SMALTO TECNOLOGIA & MERCATI

Transcript

1 SMALTO porcellanato TECNOLOGIA & MERCATI ISSN PARAMETRI INDUSTRIALI, SMALTATURA E COLPO D UNGHIA COEFFICIENTE DI PERMEABILITA ALL IDROGENO E RESISTENZA AL COLPO D UNGHIA ACCIAIO LAMINATO A CALDO DA SMALTATURA PER SILOS E SERBATOI GRANIGLIATURA AVANZATA PER LA LAVORAZIONE DEI BOILER INTERVISTA BALLARINI PARTECIPA ALLA MISSIONE IN ECUADOR 1/15 ANNO LVII GENNAIO-GIUGNO 2015

2 Pubblicazione Semestrale Editore C.I.S.P. Centro Italiano Smalti Porcellanati Via Matteo Bandello, Milano Autorizzazione n del del Trib. di Milano Registrazione ROC n Direzione Amministrazione Redazione Pubblicità Via Matteo Bandello, Milano Tel. e fax cisp@cisp.it - Comitato di Redazione Ivan Camorani, Giancarlo Locatelli, Silvia Siliprandi Direttore Responsabile Giancarlo Locatelli Hanno collaborato S.Barbaresi, G. Carrettoni X.Chun, S.Corsinovi, B. Črtalič, R.Dehuai, P. Gousselot, U.Lorenz, V.Marangoni, M.Miklavčič., J. Plavec, S.Quanshe, M.Trajkovski, R.Valentini, R. Zaccheroni. Segreteria di Redazione Tel. e fax cisp@cisp.it Progetto Grafico Matteo Camorani Responsabilità Gli articoli firmati esprimono le opinioni degli Autori che possono anche non essere condivise dalla Direzione della Rivista e per le quali la Direzione non si assume alcuna responsabilità. L Editore, inoltre, non si assume la responsabilità di eventuali errori contenuti negli articoli pubblicati o di errori in cui fosse incorso nella loro riproduzione sulla rivista. La riproduzione anche parziale o la traduzione degli articoli pubblicati dalla rivista non è ammessa senza espressa autorizzazione dell Editore.

3 sommario Sommario Fai clic/tocca il numero di pagina per andare alla sezione corrispondente. Click/tap on the page number to jump to the corresponding section. Editoriale - 23 Congresso Internazionale dello Smalto: 280 ospiti da 27 Paesi Editorial - 23 Congresso Internazionale dello Smalto: 280 ospiti da 27 Paesi Intervista a Ballarini: Il futuro della tradizione Missione CECED Italia CISP in Ecuador: pentole per piani ad induzione. Interview to Ballarini: The future of tradition CECED Italia CISP Mission in Ecuador: cookware for induction hobs. Rubrica Spazio ai Soci - Dal 1992 l attività della Famiglia Carrettoni Section Room for Members - Carrettoni s activity since 1992 R. Valentini - Influenza dei parametri industriali, del processo di smaltatura, nel verificarsi il difetto del colpo d unghia: l esperienza di Electrolux Italia R. Valentini - Effect of industrial process parameters on fishscale: Electrolux Italia experience C. Xu - Effetti dei precipitati sul coefficiente di permeabilità all idrogeno e resistenza al colpo d unghia di acciai ULC microlegati al vanadio C. Xu - Effect of precipitations on hydrogen diffusivity coefficient and fishscale resistance of ultra-low carbon vanadium microalloyed steels P. Gousselot - Nuovo acciaio laminato a caldo con ridotto impatto ambientale, idoneo alla smaltatura su due lati per la produzione di silos e serbatoi P. Gousselot - New environmental friendly hot rolled steel suitable for two sides enamelling intended for the manufacture of silos and tanks M. Miklavčič - Tecnologia di granigliatura avanzata per il pretrattamento della superficie interna dei boiler prima della smaltatura M. Miklavčič - Advanced shot blasting technology for processing of boiler internal surface before enameling Notizie e Calendario Fiere News and Exhibitions Calendar

4 editoriale 23 CONGRESSO INTERNAZIONALE DELLO SMALTO: 280 OSPITI DA 27 PAESI 23 rd INTERNATIONAL ENAMELLERS CONGRESS: 280 GUESTS FROM 27 COUNTRIES È giunta al termine anche la 23ª edizione del Congresso Internazionale degli Smaltatori che, per cinque giorni, ha trasformato Firenze nell hub internazionale dello smalto porcellanato, con 280 ospiti da 27 paesi. Gli operatori del settore, rappresentati da ben 250 delegati, si sono riuniti presso il Centro Congressi Convitto della Calza, dove si sono svolte le sessioni scientifiche presiedute dal Professor Paolo Gronchi, Presidente di Poliefun Associazione del Politecnico di Milano per il trattamento delle superfici. La partecipazione è stata variegata anche in termini di settori di provenienza, con una netta maggioranza degli utilizzatori di smalto (36%), seguiti dai produttori (31%). Tra gli utilizzatori, operatori provenienti dal mondo dell architettura ma soprattutto dall elettrodomestico, settore che influenza enormemente insieme al settore degli scaldacqua - il mercato mondiale dello smalto porcellanato (nel 2014, questi settori hanno infatti inciso per circa il 32% del consumo totale annuo dello smalto). Il Congresso ha presentato 26 letture, un workshop sulle polveri elettrostatiche e una mostra artistica organizzata in collaborazione con CKI Creative Kreis International. Alla presenza di 30 artisti internazionali, sono state esposte ben 60 opere in smalto porcellanato e praticate dimostrazioni di cottura di monili tipici nel chiostro del Convitto. La parte scientifica del Congresso si è integrata con la parte tecnica, che ha previsto 7 visite industriali. CISP ringrazia i 14 espositori e i 17 sponsor che hanno reso possibile questo splendido evento. Le foto del Congresso sono disponibili alla pagina Facebook del Centro Italiano Smalti Porcellanati. La mia esperienza in qualità di Presidente IEI si è arric- Ivan Camorani The 23 rd International Enamellers Congress ended on May 28th, after transforming Florence in the international porcelain enamel hub for five days, with 280 guests from 27 countries. The sector operators, represented by 250 delegates, gathered at Convitto della Calza Congress Center, where the scientific sessions took place, chaired by Professor Paolo Gronchi, President of Poliefun Milan s Politecnico University Association for the treatment of surfaces and of the Technical and Scientific Committee. The Congress registered a significant participation even in terms of sectors represented, with a large majority of enamel users (36%), closely followed by producers (31%). Among enamel users, operators coming from the world of architecture but especially from the home appliances sector, which deeply conditions together with the water heaters sector the porcelain enamel market worldwide (in 2014 these sectors have generated about the 32% of the total annual consumption of enamel). The Congress presented 26 lectures, a workshop on electrostatic powders and an artistical exhibition organized with CKI Creative Kreis International. 60 artworks and jewels, brought by 30 international artists, were located in the Congress room while practical workshops on jewelry enameling took place in the Cloister. The Scientific part of the Congress preceded the Technical side, which offered 7 plant tours. CISP gives its thanks to the 14 exhibitors and 17 sponsors who made this event possibile and such a success. The pictures of the Congress are available on CISP Facebook page. My experience as IEI s President has thus far been deeply rewarding and filled with precious memories that 2

