IT202100021203A1 - IMPROVED PROCESS FOR THE RECOVERY OF RAW MATERIALS FROM WASTE PRODUCTS - Google Patents
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Description
Descrizione di Brevetto per Invenzione Industriale avente per titolo: ?PROCEDIMENTO PERFEZIONATO PER IL RECUPERO DI MATERIA PRIMA DA PRODOTTI DI SCARTO?. Description of Patent for Industrial Invention entitled: ?IMPROVED PROCEDURE FOR THE RECOVERY OF RAW MATERIALS FROM WASTE PRODUCTS?.
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un procedimento perfezionato per l?ottenimento di materia prima derivante da materiale di scarto, in particolare da pneumatici fuori uso (PFU) e prodotti simili. The present invention refers to an improved process for obtaining raw material deriving from waste material, in particular from end-of-life tires (ELT) and similar products.
Lo smaltimento degli pneumatici fuori uso (PFU) e prodotti simili, come le tubazioni oleopneumatiche, ? particolarmente sentito alla luce delle grandi quantit? di materiale di scarto prodotte ogni anno. The disposal of end-of-life tires (ELT) and similar products, such as oil-pneumatic hoses, ? particularly felt in the light of large quantities? of waste material produced each year.
La natura di questi materiali ha consentito lo sviluppo di una filiera dedicata al recupero almeno parziale di tali prodotti altrimenti destinati alla discarica. The nature of these materials has allowed the development of a supply chain dedicated to the at least partial recovery of these products otherwise destined for landfill.
A tal proposito, ? noto trattare meccanicamente gli pneumatici al fine di separare le varie componenti (gomma, tele, fili di acciaio) per indirizzarle a trattamenti successivi finalizzati all?ottenimento di materiale riutilizzabile. Per esempio, la gomma separata viene inviata a processi di triturazione, granulazione e raffinazione al fine di ottenere materiale granulare di dimensioni scelte, adatto a differenti usi come la preparazione di miscele per infrastrutture stradali, il riempimento di pannelli fonoisolanti, l?intasamento dei campi in erba sintetica, ed altre modalit? di utilizzo. About that, ? it is known to treat tires mechanically in order to separate the various components (rubber, cloths, steel wires) to direct them to subsequent treatments aimed at obtaining reusable material. For example, the separated rubber is sent to shredding, granulating and refining processes in order to obtain granular material of selected dimensions, suitable for different uses such as the preparation of mixtures for road infrastructures, the filling of soundproofing panels, the clogging of fields in synthetic grass, and other modalities? of use.
Analogamente a quanto descritto per la gomma, ? nota l?esigenza di riutilizzare totalmente o parzialmente l?acciaio presente negli pneumatici. L?acciaio ? utilizzato negli pneumatici sia per realizzare una struttura di rinforzo atta ad aumentare la resistenza del battistrada, sia per realizzare fascette di sostegno poste in corrispondenza del tallone degli pneumatici. In ogni caso, l?acciaio ? presente in forma di filamenti ed ? caratterizzato da elevata rigidit? e memoria di forma (acciaio armonico) per far fronte alle sollecitazioni ricevute senza compromettere la funzionalit? dello pneumatico. Similarly to what is described for the rubber, ? note the need to totally or partially reuse the steel present in the tyres. The steel? used in tires both to create a reinforcing structure suitable for increasing the resistance of the tread, and to create support bands placed at the tire bead. In any case, the steel? present in the form of filaments and ? characterized by high rigidity? and shape memory (harmonic steel) to cope with the stresses received without compromising functionality? of the tyre.
Considerazioni analoghe possono essere fatte per le tubazioni oleopneumatiche. Similar considerations can be made for oil-pneumatic pipes.
Anche in questo caso, l?acciaio utilizzato ? filiforme con elevata rigidit? e memoria di forma, ed ha la funzione di rinforzare il tubo onde evitare eccessive deformazioni di schiacciamento o simili. Also in this case, the steel used? filiform with high rigidity? and shape memory, and has the function of reinforcing the tube in order to avoid excessive crushing deformations or the like.
Esistono metodi di estrazione dell?acciaio armonico dagli PFU e dai tubi che prevedono tecniche di ?stallonatura? (per gli pneumatici) o di estrazione ?a strappo? finalizzati a separare l?acciaio dalla gomma. Are there methods for the extraction of harmonic steel from ELTs and pipes which involve ?bead breaking? (for tyres) or ?pull? aimed at separating the steel from the rubber.
