La Germania finanzia il raffreddamento dell’acciaio con il ciclo dell’aria

GERMANIA: Il Ministero federale tedesco dell'Ambiente (BMUV) sta fornendo un finanziamento di 200.000 euro per un processo di raffreddamento più rispettoso dell'ambiente per la tempra dell'acciaio che promette sostanziali risparmi energetici.

L'innovativa camera fredda che utilizza un refrigeratore d'aria, una collaborazione tra l'azienda di tempra a induzione Rudolf Rieker GmbH e Refolution Industrie Kälte GmbH, specialista della refrigerazione industriale con sede a Karlsruhe.

Rudolf Rieker GmbH, con sede a Leingarten (Baden-Württemberg), è una delle più grandi officine di tempra a induzione in Europa. Il processo di tempra è un passo importante nella produzione dell'acciaio. Si tratta di riscaldare l'acciaio ad alta temperatura, quindi raffreddarlo molto rapidamente. Questo trasforma la struttura austenitica in una struttura martensitica per conferire la durezza desiderata.

Il processo di raffreddamento attualmente utilizza azoto liquido, che viene spruzzato in una camera fredda. Tuttavia, l'azoto liquido è associato a un dispendio energetico non trascurabile nella sua produzione, trasporto e stoccaggio, nonché a rischi durante il funzionamento.

Il nuovo sistema di Refolution si basa sulla tecnologia del ciclo dell'aria sviluppata dal produttore svizzero Mirai Intex. Elimina l'uso tradizionale dell'azoto liquido e raggiunge per la prima volta temperature di -80ºC con un refrigeratore d'aria.

Sebbene i costi di investimento siano significativamente più elevati rispetto ai processi convenzionali, questi sono controbilanciati da un significativo potenziale di risparmio in termini di energia e di emissioni di gas serra. Il processo appena sviluppato deve solo considerare il fabbisogno energetico per il funzionamento dei refrigeratori d’aria in loco, che viene ridotto di circa il 30% attraverso il recupero del calore all’interno di camere di raffreddamento alternate. Complessivamente si prevede un risparmio energetico di circa 410MWh, che corrisponde ad un risparmio di circa il 60-68% rispetto al processo convenzionale.

"Il processo innovativo finanziato può dare un contributo importante alla riduzione delle emissioni di gas serra – nonché ad evitare le emissioni di azoto", ha commentato Christian Kühn, segretario di stato parlamentare del Ministero dell'ambiente tedesco. "Tali innovazioni in materia di protezione del clima e dell'ambiente nella produzione dell'acciaio non solo giovano alla futura vitalità dell'economia tedesca, ma possono anche diventare un duro colpo per le esportazioni."

La tecnologia del ciclo dell’aria non è nuova, poiché veniva utilizzata a bordo delle navi più di cento anni fa. È ancora utilizzato oggi nei sistemi di condizionamento degli aerei. La tecnologia presenta numerosi vantaggi e i recenti progressi nella progettazione e nei materiali dei compressori ad alta velocità hanno reso la macchina a ciclo d'aria un rivale della consolidata tecnologia di compressione del vapore.

La macchina a ciclo d'aria Mirai risolve i problemi di fornitura di refrigerazione nell'intervallo di temperature da -40ºС a –80°С e inferiori. Nella macchina a ciclo d'aria, l'aria viene riscaldata durante la compressione e viene raffreddata durante il processo di espansione. Secondo Mirai Intex, ciò consente di regolare la temperatura con elevata precisione all'uscita e di raggiungere temperature ultra basse per i processi di congelamento o conservazione.

Refolution nasce nel 2019 con l'obiettivo di implementare le sfide del cambiamento climatico utilizzando solo refrigeranti “naturali”. Tra una vasta gamma di progetti, ha avuto grande successo fornendo sistemi di liofilizzazione per applicazioni farmaceutiche.