5 editoriale chita di preziosi ricordi che mi accompagneranno fino al prossimo anno quando, in occasione del 49 General Meeting, la presidenza passerà all associazione statunitense PEI, che si occuperà dell organizzazione del 24 Congresso Internazionale degli Smaltatori che si terrà nel maggio 2018 presso il Drake Hotel di Chicago. Segnalo infine che il sottoscritto è stato eletto Consigliere nel Consiglio Direttivo di CECED Italia, carica che ho accolto con favore per una maggiore integrazione con il mondo dell elettrodomestico. Il sottoscritto e il Comitato di Redazione augurano una buona lettura e rammentano che i contributi scientifici sul mondo dello smalto possono essere sottoposti per pubblicazione all indirizzo cisp@cisp.it. will motivate me until next year when, during the 49th General Meeting, the baton will pass to the American Association PEI, in charge of the organization of the 24th International Enamellers Congress, taking place in May 2018 at Drake Hotel in Chicago. I m also pleased to inform you that I have been elected as Council Member of CECED Italia s Board, position that I value for a better integration with the sector of home appliances. C.I.S.P. Editorial Committee wishes you a pleasant reading and reminds you that any scientific contribution on Enamel can be submitted for publication to cisp@ cisp.it 3

6

7 Intervista Intervista a BALLARINI: Il futuro della tradizione MISSIONE CECED ITALIA CISP IN ECUADOR: PENTOLE PER PIANI AD INDUZIONE. Interview to BALLARINI: The future of tradition CECED ITALIA CISP MISSION IN ECUADOR: COOKWARE FOR INDUCTION HOBS. Le associazioni CECED Italia e CISP, con il cordinamento di Internovation - rete d Impresa che fornisce servizi di innovazione e internazionalizzazione alle imprese - hanno organizzato quest anno, dal 7 al 12 febbraio 2015, una missione a Quito, Ecuador. Obiettivo della missione, instaurare rapporti con gli enti locali per la fornitura di piani di cottura a induzione e pentolame adeguato, nell ambito del programma strategico del Governo per contribuire al passaggio di fonti energetiche da gas ad elettrico, in una logica di indipendenza dalle forniture straniere. L Ecuador è infatti importatore di gas, distribuito in bombole, con tutti i problemi di costi, trasporto e sicurezza che ciò comporta. Con l entrata in funzione di due nuove dighe, l Ecuador è produttore di energia idroelettrica tale da soddisfare l intero paese ed esportare, altresì, una quota considerevole. Per questa ragione ha attuato il piano triennale di sostituzione dei piani cottura optando per l induzione. Il progetto ha visto direttamente coinvolti il Ministro dell Industria e della Competitività del Governo Ecuadoriano On. Ramiro Gonzalez Jaramillo, l Ambasciatore Italiano in Ecuador dr. Gianni Piccato, il Presidente della Camara de Comercio Italiana del Ecuador dr. Giovanni Angioletti e il Vice Direttore Generale di Confindustria dr. Daniel Kraus. I soci CECED Italia-CISP che hanno partecipato al pro- The Associations CECED Italia and CISP, with the coordination of Internovation a company network supplying innovation and internationalization services - organized this year, from February 7th to February 12th, a mission to Quito, Ecuador. The goal of the mission was to create business relationships with local authorities for the supply of induction hobs and suitable cookware, in the context of the Government strategic program aiming to start a transition from natural gas to electric energy sources, in order to become independent from foreign supplies. Ecuador imports natural gas, distributed in tanks, but this implies issues in term of costs, transportations and safety. With the activation of two new dams, Ecuador is now a producer of hydroelectric power, able to sustain the entire nation and also able to export a significant share of energy. For this reason, Ecuador started the triennial plan of replacement of cooking hobs, choosing induction as the optimal solution. The project registered the direct commitment of the Ecuador Ministry of Industry and Competitiveness, Mr. Ramiro Gonzalez Jaramillo, the Italian Ambassador Mr. Gianni Piccato, the President of the Italian Chamber of Commerce in Ecuador Mr. Giovanni Angioletti and the Deputy Director General of Confindustria Mr Daniel Kraus. CECED Italia and CISP s members who took part to 5