L?acciaio ricavato da questi materiali di scarto, per legge, ? considerato rifiuto con codici CER 16.01.21 per l?acciaio ricavato dai tubi, e codice CER 19.12.02 per l?acciaio ricavato dagli PFU. The steel obtained from these waste materials, by law,? considered waste with CER codes 16.01.21 for steel obtained from pipes, and CER code 19.12.02 for steel obtained from ELTs.
L?acciaio armonico ricavato (acciaio-rifiuto) infatti, ? ?inquinato? da una quantit? non trascurabile di gomma residua e fibre tessili adese, e si presenta in forma di matasse di fili difficilmente piegabili e lavorabili. The harmonic steel obtained (steel-waste) in fact, ? ?polluted? from a quantity not negligible amount of residual rubber and adhered textile fibers, and comes in the form of skeins of threads that are difficult to bend and work.
Per questi motivi, l?acciaio estratto non pu? essere riutilizzato tal quale, ma deve essere trattato per poter uscire dal ciclo dei rifiuti ed essere riutilizzato. For these reasons, the extracted steel cannot? be reused as it is, but must be treated in order to exit the waste cycle and be reused.
E? noto sottoporre le matasse di acciaio armonico derivanti dagli PFU a processi di trattamento finalizzati alla trasformazione dell?acciaio-rifiuto in materia prima da riutilizzare. AND? it is known to submit the coils of harmonic steel deriving from ELTs to treatment processes aimed at transforming the steel-waste into raw material to be reused.
Tali processi prevedono il trattamento termico, in particolare il trattamento termico in aria, dell?acciaio-rifiuto in ambienti riscaldati, ad esempio forni a tamburo rotante o simili, con lo scopo sia di ossidare la gomma e le fibre tessili rimaste adese all?acciaio, sia di rammollire l?acciaio privandolo delle caratteristiche di elevata rigidit? e memoria di forma. These processes provide for the heat treatment, in particular the heat treatment in air, of the steel-waste in heated environments, for example rotary drum furnaces or similar, with the aim of both oxidizing the rubber and the textile fibers remaining adhered to the steel , and to soften the? Steel by depriving it of the characteristics of high rigidity? and shape memory.
Le matasse di fili di acciaio inserite in questo ambiente si riscaldano per convezione (flusso di aria calda all?interno del forno lambisce le matasse), irraggiamento (scambio radiativo delle matasse con le pareti del forno) e conduzione (trasferimento di calore nel contatto tra le matasse e le parti calde interne al forno), dando luogo ad un?ossidazione almeno parziale del materiale presente all?interno del forno. The coils of steel wires inserted in this environment heat up by convection (the flow of hot air inside the oven touches the coils), irradiation (radiative exchange of the coils with the walls of the oven) and conduction (transfer of heat in the contact between the coils and the hot parts inside the oven), giving rise to at least partial oxidation of the material inside the oven.
Il materiale ossidato e riscaldato ? successivamente raffreddato e inviato a successivi trattamenti meccanici atti a ultimare la trasformazione dell?acciaio-rifiuto in materia prima riutilizzabile come, ad esempio, una pressatura per la formazione di blocchi da utilizzare come carica nei forni fusori. Is the material oxidized and heated? subsequently cooled and sent to successive mechanical treatments aimed at completing the transformation of the steel-waste into reusable raw material such as, for example, a pressing for the formation of blocks to be used as a charge in the melting furnaces.
I processi noti sopra descritti presentano notevoli difficolt? di applicazione, con inconvenienti riguardanti soprattutto il trattamento termico delle matasse di fili di acciaio. Do the known processes described above present considerable difficulties? of application, with drawbacks especially concerning the heat treatment of the coils of steel wire.
Un primo inconveniente ? legato al fatto che le matasse di acciaio, per via delle caratteristiche di rigidit? e memoria di forma dell?acciaio armonico, non possono essere trattate in grandi quantit? se non in forni dai volumi molto elevati. A first drawback? linked to the fact that the coils of steel, due to the characteristics of rigidity? and shape memory of harmonic steel, can't they be treated in large quantities? except in very high volume kilns.
Ci? comporta elevati costi di gestione connessi alla grande quantit? di energia richiesta per scaldare l?intero volume racchiuso dal forno. There? involves high management costs associated with the large quantity? of energy required to heat the entire volume enclosed by the furnace.
Un altro inconveniente ? legato al fatto che il trattamento termico in aria consente di scaldare l?ambiente racchiuso dal forno, ma non permette un riscaldamento omogeneo del materiale in esso inserito. Another drawback? linked to the fact that the heat treatment in air allows the environment enclosed by the furnace to be heated, but does not allow homogeneous heating of the material inserted in it.
