fortemente dalla quantità di piombo (Pb) in esso presente.
Da alcuni anni, tuttavia, è sorta l’esigenza di realizzare taluni manufatti, ad esempio rubinetti o altri componenti a contatto con l’acqua, soprattutto se potabile, con leghe prive di piombo o con un tenore di piombo molto ridotto. Principalmente, tale esigenza nasce dalla necessità di evitare che il piombo sia disciolto in acqua, con conseguenze ritenute nocive per la salute.
Gli sforzi di ricerca e sviluppo di moltissime aziende sono quindi indirizzati alla definizione di un ottone privo di piombo, che abbia caratteristiche meccaniche e di lavorabilità analoghe a quelle degli ottoni tradizionali.
In tale direzione, uno degli indirizzi più promettenti è la sostituzione del piombo con polvere di grafite. A tal proposito, la Richiedente è titolare della domanda di brevetto italiano per invenzione No. 10 2013 9021 8136 5.
Ulteriori sforzi di ricerca sono invece concentrati sulle modalità di ottenimento dei frammenti di ottone senza piombo da mescolare alla polvere di grafite. In tale ambito, la Richiedente è titolare della Domanda Internazionale WO-A1-2017/199147, che illustra l’ottenimento dei frammenti di ottone senza piombo da truciolo di ottone senza piombo proveniente da lavorazioni meccaniche per asportazione di truciolo cui sono sottoposti manufatti in ottone senza piombo.
La presente invenzione riguarda invece un innovativo processo per la realizzazione di billette in ottone aventi un tenore di piombo ridotto rispetto a quello usuale, e la billetta così ottenuta. Secondo l’invenzione, il truciolo di ottone tradizionale (ossia con normale tenore di piombo) è sottoposto a trattamenti chimici e meccanici in grado di abbassare il tenore di piombo.
Le caratteristiche ed i vantaggi del processo secondo la presente invenzione saranno evidenti dalla descrizione di seguito riportata.
Secondo l’invenzione, un processo per la realizzazione di billette in ottone a ridotto tenore di piombo prevede di provvedere all’ottenimento di truciolo di ottone tradizionale.
Detto truciolo di ottone tradizionale deriva da lavorazioni meccaniche per asportazione di truciolo eseguite su semilavorati o manufatti finiti in ottone tradizionale.
Secondo la tipologia di ottone tradizionale di cui il manufatto finito o il semilavorato sono costituiti e secondo la tipologia di lavorazione meccanica da cui deriva, il truciolo assume la caratteristica conformazione a ricciolo oppure un aspetto più sminuzzato.
Il processo prevede inoltre di sottoporre il truciolo di ottone tradizionale, eventualmente dopo un lavaggio per allontanare sporco ed inquinanti quali fluidi refrigeranti e/o lubrificanti, ad un trattamento meccanico di frammentazione, volto ad aumentare il rapporto fra la superficie totale dei trucioli ed il volume complessivamente occupato. Dal trattamento di frammentazione si ottengono frammenti di ottone tradizionale.
Preferibilmente, detto trattamento meccanico di frammentazione consiste in una macinatura del truciolo tradizionale.
Successivamente, i frammenti di truciolo tradizionale sono sottoposti ad un trattamento chimico per ridurre il tenore di piombo.
Detto trattamento chimico consiste in una depiombatura, eseguita immergendo i frammenti di ottone tradizionale in un bagno con soluzione di acqua e uno o più acidi organici.
Ad esempio, detti acidi organici sono selezionati nel gruppo comprendente acido butirrico, acido propionico, acido 2-propenoico, acido acrilico.
Preferibilmente, il bagno di de-piombatura viene agitato, ad esempio tramite ultrasuoni o meccanicamente.
Dal trattamento di de-piombatura si ottengono frammenti di ottone a ridotto tenore di piombo.
Secondo una forma preferita di esecuzione del processo, se i frammenti di ottone sottoposti al bagno di depiombatura non presentano un tenore di piombo sufficientemente basso, il trattamento di frammentazione ed il trattamento di de-piombatura sono eseguiti nuovamente, ricorsivamente.
Secondo una variante di esecuzione del processo, il trattamento di de-piombatura è eseguito sui trucioli di ottone tradizionale, non frammentati, ed il successivo trattamento di frammentazione (ed ulteriore depiombatura) è eseguito se il tenore di piombo dei trucioli sottoposti alla precedente de-piombatura non è sufficientemente basso.
Preferibilmente, prima di eseguire un ulteriore trattamento di frammentazione, i frammenti sono sottoposti ad una pressatura. Vantaggiosamente, ciò consente di aumentare la superficie esterna dei frammenti, sulla quale opera principalmente il trattamento di de-piombatura.
Secondo una ulteriore variante di esecuzione del processo, si eseguono ricorsivamente più trattamenti di frammentazione e successiva pressatura, prima di eseguire un trattamento di de-piombatura.
I frammenti di ottone a basso tenore di piombo infine ottenuti sono utilizzati come carica per un forno di fusione, preferibilmente insieme a rame e zinco sostanzialmente puri (ad esempio, fogli di rame e pani di zinco) e/o ad ulteriori rottami di ottone, per ottenere un bagno di fusione avente una desiderata composizione metallurgica.
La fusione è utilizzata per l’ottenimento di una billetta tramite estrusione diretta o inversa.