8 Intervista getto sono stati i rappresentanti industriali di Candy Hoover Group, Electrolux Italia, Tecnowind Group, Whirlpool-Indesit e Ballarini. Abbiamo quindi intervistato Vittorio Marangoni, Export Manager di Ballarini, relativamente all esperienza intrapresa. the project were Candy Hoover Group, Electrolux Italia, Tecnowind Group, Whirlpool-Indesit and Ballarini. Therefore we have interviewed Mr Vittorio Marangoni, Export Manager of Ballarini, Italian Cookware company since Gent.mo Dott. Marangoni, cosa ne pensa dell opportunità offerta dall associazione di partecipare ad una missione internazionale? E stata una valida opportunità, che abbiamo voluto cogliere al volo in quanto ha offerto all azienda la possibilità di essere coinvolta nelle attività imprenditoriali di un altro paese e di operare a livello economico, promuovendo le sue conoscenze di settore e le innovazioni volte allo sviluppo tecnologico e quindi al miglioramento stesso dell economia locale. Perché Ballarini ha deciso di partecipare all iniziativa? Ballarini ha deciso di partecipare a questa iniziativa non solo per diffondere il suo brand in Ecuador ma anche per conoscere una nuova realtà e un nuovo mercato dove poter proporre la propria tecnologia. Qual è la mission di Ballarini? Anche se oggi Ballarini è una realtà già fortemente consolidata a livello internazionale, la missione dell azienda è quella di continuare a diffondere il proprio brand nei settori casalingo e professionale. La filiale tedesca Ballarini Deutschland, attiva dal 2006, ci sostiene in questo intento. Combina creatività italiana e know-how tedesco, promuovendo la penetrazione del brand in Germania e nel resto d Europa. Oltre a questi paesi Ballarini ha individuato ulteriori possibilità di espansione in Estremo Oriente (Cina e India in particolare), America del Sud, Stati Uniti e Medio Oriente. Vittorio Marangoni Mr. Marangoni, what is your opinion about the opportunity offered by the association to take part to an international mission? It was an important opportunity we wanted to seize fast as it gave us the chance to be involved in the entrepreneurial activities of another countty and to operate at an economical level, promoting its knowledge on the sector and the innovations towards a technological development, which means improving the local economy. Why did Ballarini decide to take part to the initiative? Ballarini decided to take part to this mission not only to publicize its brand in Ecuador but also to get to know a new market potentially interested in our technology. What is Ballarini s mission? Even if nowadays Ballarini already is a strong international brand, the company s mission is to continue on this path, in order to spread its brand both in the domestic and professional sector. The German branch Ballarini Deutschland, active since 2006, supports us in achieving this goal. They are able to combine Italian creativity and German know-how, promoting the penetration of the brand in Germany and in the rest of Europe. The countries of the Far East now represent the new challenge: Ballarini has selected and is now pursuing further and real possibilities of expansion in China and India, as well as in the United States, in South America and in the Middle East. 6

9 Intervista Le piacerebbe quindi partecipare ad iniziative analoghe anche in altri Paesi? Saremmo assolutamente favorevoli a partecipare ad altre iniziative come quella in Ecuador. Qual è il segreto del successo di Ballarini? Ballarini nasce nel 1889 ed è oggi uno dei maggiori produttori europei di strumenti di cottura antiaderenti in alluminio. Esporta oltre il 70% della propria produzione globale. Nell ottica di proporre progetti innovativi ad alto contenuto tecnologico, Ballarini investe sui talenti e individua progetti su cui portare avanti la sperimentazione. L innovazione nei processi e nei prodotti è la prospettiva da cui guardare alle novità con la giusta attenzione. Il Made in Italy è lo stile con cui si prosegue in questa direzione, scegliendo di mantenere la produzione in Italia. Il prodotto è il risultato tangibile degli sforzi profusi. Se oggi Ballarini è un brand di fama internazionale, è perchè la sinergia dei singoli ha fondato l immagine di marca su alti standard qualitativi. Dalla ricerca sui materiali alla definizione delle linee, dall ideazione dei progetti di comunicazione all attenta valutazione delle esigenze dei consumatori, l azienda di Rivarolo Mantovano ha fatto dell eccellenza costruttiva il proprio marchio di fabbrica. Le caratteristiche distintive del brand sono il forte legame con la tradizione culinaria italiana e internazionale. Dott. Marangoni, ultimamente l attenzione del pubblico per gli utensili da cucina è cresciuta enormemente, anche grazie ai talent show. Ingegnarsi in cucina era considerata una necessità o un incombenza ora è diventata una moda, un hobby, una riscoperta della tradizione. Che cosa ne pensa? Penso che sia un tema a cui gli italiani, in primis, non possono rimanere indifferenti. Da parte nostra abbiamo colto questa sensibilità e abbiamo presentato la collezione Classic Series, che abbiamo sviluppato proprio con MasterChef, la pluripremiata trasmissione TV a diffusione mondiale. La collezione è stata presentata alla fiera HOMI 2014, fiera internazionale degli stili di vita. Ogni utensile è realizzato in alluminio puro ad alto spessore, dotato di antiaderente di ottima qualità e rivestito esternamente con raffinato smalto porcellanato estremamente resistente alle alte temperature di cottura. La collezione si compone di padelle di diverse Would you like to take part to similar initiatives in other countries? Of course. We would surely be interested in taking part to other initiatives such as this one. What is the secret of Ballarini s success? Ballarini was founded in 1889 and is now one of the main European producers of aluminium non-stick cookware. The company exports more than 70% of its global production. In order to introduce new innovative projects with a high technological content, Ballarini invests on talents and specifically selects projects for experimentation. Innovation in processes and products is Ballarini s careful approach towards novelties, but Made in Italy remains the elected style. This is why we also decided to keep production in Italy. Our products are the results of our efforts. If Ballarini is nowadays an international brand, it is because of the synergy of individuals who founded the brand image on high qualitative standards. From research on materials, definition of collections and product design to communication projects and careful assessment of consumer needs, Ballarini made of manufacturing excellence the base of its brand. The brand s distinctive characteristic is the strong bond with Italian and international culinary traditions. Mr. Marangoni, lately the attention of the general public towards Kitchen and Cookware supplies has grown significantly, also due to the popularity of talent shows. Striving in the kitchen was considered a necessity or a duty, but now it has become a trend, an hobby, a reinterpretation of tradition. What do you think about this phenomenon? I think this is an aspect that we Italians can t overlook. From our side, we paid attention to to the trend and we designed the Classic Series collection, that we developed with MasterChef, the popular, and now international, TV show. The collection was presented at the HOMI 2014, the international exhibition of lifestyles. Each tool is made out of pure aluminium with a high thickness, and equipped with high quality non-stick material, externally coated with fine porcelain enamel extremely resistant to high cooking temperatures. The collection counts frying pans of different sizes, grills 7