Le matasse inserite nel forno, ad esempio, potrebbero incorrere in incrementi di temperatura differenti da punto a punto, con conseguenti disomogeneit? nello stato di ossidazione del materiale trattato e, quindi, delle caratteristiche fisiche e meccaniche del prodotto ottenibile alla fine del processo. The coils inserted in the oven, for example, could experience different temperature increases from point to point, with consequent non-homogeneity? in the oxidation state of the treated material and, therefore, of the physical and mechanical characteristics of the product obtainable at the end of the process.
Un ulteriore inconveniente ? legato al fatto che i forni tradizionali, come un forno a tamburo rotante, non permettono un controllo flessibile della potenza termica, essendo energeticamente ed economicamente dispendioso portare a regime il forno, cos? come non consentono frequenti cicli di accensione e spegnimento, essendo dannoso e usurante per le componenti meccaniche coinvolte. An additional drawback? linked to the fact that traditional ovens, such as a rotary drum oven, do not allow flexible control of the thermal power, being energetically and economically expensive to bring the oven up to speed, so? as they do not allow frequent on and off cycles, being harmful and wearing for the mechanical components involved.
Questo si riflette sulla controllabilit? e la flessibilit? delle temperature da utilizzare nel processo. Does this affect controllability? and the flexibility? of the temperatures to be used in the process.
Tali procedimenti sono suscettibili di ulteriori perfezionamenti volti ad efficientarne il funzionamento e i consumi. These procedures are subject to further improvements aimed at making their operation and consumption more efficient.
Il compito principale della presente invenzione ? quello di escogitare un procedimento perfezionato per l?ottenimento di materia prima derivante da materiale di scarto che consenta una produzione sostenibile sia economicamente sia dal punto di vista ambientale. The main task of the present invention ? that of devising an improved process for obtaining raw material deriving from waste material which allows sustainable production both economically and from an environmental point of view.
Uno scopo del presente trovato ? quello di escogitare un procedimento perfezionato per l?ottenimento di materia prima derivante da materiale di scarto che consenta di migliorare la qualit? e la purezza della materia prima ottenuta. A purpose of the present invention ? that of devising an improved procedure for obtaining raw material deriving from waste material which allows to improve the quality? and the purity of the raw material obtained.
Ulteriore scopo del presente trovato ? quello di escogitare un procedimento perfezionato per l?ottenimento di materia prima derivante da materiale di scarto che consenta un maggior controllo ed una maggiore flessibilit? delle potenze termiche in gioco. Another purpose of the present invention ? that of devising an improved procedure for obtaining raw material deriving from waste material which allows greater control and greater flexibility? of the heat powers involved.
Altro scopo del presente trovato ? quello di escogitare un procedimento perfezionato per l?ottenimento di materia prima derivante da materiale di scarto che consenta di superare i menzionati inconvenienti della tecnica nota nell?ambito di una soluzione semplice, razionale, di facile ed efficace impiego e dal costo contenuto. Another object of the present invention ? that of devising an improved process for obtaining raw material deriving from waste material which allows the aforementioned drawbacks of the prior art to be overcome within the ambit of a simple, rational, easy and effective solution to use and with low cost.
Gli scopi sopra esposti sono raggiunti dal presente procedimento perfezionato per l?ottenimento di materia prima derivante da materiale di scarto avente le caratteristiche di rivendicazione 1. The purposes set out above are achieved by the present improved process for obtaining raw material deriving from waste material having the characteristics of claim 1.
Altre caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, di un procedimento perfezionato per l?ottenimento di materia prima derivante da materiale di scarto, illustrata a titolo indicativo, ma non limitativo, nell?unita tavola di disegni in cui la figura 1 ? una illustrazione schematica del procedimento secondo il trovato. Con particolare riferimento a tali figure, si ? indicato globalmente con 1 un procedimento perfezionato per l?ottenimento di materia prima derivante da materiale di scarto, in particolare derivante da pneumatici fuori uso (PFU) o da tubazioni oleopneumatiche. Other characteristics and advantages of the present invention will become more evident from the description of a preferred, but not exclusive, embodiment of an improved process for obtaining raw material deriving from waste material, illustrated by way of example, but not in limitation, in the ?joint table of drawings in which figure 1 ? a schematic illustration of the process according to the invention. With particular reference to these figures, yes? 1 indicates as a whole an improved process for obtaining raw material deriving from waste material, in particular deriving from end-of-life tires (ELT) or oil-pneumatic pipes.
Il procedimento 1 comprende la fornitura A di acciaio armonico derivante da materiale di scarto. Process 1 comprises supply A of harmonic steel deriving from waste material.
