Calce e acciaio: il connubio perfetto per una siderurgia più sostenibile

Ritenuta da sempre uno dei settori hard to Abate, negli ultimi decenni, l’industria siderurgica per la produzione di acciaio ha compiuto sforzi significativi per diventare più sostenibile e integrarsi nell’economia circolare. La strada verso la transizione ecologica e la decarbonizzazione dell’industria e del settore siderurgico, passa necessariamente per l’uso di tecnologie innovative per la riduzione delle emissioni di CO₂ del processo di produzione della materia prima e l’aumento del riciclaggio dell’acciaio.

Nel contesto europeo, sempre più proiettato verso il riciclaggio, l’industria siderurgica italiana è un modello di innovazione sostenibile. Con circa 20 milioni di ton di acciaio prodotto dal recupero del rottame ferroso, il nostro Paese è il primo produttore europeo di acciaio da elettro-siderurgia (processo DRI, “Directly reduced iron”), facendo registrare il più alto tasso di riciclo dell’acciaio tra i paesi dell’Unione Europea, pari all’85%.

Uno dei principali vantaggi del processo DRI è la significativa riduzione delle emissioni di anidride carbonica rispetto ai tradizionali impianti di produzione dell’acciaio a ciclo integrale. Ai fini della riduzione delle emissioni di CO₂ del comparto, anche la calce gioca un ruolo determinate.  In tal senso, il produttore di calce è un partner strategico per la crescita del settore siderurgico e la collaborazione tra produttore di calce e di acciaio è determinante per rispondere alle domande di mercati sempre più complessi ed esigenti e per accelerare la transizione verso un futuro sostenibile del settore siderurgico.

Il ruolo della calce per una siderurgia più sostenibile

Per la produzione di acciaio sono indispensabili grandi quantità di calce viva: basti pensare che per 1 tonnellata di acciaio sono necessari circa 40 kg di calce. Ottenuto dalla decomposizione termica del carbonato di calcio (CaCO₃) mediante un processo noto come calcinazione, l’ossido di calcio (CaO), comunemente chiamato calce viva, viene utilizzato nella fase di metallurgia primaria dell’industria elettro-siderurgica, cioè durante l’attività di fusione del rottame di ferro, come fluidificante-basificante della scoria per rimuovere le impurità presenti nell’acciaio fuso, contribuendo alla produzione di un acciaio di qualità. Inoltre, il contenutodi magnesio della calce viva riduce la tendenza delle scorie adaggredire il manto refrattario del forno elettrico, prolungandone così la durata.

Nella fase di metallurgia secondaria, cioè nei processi di affinazione dell’acciaio in cui la massa fusa di acciaio viene arricchita con degli elementi di lega indispensabili per ottenere acciai di elevata qualità, la calce viene impiegata per captare lo zolfo, fungendo anche da desolforante. Nell’applicazione siderurgica, quindi, la calce è un basificante e desolforante.

Nell’intento di poter conseguire gli obiettivi europei di decarbonizzazione fissati al 2030 e 2050, l’industria dell’acciaio è impegnata da diversi anni nella continua ottimizzazione dei processi produttivi. Lo sforzo è teso verso soluzioni sempre più efficienti, sia da un punto di vista energetico che ambientale, che comportino un costante miglioramento di tutte le fasi di lavoro.

Tra queste, è compresa la scelta di materiali in grado di ridurre il fabbisogno energetico in fase di produzione e nel contempo di minimizzare le emissioni in atmosfera derivanti dal processo fusorio necessario a questi processi industriali, che ha quindi reso sempre più attuale l’utilizzo della calce.

La riduzione delle emissioni di CO₂ della filiera siderurgica

Nella collaborazione tra produttore di calce e di acciaio, tanto più il primo riuscirà a fornire un prodotto più performante, che riduca il consumo di calce nel processo di produzione dell’acciaio ottimizzandone al massimo le rese, tanto maggiore sarà la riduzione complessiva di CO₂ emessa dalla filiera siderurgica. La riduzione del consumo specifico di calce nell’impianto siderurgico, infatti, permette, conseguentemente, alla filiera siderurgica di emettere meno CO₂ legata alla sua produzione iniziale.

In tal senso, negli ultimi anni, l’obiettivo di Unicalce, uno dei principali produttori italiani di calce calcica, dolomitica e prodotti derivati, è stato quello di abbassare i consumi specifici, attraverso dei sistemi tecnologicamente avanzati di adduzione della calce nei forni.  L’utilizzo nei moderni sistemi di produzione dell’acciaio permette di iniettare nel forno elettrico una calce molto più fine, pulverulenta, che ha tempi di dissoluzione (tempo che impiega la calce a dissolversi nella scoria, saturandola) inferiori. Questa metodologia consente di ottimizzare al massimo le rese del prodotto. Inoltre, la maggiore superficie di contatto, determinata dalla finezza del materiale, permette alla scoria di basificarsi in tempi molto più rapidi.