10 Intervista dimensioni, bistecchiera e wok. Una ricca gamma di colori e la firma MasterChef su ogni prodotto, contraddistinguono la collezione. Siamo entusiasti della collaborazione con MasterChef perché incarna i valori che la nostra società, da sempre, considera parte integrante della propria cultura: la qualità dei nostri prodotti associata all arte culinaria, il piacere di condividere e gustare un pasto insieme, l esperienza della degustazione in un contesto spiccatamente familiare. and woks provided with Thermopoint, a device helping to improve food cooking while saving energy. A wide range of colors and the MasterChef brand on each product, tell the collection apart. We are enthusiastic about the partnership with Master- Chef because it embodies the values that our company always considered the core of its culture: the quality of our products associated to the culinary art, the pleasure of sharing and tasting a meal together, the experience of sampling in a familiar and personal environment. 8

11 rubrica spazio ai soci Dal 1992 l attività della Famiglia Carrettoni Carrettoni s activity since 1992 La fondazione dell azienda New Furnace Italia S.r.l. nasce nel 1992 come industria per la progettazione, costruzione ed installazione di forni per la smaltatura della lamiera. L azienda è stata fondata dal Sig. Giovanni Carrettoni, che fino a quel momento si era occupato di impianti di smalteria e di forni industriali come direttore tecnico di una società nello stesso settore. A seguito della chiusura della società, il Sig. Carrettoni ha pensato di fondare nell anno 1992 la società New Furace Italia che si occupava, e si occupa tutt ora, di forni per la smaltatura della lamiera. Grazie alla continua innovazione, volta alla ricerca di nuove e più performanti apparecchiature, New Furnace Italia ha sviluppato un know how che ha consentito l ampliamento della gamma di prodotti e la fornitura di soluzioni su misura chiavi in mano con tutte le macchine necessarie al processo della smaltatura, dal forno di cottura allo sgrassaggio ed alle cabine di applicazione smalto ad umido. Oggi l azienda è guidata dal figlio Giuliano Carrettoni. The company foundation New Furnace Italia Srl was founded in 1992 as an industry for the design, construction and installation of enameling furnaces for metal parts. The company was founded by by Mr. Giovanni Carrettoni, previously he had been in enamelling systems and industrial furnaces generally as technical director of a company in the same industry. Following the closure of the company, Mr Carretti had the idea of founding the company in 1992 New Furace Italy that dealt and still takes care of furnaces for enameling sheet. Thanks to the continuous innovation searching for the new and best performing equipments, New Furnace Italy has developed a considerable know-how that led to the expansion of its product range and the supply of turnkey customized solutions with all the machines required for the enameling process, from the oven to the degreasing tunnel and the wet enamel application booth. Today the company is headed by his son Giuliano Carrettoni. 9

12 rubrica spazio ai soci I prodotti The products Forni di smalteria Forni di smalteria a gas a tubi radianti o elettrici per la smaltatura delle lamiera per le più svariate applicazioni. I forni sono realizzati con le più moderne tecnologie e con particolare attenzione all ambiente, al risparmio energetico, alla durevolezza e alla riduzione. Enameling furnaces Gas radiant tube enamelling furnaces and electric furnaces are necessary for the enamelling process of all the different products. All furnaces are equipped with the latest modern technologies with particular attention to the environment, energy saving, durability and maintenance costs. Cabine di applicazione smalto ad umido Cabine di applicazione per lo smalto ad umido con il sistema di filtrazione a velo d acqua o a filtri a secco. Le cabine sono adattabili per essere installate in linea (con il passaggio di un trasportatore) oppure utilizzate fuori linea in un processo completamente manuale. Tali cabine possono inoltre essere equipaggiate a richiesta con reciprocatori automatici e gruppi ad alta tensione per l applicazione elettrostatica dello smalto. Wet enamel application booths Wet enamel application booths with the air filtration using water curtain or dry filter. The booths are suitable to run On line (with a conveyor passage) or Off line in a manual process. Cabinets can also be equipped with the automatic reciprocator and high tension unit offering electrostatic application of the wet enamel. 10

13 rubrica spazio ai soci Essiccatoi per lo smalto liquido Nel processo della smaltatura ad umido è di fondamentale importanza la corretta essiccazione dello smalto prima della cottura nel forno. New Furnace progetta e costruisce essiccatoi per lo smalto per tutte le esigenze della smalteria. Dry off unit for the wet enamel In the wet enamel process it is very important to use the correct dryer for the enamel before curing in the high temperature furnace. New Furnace chose the right enamel dryer for the different kind of the enamel products. Tunnel di sgrassaggio Tunnel di sgrassaggio per la preparazione della lamiera prima dell applicazione dello smalto. I pezzi all interno dei tunnel vengono sgrassati mediante l utilizzo di ugelli che spruzzano la soluzione sgrassante sulla superficie dei pezzi. Degreasing tunnels Degreasing tunnel for the preparation of the steel surface before the enamel application. The pieces inside the tunnel are degreased using high pressure nozzles that spray the degreasing solution on the pieces to assure the removal of oils. 11