Il materiale di scarto, preferibilmente PFU e tubi oleopneumatici, ? ricavato da una serie di processi di trasformazione, indicati in maniera esemplificativa con il numero 2, posti a valle del procedimento 1. Waste material, preferably ELTs and oleo-pneumatic hoses, ? obtained from a series of transformation processes, indicated by way of example with the number 2, placed downstream of process 1.
Tali processi di trasformazione 2 comprendono fasi di triturazione, ?stallonatura? e simili atti a separare fili di acciaio armonico dal resto del materiale di scarto. These transformation processes 2 include stages of shredding, ?bead breaking? and the like suitable for separating harmonic steel wires from the rest of the waste material.
I fili ricavati, non utilizzabili tal quali a causa delle propriet? di rigidit? e memoria di forma tipiche dell?acciaio armonico e a causa delle elevate quantit? di gomma e fibre tessili residue, sono predisposti a formare una matassa da trattare 3. The wires obtained, not usable as such due to the properties? of rigidity? and shape memory typical of? harmonic steel and due to the high quantities? of rubber and residual textile fibres, are arranged to form a skein to be treated 3.
Non si escludono soluzioni alternative che prevedano l?utilizzo di diversi processi di trasformazione volti a ricavare acciaio armonico da materiali di scarto, purch? sia possibile predisporre l?acciaio armonico ricavato in matasse da trattare. Alternative solutions are not excluded which envisage the use of various transformation processes aimed at obtaining harmonic steel from waste materials, provided that it is possible to prepare the harmonic steel obtained in coils to be treated.
Il procedimento 1, inoltre, comprende un trattamento termico B della matassa da trattare 3 per l?ottenimento di una matassa trattata 3a. The method 1 furthermore comprises a thermal treatment B of the coil to be treated 3 to obtain a treated coil 3a.
Secondo il trovato, il trattamento termico B comprende una fase di esposizione induttiva B1 della matassa da trattare 3 ad almeno un campo magnetico alternato per l?induzione di correnti parassite alternate nella stessa matassa. According to the invention, the thermal treatment B comprises an inductive exposure step B1 of the coil to be treated 3 to at least one alternating magnetic field for the induction of alternating eddy currents in the same coil.
Le correnti parassite, in particolare, sono atte ad innalzare la temperatura della matassa da trattare 3, riscaldando il materiale metallico coinvolto. La massa metallica coinvolta, infatti, se sottoposta a campi magnetici alternati, sviluppa al suo interno passaggi di corrente elettrica indotta dalla variazione dei campi magnetici, con conseguente produzione di calore per effetto Joule. The parasitic currents, in particular, are able to raise the temperature of the coil to be treated 3, heating the metallic material involved. In fact, the metal mass involved, if subjected to alternating magnetic fields, develops internal passages of electric current induced by the variation of the magnetic fields, with the consequent production of heat due to the Joule effect.
La produzione di calore ? quantificabile per una quantit? nota di matassa da trattare 3 in quanto ? proporzionale alla intensit? di corrente elettrica circolante nella matassa da trattare 3, con l?intensit? di corrente che ? a sua volta proporzionale all?intensit? dei campi magnetici alternati. Heat production? quantifiable for a quantity? note of skein to be treated 3 as ? proportional to the intensity? of electric current circulating in the coil to be treated 3, with the? intensity? current what? in turn proportional to? intensity? of alternating magnetic fields.
In questo modo, la matassa da trattare 3 si scalda innescando processi di ossidazione riguardanti sia l?acciaio armonico sia la gomma, le fibre tessili e altro materiale ?inquinante? residuo. In this way, the coil to be treated 3 heats up, triggering oxidation processes concerning both the harmonic steel and the rubber, the textile fibers and other ?polluting? material? residue.
L?acciaio, in questo modo, perde le caratteristiche di rigidit? e di memoria di forma tipiche dell?acciaio armonico. In this way, does the steel lose its rigidity characteristics? and shape memory typical of harmonic steel.
La gomma, le fibre tessili ed eventuale altro materiale, invece, vengono bruciati dando luogo a fumi di combustione 4. The rubber, the textile fibers and any other material, on the other hand, are burnt giving rise to combustion fumes 4.
Preferibilmente, la fase di esposizione B1 ? realizzata in un forno ad induzione 5 elettromagnetica provvisto di mezzi per il riscaldamento ad induzione, per semplicit? non illustrati nella figura, della matassa da trattare 3. Preferably, exposure phase B1 ? made in an electromagnetic induction furnace 5 equipped with means for induction heating, for simplicity? not shown in the figure, of the coil to be treated 3.