La billetta ottenuta secondo il processo sopra descritto, è poi utilizzata per l’ottenimento di una barra, avente diametro e lunghezza desiderati.
La barra è poi sottoposta dall’utilizzatore a lavorazioni meccaniche per asportazione di truciolo ed il truciolo di ottone così ottenuto è poi nuovamente sottoposto al processo secondo l’invenzione. In tal modo, operando ricorsivamente, l’ottone assumerà progressivamente un tenore di piombo sempre più basso. Innovativamente, il processo secondo la presente invenzione si presenta estremamente vantaggioso dal punto di vista industriale in quanto consente di utilizzare truciolo di ottone tradizionale, ossia con un normale tenore di piombo, per l’ottenimento di billette di ottone con ridotto tenore di piombo.
Inoltre, vantaggiosamente, l’utilizzo di trucioli consente di eseguire la lavorazione meccanica per asportazione di truciolo in uno stabilimento remoto, solitamente ad opera dell’utilizzatore della barra, al fine di produrre un semilavorato o un manufatto finito, e la frammentazione dei trucioli ed il bagno di depiombatura in uno stabilimento principale. Il truciolo viene trasportato dallo stabilimento remoto allo stabilimento principale.
Oppure, vantaggiosamente, la fase di lavorazione meccanica per asportazione di truciolo è eseguita in un primo stabilimento remoto, solitamente ad opera dell’utilizzatore della barra, al fine di produrre un semilavorato o un manufatto finito, i trucioli di ottone tradizionale sono trasportati in un secondo stabilimento remoto, i trattamenti di frammentazione e de-piombatura sono eseguiti in detto secondo stabilimento remoto. Infine, i frammenti di ottone a ridotto tenore di piombo sono trasportati in uno stabilimento principale, ove avviene la fusione e la creazione della nuova billetta.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Metodo per l’ottenimento di una billetta di ottone con ridotto tenore di piombo, comprendente le fasi di - eseguire su un manufatto o un semilavorato costituito da ottone tradizionale, una lavorazione meccanica per asportazione di truciolo, ottenendo trucioli di ottone tradizionale; - eseguire su detti trucioli di ottone tradizionale un trattamento di frammentazione per ottenere frammenti di ottone tradizionale; - eseguire su detti frammenti di ottone tradizionale un trattamento di de-piombatura per ottenere frammenti di ottone a ridotto tenore di piombo; - eseguire una fusione in forno di una carica comprendente detti frammenti di ottone a ridotto tenore di piombo; - ottenere una billetta tramite estrusione diretta o inversa del prodotto della fusione.
- 2. Metodo per l’ottenimento di una billetta di ottone con ridotto tenore di piombo, comprendente le fasi di - eseguire su un manufatto o un semilavorato costituito da ottone tradizionale, una lavorazione meccanica per asportazione di truciolo, ottenendo trucioli di ottone tradizionale; - eseguire su detti trucioli di ottone tradizionale un trattamento di de-piombatura per ottenere trucioli di ottone a minore tenore di piombo; - eseguire su detti trucioli di ottone a minore tenore di piombo un trattamento di frammentazione per ottenere frammenti di ottone a minore tenore di piombo; - eseguire su detti frammenti di ottone a minore tenore di piombo un ulteriore trattamento di de-piombatura per ottenere frammenti di ottone a ridotto tenore di piombo; - eseguire una fusione in forno di una carica comprendente detti frammenti di ottone a ridotto tenore di piombo; - ottenere una billetta tramite estrusione diretta o inversa del prodotto della fusione.
- 3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il trattamento di de-piombatura consiste in un bagno di depiombatura, ad esempio in una soluzione di acqua e uno o più acidi organici, preferibilmente selezionati nel gruppo comprendente acido butirrico, acido propionico, acido 2-propenoico, acido acrilico.
- 4. Metodo secondo la rivendicazione 3, in cui il bagno di de-piombatura viene agitato, ad esempio tramite ultrasuoni.
- 5. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui, se il tenore di piombo dei frammenti di ottone a ridotto tenore di piombo non è sufficientemente basso, si esegue un ulteriore trattamento di frammentazione e/o un ulteriore trattamento di de-piombatura.
- 6. Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui, prima di eseguire un ulteriore trattamento di frammentazione, si esegue una pressatura dei frammenti di ottone da sottoporre al trattamento di frammentazione.
- 7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il trattamento di frammentazione consiste in una macinatura.
- 8. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui - la fase di lavorazione meccanica per asportazione di truciolo è eseguita in uno stabilimento remoto; - i trucioli di ottone tradizionale sono trasportati in uno stabilimento principale; - i trattamenti di frammentazione, de-piombatura, fusione ed estrusione sono eseguiti in detto stabilimento principale.
- 9. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui - la fase di lavorazione meccanica per asportazione di truciolo è eseguita in un primo stabilimento remoto; - i trucioli di ottone tradizionale sono trasportati in un secondo stabilimento remoto; - i trattamenti di frammentazione e de-piombatura sono eseguiti in detto secondo stabilimento remoto; - i frammenti di ottone a ridotto tenore di piombo sono trasportati in uno stabilimento principale; - la fusione e l’estrusione sono eseguiti in detto stabilimento principale.
- 10. Billetta di ottone a ridotto tenore di piombo, realizzata secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9.
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