14 rubrica spazio ai soci Sale mulini Per la macinazione della fritta dello smalto vengono realizzate sale mulini complete. Mills room Complete enamel mills room for the milling of the enamel frit. Forni di smalteria con trasportatore aereo bi-rotaia I forni di smalteria possono essere equipaggiati a richiesta con un trasportatore aereo di tipo bi-rotaia. I vantaggi di questa configurazione sono un elevata automazione del processo e una perfetta integrazione del forno all interno della linea di smalteria. I pezzi da smaltare all interno del forno non hanno bisogno di essere trasferiti manualmente dalla linea di applicazione a quella di cottura. Enameling furnaces with power & free conveyor Enameling furnaces can be equipped with the aerial power and free conveyor. The main advantages of this system are the high automation of the process and the perfect integration of the furnace into the enameling line. The pieces which have to be cured inside the furnace do not need to be manually transferred from the application line to the firing oven. 12

15 rubrica spazio ai soci Applicazione flow coating per boilers Per la smaltatura ad umido dei boilers vengono realizzati sistemi di applicazione dello smalto di tipo flow-coating. Lo smalto viene iniettato all interno del boilers per mezzo di una lancia ed il pezzo viene fatto ruotare per distendere uniformemente il rivestimento. Boiler flow coating application For the enameling of the boilers with wet enamel, flow coating applications have been designed. In this system the enamel is injected inside the boiler by one lance then the boiler is turning for the distribution of the enamel on the internal boiler surface. Impianti completi New Furnace progetta ed installa linee di smaltatura complete realizzate su misura per le produzioni dei clienti. Tutte le linee sono progettate per garantire un alto livello di automazione e di rendimento. Turn key plants New Furnace studies and installs complete tailor made enameling line according to the customer s production. All installations are oriented to guarantee a very high level of automation and performance. 13

16 rubrica spazio ai soci La vita associativa Nel corso del 2014 New Furnace è tornata a far parte della base associativa del Centro Italiano Smalti Porcellanati. La necessità di base è quella di rimanere aggiornati sulle tecnologie di prodotto ma anche dare il proprio contributo alla promozione dei prodotti smaltati, un canale per promuovere l attività dell azienda ed avere maggiore visibilità sul panorama nazionale ed internazionale. C.I.S.P. Membership In 2014 New Furnace joined C.I.S.P. once again. The main goal of this membership is to stay up to date on product technologies, but also give a contribution to the promotion of enamelled products, a chance to promote the business and have greater visibility on the national and international scene. 14

17

18 Influenza dei parametri industriali, del processo di smaltatura, nel verificarsi il difetto del colpo d unghia: l esperienza di Electrolux Italia Effect of industrial process parameters on fishscale: Electrolux Italia experience Renzo Valentini, Serena Corsinovi, Silvano Barabesi, Ruggero Zaccheroni Introduzione Gli acciai utilizzati per la smaltatura hanno bisogno di proprietà particolari, in quanto devono rispettare tre condizioni principali: garantire un efficace adesione tra smalto ed acciaio; assicurare una buona stampabilità; possedere una valida capacità nell intrappolare l idrogeno. Gli acciai tipicamente impiegati sono a basso contenuto di carbonio. Per alcune qualità vengono ottenuti decarburando il materiale a livello solido (acciai da open coil) per altre eliminando il C a livello liquido (Interstitial Free). Il rivestimento vetroso (smalto) viene applicato sulla superficie dell acciaio mediante un apposito processo industriale, il quale può portare alla comparsa del colpo d unghia, il peggior danno che può subire, durante la produzione, un acciaio per questa applicazione [1]. Il colpo d unghia è causato da un eccesso di idrogeno atomico che solubilizza nell acciaio, durante il processo di cottura dello smalto alla temperatura di C. La sua solubilità diminuisce bruscamente durante il successivo raffreddamento, nella quale l idrogeno si muove verso l interfaccia acciaio-smalto, dove, a causa della pressione elevata, piccole schegge Introduction The steels used for enameling need to have specific properties, in particular, the following conditions must be satisfied: to guarantee the efficacy of the adhesion between enamel and steel; to provide a good deep drawing capability; to show a significant hydrogen trapping activity. Typically, low carbon steels are used for vitreous enameling. The low carbon content is reached either by decarburising the steel at the solid state (open coil steels) or by removing carbon when the steel is in the liquid state (Interstitial Free). The porcelain (vitreous) coating is applied to the steel by a high productivity industrial enamelling process that can be affected by several defects among them the fishscaling. that is considered the most dangerous damage in the production of enamelled steel products [1]. Fishscaling is caused by an excess of hydrogen content in the steel that is produced during enamel firing at a temperature of C when hydrogen dissolves into the steel. The solubility of the hydrogen in steel strongly decreases during subsequent cooling but the hydrogen present tends to slowly migrate towards the enamel-steel 16