Utilmente, il forno ad induzione 5, schematicamente illustrato in figura 1, ? provvisto di una camera di carica 6, atta a ricevere la matassa da trattare 3, circondata da pi? spire 7 destinate ad essere attraversate da correnti elettriche per l?induzione di campi magnetici alternati all?interno della camera di carica stessa. Usefully, the induction furnace 5, schematically illustrated in figure 1, is provided with a charging chamber 6, suitable for receiving the coil to be treated 3, surrounded by more? coils 7 intended to be crossed by electric currents for the induction of alternating magnetic fields inside the charging chamber itself.
Un forno di questo tipo consente di lavorare a ?funzionamento? pulsante, cio? consente di variare la potenza a piacimento senza compromettere la durabilit? e il buon funzionamento delle parti coinvolte. An oven of this type allows you to work at ?operation? button, what? allows you to vary the power at will without compromising the durability? and the proper functioning of the parties involved.
Inoltre, il forno ad induzione 5 comprende mezzi per la fuoriuscita dei fumi di combustione 4. Furthermore, the induction furnace 5 comprises means for the combustion fumes 4 to escape.
In questo modo ? possibile allontanare i fumi di combustione 4 dalla camera di carica 6. In this way ? possible to remove the combustion fumes 4 from the charge chamber 6.
Secondo il trovato, il procedimento comprende una fase di monitoraggio del campo magnetico alternato per il controllo della temperatura. Tale accorgimento consente di variare la temperatura in funzione della quantit? di matassa da trattare e delle caratteristiche chimico-fisiche di quest?ultima. Nel dettaglio, la fase di monitoraggio ? eseguita mediante almeno una sonda magnetometrica. According to the invention, the method comprises a step for monitoring the alternating magnetic field for temperature control. This trick allows you to vary the temperature according to the quantity? of skein to be treated and the chemical-physical characteristics of the latter. In detail, the monitoring phase ? performed using at least one magnetometric probe.
Vantaggiosamente, la sonda magnetometrica ? disposta all?interno del forno ad induzione 5. Advantageously, the magnetometric probe ? placed inside the induction furnace 5.
A seguire, il procedimento 1 comprende almeno una fase di variazione dell?intensit? del campo magnetico in funzione dei valori rilevati dalla sonda magnetometrica. Subsequently, process 1 comprises at least one step of varying the intensity? of the magnetic field as a function of the values detected by the magnetometric probe.
Nel dettaglio, la fase di variazione dell?intensit? ? eseguita mediante un?unit? di elaborazione e controllo operativamente collegata alla sonda magnetometrica. In detail, the phase of variation of? intensity? ? performed by means of a?unit? processing and control unit operationally connected to the magnetometric probe.
Inoltre, il procedimento comprende almeno una fase di monitoraggio della temperatura. Furthermore, the method comprises at least one temperature monitoring step.
Tale fase di monitoraggio della temperatura ? eseguita mediante una sonda termica disposta almeno parzialmente all?interno del forno ad induzione. That phase of temperature monitoring ? performed by means of a thermal probe arranged at least partially inside the induction furnace.
La sonda termica ? operativamente collegata all?unit? di elaborazione e controllo. The thermal probe? operationally connected to the unit? processing and control.
Vantaggiosamente, il procedimento 1 comprende una fase di caricamento C della matassa da trattare 3 su un elemento di supporto 8 realizzato in materiale insensibile ai campi magnetici in modo da formare un?unit? di carica 9 da inviare al forno ad induzione 5. Advantageously, the method 1 comprises a loading step C of the coil to be treated 3 onto a support element 8 made of material insensitive to magnetic fields so as to form a unit? charge 9 to be sent to the induction furnace 5.
L?elemento di supporto 8, illustrato in maniera esemplificativa, ? del tipo di un vassoio ceramico e quindi non ? soggetto all?effetto dei campi magnetici alternati. The support element 8, illustrated by way of example, is of the type of a ceramic tray and therefore not ? subject to the effect of alternating magnetic fields.
Tale soluzione consente di inserire e far fuoriuscire la matassa da trattare 3 nel forno ad induzione 5. This solution allows the coil to be treated 3 to be inserted and removed from the induction furnace 5.
Possono essere utilizzati uno o pi? elementi di supporto 8. Can one or more be used? support elements 8.
Non si esclude l?utilizzo di elementi di supporto 8 differenti, purch? non risentano dell?effetto induttivo dei campi magnetici. The use of different support elements 8 is not excluded, as long as? they are not affected by the inductive effect of magnetic fields.
Vantaggiosamente, il trattamento termico B comprende una fase di riscaldamento della matassa da trattare 3 atta ad innalzare la temperatura della stessa ad un valore di lavoro compreso tra 800?C e 950?C. Advantageously, the heat treatment B comprises a heating step of the coil to be treated 3 suitable for raising its temperature to a working value between 800°C and 950°C.