19 di smalto si frammentano dalla superficie anche dopo un certo lasso di tempo [2]. La suscettibilità dell acciaio al colpo d unghia dipende dalla microstruttura, in termini di distribuzione e natura delle trappole, che sono disponibili per catturare l idrogeno. Nonostante il colpo d unghia sia un argomento di ricerca sin dagli anni 40 [3], e nonostante siano disponibili una vasta quantità di opere [4] [5], i primi contributi ad una migliore interpretazione scientifica del fenomeno risalgono soltanto agli anni 90 [6] [7]. Recentemente [8] [9], è stato dimostrato che la resistenza degli acciai al difetto del colpo d unghia dipende fortemente da specifici parametri, come il processo di produzione e la composizione chimica degli acciai. Tenendo conto dell influenza delle trappole, la suscettibilità al difetto del colpo d unghia viene valutata misurando la tendenza dell acciaio a trattenere idrogeno durante una permeazione elettrochimica. Allo stato attuale la tecnica più comune per tale valutazione è quella definita dalla norma EN10209 [10]. Lo standard utilizza il parametro TH (il quale è funzione del tempo di primo attraversamento, t0) per determinare la suscettibilità a fishscale dell acciaio. Se tale parametro è più alto di 100, l acciaio è utilizzabile per tale applicazione. Attualmente la scelta del metodo migliore per tale valutazione è ancora aperto. Ottenere il tempo di primo attraversamento consente immediatamente di ottenere un indicazione sulla suscettibilità dell acciaio a fishscale, ciò nonostante la norma non può essere applicata ad acciai al titanio o al boro; inoltre si basa su di una misura parziale della curva di permeazione, che quindi, non fornisce indicazioni specifiche sulla capacità di cattura dell idrogeno da parta dell acciaio. Nel presente lavoro è stata quindi utilizzata una nuova tecnologia, nata da una collaborazione tra Electrolux Italia SpA Forlì e Letomec Srl (azienda Spin-off dell Università di Pisa), basata sull utilizzo di un sensore allo stato solido per la misura dell idrogeno. Sono state effettuate una serie di attività sperimentali volte a studiare l influenza delle variabili, lamiera, tipo di smalto in condizioni industriali di smaltatura (dew point, temperatura dei forni), sul fenomeno del colpo d unghia. interface. In the interface region hydrogen concentrates as the ceramic layer prevents the diffusion, thus producing high pressure. As a consequence small chips of enamel pop loose from the layer even after a long time after the end of the product manufacturing [2]. Steel susceptibility to fishscale depends on its microstructure in particular on the content, distribution and nature of site traps that are available for trapping the hydrogen thus peventing its diffusion toward the surface. Although fishscale is a subject of many researches since 40s [3], and a wide amount of works is available [4] [5], first contributions to a better scientific interpretation of the phenomenon date back to 90s [6] [7]. More recently [8] [9], it was demonstrated that steel resistance to fishscale strongly depends on specific parameters both of manufacturing process and chemical composition of the steel. Taking into account the influence of trapping on the diffusion process, fishscale resistance is evaluated by measuring the tendency of the steel to retain hydrogen under controlled electrochemical permeation. In the present state-of-the-art, the most common technique for fishscaling assessment is that defined by the standard EN10209 [10]. The standard uses the TH parameter (a function of the breakthrough time, t0) to determine the fishscale susceptibility of steels. If TH is higher than 100 (UNI EN 10209) the steel is suitable for enamelling. However, the discussion about the best method of evaluating enamellability is still open. On the one hand, the breakthrough time is the simplest method to get an indication of steel susceptibility to fishscaling on the other hand, the method is not valid for some steels (for instance for Titanium and Boron steels). Moreover the method is based on a partial measurement of the permeation curve, so it does not provide specific indications on steel trapping ability. In the present work a new device is used with the aim at overcoming these limits. The new technology is the results of a collaboration between Electrolux Italia SpA Forlì and Letomec Srl (a recently founded spi- off of the University of Pisa) and is based on a solid-state sensor for hydrogen measurements. A series of experiments were conducted to study the influence of variables, sheets, type of enamel in industrial enameling conditions (dew point, furnace s temperature), on fishscale susceptibility. 17

20 Metodi sperimentali Methods/Discussion Materiali Sono stati esaminati i seguenti acciai: un acciaio EK al carbonio calmato all Alluminio (UNI EN 10209), ed un acciaio ED (decarburato open coil). Tali acciai sono stati sottoposti a processi di smaltatura industriale presso i forni industriali di linea dello stabilimento Electrolux di Forlì seguendo i corretti parametri di processo abitualmente usati con dew point particolarmente basso (T di dew point, misurata con fialette DRAGER compresa tra 8 C e 10 C) e temperatura di cottura di 830 C-840 C. Campioni sono stati smaltati sia su entrambe le facce, per misurare l idrogeno assorbito nel processo, che su di una sola faccia, per poter sottoporre questi ultimi a successive prove di unghiatura forzata. Gli smalti utilizzati nel processo sono stati individuati con le seguenti sigle: smalto di tipo industriale: (il quale verrà indicato con la lettera B), smalto test (il quale verrà indicato con la lettera D), smalto ad alta viscosità (il quale verrà indicato con la lettera F). Durante la prima serie di prove sono stati svolti test di permeazione su campioni di acciaio nudi allo stato di fornitura per valutare il coefficiente di diffusione dell idrogeno attraverso l acciaio. Test di permeazione, su campioni smaltati da un solo lato, sono stati effettuati per la stima dei tempi di prima unghiatura forzata. Infine è stato misurato il contenuto di idrogeno diffusibile trattenuto nelle lamiere smaltate da ambo i lati, per valutare la quantità di idrogeno che solubilizza nell acciaio durante il processo di smaltatura. Questi test sono stati effettuati mediante apparecchiatura HE- LIOS III (brevetto sotto richiesta N. PI2012A da Letomec srl) alla temperatura di 400 C, ed asportando meccanicamente lo smalto previo inizio prova. Le superfici delle lamine, da sottoporre a prova di permeazione, sono state preparate con l utilizzo di scotch brite lubrificando le superfici con l utilizzo di alcol etilico, esse sono state successivamente pulite in acetone agitato con ultrasuoni ed asciugate in aria. I campioni per i test di permeazione presentavano le seguenti misure 50x100mm, con spessori compresi fra 0.50 e 0.65mm Materials An Al-killed low Carbon EK steel (UNI EN 10209), and an ED steel (decarburized open coil) were tested. These steels were placed in an enameling furnace of Electrolux appliance plants in Forlì, and submitted to an enamelling process, in accordance with the common industrial procedures used in the process. Two parameters of enamel process were measured: dew point and cooking temperatures. DRAGER vials were used for measuring dew point temperature, which resulted about 8 C-10 C while cooking temperature resulted in the range 830 C-840 C. Some samples were submitted to an enamelling process on both sides, to fix the hydrogen content by the process itself. Others samples were submitted to an enamelling process only on one side in order to perform forced fishscale by electrochemical hydrogen charging. Three types of enamels were considered: industrial enamel, denominated as B, test enamel, denominated as D, high viscosity enamel, denominated as F. Permeation tests on not emmelled specimens were performed to evaluate the hydrogen diffusion coefficient through the as-received steel. Permeation tests, on samples enamel on a side, were performed to evaluate the breakthrough time. Diffusible hydrogen content was measured in specimens, with enamel on both side of the steel, to assess the hydrogen content that dissolves into the metal during enamel firing; these tests were performed using HELIOS III (Patent Pending N. PI2012A by Letomec srl) at 400 C, enamel was removed mechanically before starting the measurement. The samples for permeation tests were prepared with scotch brite grit, under the lubrication of ethyl alcohol, degreased with acetone and dried in air. Specimens for permeation experiments were 50x100mm plates, with a thickness ranging between 0.50 mm to 0.65 mm. 18