Lavorando a tale intervallo di temperatura, infatti, l?acciaio perde le caratteristiche di armonicit?. In fact, by working at this temperature range, the steel loses its harmonic characteristics.
Utilmente, la durata della fase di preriscaldamento ? compresa in un intervallo tra 8 e 12 minuti, preferibilmente pari a 10 minuti. Usefully, the duration of the preheating phase? comprised in a range between 8 and 12 minutes, preferably equal to 10 minutes.
La fase di riscaldamento pu? avvenire direttamente nel forno ad induzione 5, ma non si esclude un preriscaldamento della massa da trattare 3. The heating phase can take place directly in the induction furnace 5, but preheating of the mass to be treated 3 is not excluded.
In tal caso, il preriscaldamento avverrebbe esternamente al forno ad induzione 5, durante la fase di caricamento C o immediatamente dopo, recuperando parte del calore prodotto dai fumi di combustione o altre parti calde. In this case, the preheating would take place outside the induction furnace 5, during the loading phase C or immediately afterwards, recovering part of the heat produced by the combustion fumes or other hot parts.
Successivamente, il trattamento termico B prevede una fase di mantenimento della temperatura della matassa da trattare 3 al valore di lavoro. Subsequently, the heat treatment B provides for a step of maintaining the temperature of the coil to be treated 3 at the working value.
Anche la fase di mantenimento ha una durata compresa tra 8 e 12 minuti, preferibilmente pari a 10 minuti. The maintenance phase also has a duration of between 8 and 12 minutes, preferably equal to 10 minutes.
La fase di mantenimento avviene interamente all?interno del forno ad induzione 5. The holding phase takes place entirely inside the induction furnace 5.
Nel caso in cui la fase di riscaldamento avvenga interamente all?interno del forno ad induzione 5, la fase di esposizione B1 coincide con la sa somma delle fasi di preriscaldamento e di mantenimento. If the heating phase takes place entirely inside the induction furnace 5, the exposure phase B1 coincides with the sum of the preheating and holding phases.
Nel caso in cui la fase di riscaldamento avvenga in parte al di fuori del forno ad induzione 5, la fase di esposizione B1 coincide con la somma tra la fase di mantenimento e l?aliquota di fase di preriscaldamento che avviene nel forno ad induzione 5. In the event that the heating phase partly takes place outside the induction furnace 5, the exposure phase B1 coincides with the sum of the holding phase and the preheating phase rate which takes place in the induction furnace 5.
Il trattamento termico B, infine, si conclude con una fase di raffreddamento B2 della matassa da trattare 3 precedentemente riscaldata. Lastly, heat treatment B concludes with a cooling step B2 of the previously heated coil 3 to be treated.
In particolare, la fase di raffreddamento B2 ha una durata cinque volte superiore alla durata della fase di mantenimento. In particular, the cooling phase B2 lasts five times longer than the duration of the maintenance phase.
In questo modo, la fase di raffreddamento B2 avviene in maniera prolungata e graduale, al fine di evitare il formarsi di processi di tempre termica che annullerebbero la duttilit? conferita alla massa metallica con l?annullamento della caratteristica di armonicit?. In this way, the cooling phase B2 takes place in a prolonged and gradual way, in order to avoid the formation of thermal tempering processes which would cancel the ductility conferred to the metallic mass with the annulment of the characteristic of harmonicity.
Vantaggiosamente, la fase di raffreddamento ? realizzata in una camera di raffreddamento 10, schematicamente illustrata nella figura, provvista di mezzi per il raffreddamento graduale della matassa da trattare 3. Advantageously, the cooling phase ? made in a cooling chamber 10, schematically illustrated in the figure, provided with means for the gradual cooling of the coil to be treated 3.
Utilmente, la camera di raffreddamento 10 consente di raffreddare la matassa da trattare 3 in aria calma, evitando bruschi cali di temperatura nocivi per le caratteristiche finali dell?acciaio riutilizzabile. Usefully, the cooling chamber 10 allows the coil 3 to be treated to be cooled in calm air, avoiding sudden drops in temperature harmful to the final characteristics of the reusable steel.
La camera di raffreddamento 10, inoltre, comprende mezzi per la fuoriuscita di fumi residui di combustione 11. The cooling chamber 10 also comprises means for the release of residual combustion fumes 11.
La matassa da trattare 3 precedentemente riscaldata, infatti, continua il processo ossidativo anche all?inizio del raffreddamento, comportando la produzione di fumi. In fact, the previously heated coil 3 to be treated continues the oxidative process even at the beginning of cooling, leading to the production of fumes.
Per questo motivo, il procedimento 1 comprende una fase di trattamento fumi D atta a predisporre i fumi di combustione 4 e i fumi residui di combustione 11 per l?emissione in atmosfera. For this reason, process 1 comprises a fume treatment step D suitable for preparing the combustion fumes 4 and the residual combustion fumes 11 for emission into the atmosphere.
In particolare, durante la fase di trattamento fumi D, i gas derivanti dai processi di ossidazione vengono trattati in modo da abbattere le sostanze inquinanti per portare i valori relativi alla concentrazione delle sostanze inquinanti o relativi ad altri parametri (per esempio pH e temperatura) entro i valori limite prescritti dalle normative vigenti. In particular, during the fume treatment phase D, the gases deriving from the oxidation processes are treated so as to reduce the polluting substances to bring the values relating to the concentration of the polluting substances or relating to other parameters (for example pH and temperature) within the limit values prescribed by current regulations.
Vantaggiosamente, la fase di trattamento fumi D ? realizzata in un impianto ossidante termico rigenerativo, schematicamente illustrato con il numero 12. Advantageously, the fume treatment phase D ? made in a regenerative thermal oxidizing plant, schematically illustrated with the number 12.
L?uso del forno ad induzione 5, infatti, permette di realizzare una temperatura dei fumi in uscita relativamente bassa, tale da consentire l?impiego di un impianto ossidante di questo tipo. The use of the induction furnace 5, in fact, makes it possible to achieve a relatively low temperature of the outlet fumes, such as to allow the use of an oxidizing plant of this type.
Nella presente forma di realizzazione, l?impianto ossidante termico rigenerativo 12, per semplicit? non illustrato, ? del tipo rigenerativo su masse ceramiche. In the present embodiment, the regenerative thermal oxidizer system 12, for simplicity? not illustrated, ? of the regenerative type on ceramic masses.
In particolare, un impianto di questo tipo consente di recuperare energia termica dai fumi purificati in uscita per poi accumularla in camere realizzate con masse ceramiche. In particular, a plant of this type makes it possible to recover thermal energy from the purified fumes in output and then accumulate it in chambers made with ceramic masses.
L?energia ivi accumulata ? destinata ad essere restituita per riscaldare i fumi da trattare consentendo, insieme ad un eventuale bruciatore, l?ossidazione delle sostanze inquinanti (sostanze organiche volatili) come, ad esempio, i solventi clorurati e i solventi non clorurati. The energy stored there? intended to be returned to heat the fumes to be treated allowing, together with a possible burner, the oxidation of polluting substances (volatile organic substances) such as, for example, chlorinated solvents and non-chlorinated solvents.
Non si escludono soluzioni alternative in cui la fase di trattamento fumi D sia realizzata in impianti di diverso tipo, ad esempio impianti che implementano tecnologie basate sulle polveri di carboni attivi, o filtri, o una combinazione di essi. Alternative solutions cannot be excluded in which the fume treatment phase D is carried out in plants of different types, for example plants that implement technologies based on activated carbon powders, or filters, or a combination thereof.
Il procedimento 1, infine, comprende un post-trattamento E della matassa trattata 3a per l?ottenimento di acciaio riutilizzabile 13 come materia prima. Nella presente forma di realizzazione, il post-trattamento E comprende una fase di vagliatura, per semplicit? non illustrata nelle figure, atta a separare materiale residuo dalla matassa trattata 3a. Finally, process 1 comprises a post-treatment E of the treated coil 3a to obtain reusable steel 13 as raw material. In the present embodiment, the post-treatment E comprises a sieving step, for simplicity? not shown in the figures, suitable for separating residual material from the treated coil 3a.
A seguito dei processi di combustione, infatti, sulla matassa trattata 3a uscente potrebbe rimanere del materiale residuo come ceneri o altri prodotti solidi facilmente rimovibili. Following the combustion processes, in fact, residual material such as ashes or other easily removable solid products could remain on the outgoing treated coil 3a.
Successivamente, il post-trattamento E comprende una fase di compattazione della matassa trattata 3a realizzata con mezzi di compattazione idropneumatici 14, schematicamente illustrati in figura 1. La matassa trattata 3a, infatti, a seguito del trattamento termico B, non possiede pi? le caratteristiche di elevata rigidit? e memoria di forma, e pu? essere lavorata in forme e pezzature idonee al suo utilizzo. Subsequently, the post-treatment E comprises a stage of compacting the treated coil 3a carried out with hydro-pneumatic compacting means 14, schematically illustrated in figure 1. In fact, the treated coil 3a, following the heat treatment B, no longer possesses the characteristics of high rigidity? and shape memory, and pu? be processed in shapes and sizes suitable for its use.