21 Figura 1: Dispositivo HELIOS II per le prove di permeazione. Figure 1: HELIOS apparatus for permeation test. Come soluzione idrogenante è stata utilizzata una miscela contenente 1N H2SO4 e tracce di sodio tiosolfato pentaidrato sciolti in acqua distillata. Il sodio tiosolfato pentaidrato è stato utilizzato in quanto, come veleno di ricombinazione, è in grado di promuovere l assorbimento dell idrogeno nel campione metallico, inoltre l uso di tale sostanza ha una fondamentale importanza, in quanto va a sostituire le sostanze che impone la norma EN10209 (Arsenico, cloruro di mercurio) che risultano vietate dalle nuove normative REACH. Inoltre è stata settata una corrente decisamente inferiore a quella che viene indicata nella norma EN10209, questo per evitare il danneggiamento della membrana metallica, come può accadere [11]. Sono stati utilizzati prodotti chimici con purezza di grado analitico. Per effettuare le prove di permeazione è stato utilizzato un innovativo dispositivo, HELIOS II (brevetto sotto richiesta N. PI2012A da Letomec srl). Helios II è stato scelto poiché è uno strumento di uso immediato e pratico (vedi Figura 1). HELIOS II è composto da una cella dotata di due aperture, di cui una posta lateralmente ed un altra posta sulla pianta superiore. La cella è atta a contenere la soluzione idrogenante, sull apertura laterale va a po- The test solution was a mixture of 1N H2SO4 and tracks of Sodium thiosulfate pentahydrate dissolved in distilled water. Sodium thiosulfate pentahydrate was chosen as hydrogen recombination poison, because it promotes the adsorption of hydrogen through steel. It is worth noting that Sodium thiosulfate pentahydrate is a substance not restricted by the current REACH norm (as arsenic, or mercuric chloride). The charging current density was kept at 10mA/cm2, a level that is lower than the value recommended by EN10209 thus avoiding the onset of damage in the metallic membrane [11]. All the reagents were of analytical grade. As shown in Figure 1, the hydrogen permeation tests were conducted using HELIOS II (Letomec s pending patent N. PI2012A by Letomec srl) thanks to its immediate and simple use. The main components of HELIOS II can be seen in Figure 1: the electrochemical cell contains the test solution, the steel sample, as an active electrode, is located between the probe and the cell, an area of 3.14cm2 is exposed to the solution inside the container. As observed, test solution doesn t contain Arsenic or Mercury compounds which are indicated by EN10209 but restricted by the current REACH norm. The anode 19

22 sizionarsi il materiale oggetto d esame, che collegato opportunatamente, lavora da catodo. In questa apparecchiatura la soluzione idrogenante non contiene composti dell arsenico o del mercurio come invece previsto dalla EN10029 a causa della tossicità di questi composti ormai banditi dalla normativa Reach. Un elettrodo in titanio platinato funziona da anodo. Durante le prove, l idrogeno che viene prodotto sulla superficie del campione a contatto con la soluzione, in parte viene adsorbito e in piccola parte viene ricombinato ad idrogeno molecolare. L idrogeno adsorbito, viene successivamente adsorbito e attraversa il campione, fuoriuscendo dalla superficie opposta. A battuta con il campione metallico è presente la sonda, con il sensore allo stato solido, che attraverso un unità elettronica rileva l idrogeno permeante. Tutti gli esperimenti sono stati effettuati a temperature ambiente. Come apparecchiatura per analizzare il contenuto di idrogeno diffusibile contenuto nei campioni smaltati è stato utilizzato HELIOS III, apparecchio derivato dal II e che permette di misurare i quantitativi di idrogeno contenuti in un campione metallico portato in temperatura (400 C nel caso in esame). L apparecchio sfrutta lo stesso sensore allo stato solido di Helios II collegato ad una camera ceramica riscaldata dove viene introdotto il campione da analizzare. Elaborazione dei dati HELIOS II è collegato ad un unità elettronica ed ad un PC con un software dedicato per l elaborazione dei dati. Una volta acquisito il segnale, proporzionale alla concentrazione di idrogeno permeante, il valore viene processato da un codice matematico per valutare i parametri relativi alla diffusione nel materiale. is a platinum coated titanium electrode. During the electrochemical permeation, hydrogen atoms are produced inside the cell, on the steel surface, adsorbed and diffused through the membrane and eventually desorbed from the other surface. A probe, containing a solid state hydrogen sensor, is located on the external steel surface in order to measure the flux of permeating hydrogen by a proper conditioning and recording device controlled by a dedicated Personal Computer. All the experiments were performed at room temperature. Diffusible hydrogen content in specimens with enamel on both side of the steel, was measured using HELIOS III. HELIOS III is a device derived from HELIOS II, and it measures the hydrogen content in metallic samples by hot extraction. In this case, the sample is heated 400 C in order to produce the required desorption. Similarly as HELIOS II, HELIOS III is equipped with a solid state sensor but it is connected to a ceramic chamber where the sample is located to be desorbed. Calculation HELIOS II is connected to an electronic control and a dedicated PC for data elaboration and acquisition. Once acquired, the signal, that depends on the hydrogen flux in the examined component, is processed by proper mathematical codes to assess the parameters related to hydrogen diffusion and the corresponding material permeation properties. 20