La fase di compattazione, ad esempio, consente di compattare la matassa trattata 3a in blocchi di acciaio riutilizzabile come materia prima nei forni fusori di acciaierie. The compacting phase, for example, allows the treated coil 3a to be compacted into blocks of reusable steel as raw material in the melting furnaces of steelworks.
Non si escludono lavorazioni differenti volte ad ottenere acciaio riutilizzabile con forme e pezzature differenti, che includano, ad esempio, fasi aggiuntive a quelle di vagliatura e compattazione. Different processes aimed at obtaining reusable steel with different shapes and sizes are not excluded, which include, for example, additional phases to the screening and compacting ones.
Si ? in pratica constatato come l?invenzione descritta raggiunga gli scopi proposti e in particolare si sottolinea il fatto che il procedimento per l?ottenimento di materia prima derivante da materiale di scarto consente una produzione sostenibile sia economicamente sia dal punto di vista ambientale. Yes ? in practice it has been ascertained that the described invention achieves the proposed aims and in particular the fact is underlined that the process for obtaining raw material deriving from waste material allows sustainable production both economically and from an environmental point of view.
Il trattamento termico mediante induzione elettromagnetica, infatti, consente di scaldare direttamente la matassa metallica da trattare, senza necessit? di mantenere una temperatura costante in tutto il volume racchiuso nel forno. The heat treatment by means of electromagnetic induction, in fact, allows you to directly heat the metal coil to be treated, without the need for heat treatment. to maintain a constant temperature throughout the volume enclosed in the furnace.
Questo comporta, rispetto all?utilizzo di forni ?tradizionali?, minori volumi e minori costi di gestione, con conseguente risparmio economico. Compared to the use of ?traditional? ovens, this involves smaller volumes and lower management costs, with consequent economic savings.
Inoltre, il processo consente un maggior controllo ed una maggiore flessibilit? delle potenze termiche in gioco. In addition, the process allows for greater control and greater flexibility? of the heat powers involved.
Il forno ad induzione, infatti, permette un ?funzionamento pulsante? che consente di risparmiare sulle quantit? di energia richieste, modulando le potenze termiche e accendendo e spegnendo il forno nei momenti richiesti e, a differenza dei forni tradizionali, senza preoccuparsi di eventuali problematiche legate alle dilatazioni termiche (cricche nei refrattari, usura, ecc.). In fact, the induction oven allows a ?pulsating operation? which allows you to save on quantities? of energy required, modulating the thermal powers and switching the oven on and off at the required times and, unlike traditional ovens, without worrying about any problems related to thermal expansion (cracks in the refractories, wear, etc.).
Altro vantaggio riguarda la possibilit? di far fuoriuscire i fumi di combustione a temperature tali da consentire l?utilizzo di impianti di trattamento rigenerativo o simili, considerati ad oggi tra le ?Best Avalaible Technologies? (BAT) impiegabili per l?abbattimento fumi, meno costose e meno inquinanti delle tecnologie tradizionali. Another advantage regards the possibility? to release the combustion fumes at temperatures such as to allow the use of regenerative treatment plants or the like, currently considered among the ?Best Available Technologies? (BAT) usable for fume abatement, less expensive and less polluting than traditional technologies.
Infine, il procedimento escogitato consente di migliorare la qualit? e la purezza della materia prima ottenuta. Finally, the procedure devised allows to improve the quality? and the purity of the raw material obtained.
Il riscaldamento omogeneo della matassa consentito dal forno ad induzione e il raffreddamento graduale che avviene nella camera di raffreddamento, infatti, permettono sia una corretta trasformazione dei parametri dell?acciaio, evitando fenomeni di tempra termica dannosi per la sua duttilit?, sia una migliore combustione dei residui presenti nell?acciaiorifiuto. The homogeneous heating of the coil allowed by the induction furnace and the gradual cooling that takes place in the cooling chamber, in fact, allow both a correct transformation of the parameters of the steel, avoiding phenomena of thermal hardening harmful to its ductility, and a better combustion of the residues present in the steel waste.
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| WO2017141203A1 (en) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | Solaria S.R.L. | Procedure for obtaining raw material resulting from waste material |
| CN109443001A (en) * | 2018-12-17 | 2019-03-08 | 邯郸学院 | Novel electromagnetic heating metal phase diagram experiment instrument |
| CN213599855U (en) * | 2020-10-30 | 2021-07-02 | 河南江河机械有限责任公司 | Temperature regulating device of power frequency induction heating furnace |
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- 2021-08-05 IT IT102021000021203A patent/IT202100021203A1/en unknown
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