23 Risultati Results Test di permeazione sui provini nudi La Figura 2 mostra le curve di permeazione ottenute con HELIOS II per l acciaio ED ed EK. Permeation test on not ammelled samples Figure 2 shows HELIOS permeation curves, obtained for ED and EK samples. Figura 2: Test di permeazione effettuati da HELIOS II su provini nudi Per l acciaio ED la media dei coefficienti di diffusione, dell idrogeno attraverso la membrana, risulta pari a 5.64 x 10-7 cm 2 /sec, con una deviazione standard di circa 1.34 x Per l acciaio EK la media dei coefficienti di diffusione è risultata pari a 4.19 x 10-7 cm 2 /sec con una deviazione standard pari a 1.62 x Tali valori confrontati con la letteratura [11] rassicurano circa il rischio di fishscale che in effetti, su questi materiali, non si è assolutamente verificato. I valori critici per l acciaio sono infatti dell ordine di circa 2*10-6 cm 2 /sec. Test di permeazione su acciai smaltati da un solo lato I risultati vengono mostrati in Figura 3-4, la Tabella 1 riporta i tempi di apparizione del primo colpo d unghia, ben visibile dal picco di misura dell idrogeno, t0. Figure 2: Permeation test performed by HELIOS II of naked steels. Hydrogen diffusion coefficient was measured by means of several permeation tests, the average value in the ED steel resulted cm 2 /sec with a standard deviation of cm 2 /sec. The average hydrogen diffusivity for the EK steel measures cm 2 /sec with a standard deviation of cm 2 /sec. These results, compared with others in the literature [11], indicate that the risk of fishscaling is negligible. From the industrial side, in fact, these materials did not show any fishscale defect. The critical value of hydrogen diffusivity for producing a significant risk of fishscaling in steel is the order of 2*10-6 cm 2 / sec. Permeation test on enamelled steels The comparison of tests on different enamels is reported in Figures 3 and 4. Table 2 reports the values of breakthrough time. The effect of different layers is clearly visible in terms of the hydrogen peak measurement, t0. 21

24 Figura.3: Test di permeazione effettuati da HELIOS II su campioni di acciaio ED smaltato. Figure 3: Permeation test performed by HELIOS II of ED enameled steel. Figura 4: Test di permeazione effettuati da HELIOS II su campioni di acciaio EK smaltato. Come si evince dalle figure, a parità di acciaio i tempi di resistenza per la prima unghiatura variano anche notevolmente, fenomeno probabilmente legato al grado di vetrificazione dello smalto ed alla sua aderenza. In Fig. 5 è mostrata la sezione di un campione dopo il test di unghiatura forzata. Come si può osservare, il difetto di colpo d unghia è perfettamente identico a quelli provocati nei processi di smaltatura [12]. L aspetto generale del campione dopo la prova è mostrato in Fig.6 (a titolo esemplificativo). Figure 4: Permeation test performed by HELIOS II of EK enameled steel. In accordance with the Figures, the breakthrough time can considerably differ with the same steels; this phenomenon can be explained by considering different vitrification and adhesion of the enamel. Figure 5 shows a section of a sample, exposed to a forced fishscale during electrochemical charging. The fishscale defects visible in Figure 5 have the same orphological characteristics of the fishscale defects produced in industrial enamelling process [12]. As an illustrative example, a sample after the hydrogen permeation test is shown in Fig

25 Figura 5: Micrografia ottica, post-permeazione, di un colpo d unghia presente su di un campione ED smaltato (10x). Figure 5: Optical metallography, after hydrogen permeation test, of a Fishscale defect on enamelled surface on ED sample (10x). Industrial Enamel Enamel Test High Viscosity Enamel t 0 [sec] Standard Deviation t 0 [sec] Standard Deviation t 0 [sec] Standard Deviation ED EK Tabella 1: Tempo di prima unghiatura per ogni coppia acciaio-smalto. table 1: Breakthrough time for each enamelled steel. Figura 6: a) Test di permeazione effettuato con l utilizzo di HELIOSII sul campione in acciaio ED, b) Foto del campione smaltato a fine permeazione Figure 6: a) Permeation test performed by HELIOS II of ED specimen b) Photo of enamelled sample after test permeation. 23

26 Misure del contenuto di idrogeno diffusibile Le analisi effettuate tramite desorbimento termico con apparecchiatura HELIOS III su alcuni campioni smaltati per valutarne il contenuto di idrogeno assorbito durante il processo di smaltatura, hanno dato valori molto riproducibili a parità di smalto/acciaio. Il desorbimento è avvenuto per un tempo di 1800s ad una temperatura di 400 C. Le Figure 7-8 mostrano i risultati. I valori sono bassi come era da aspettarsi a causa del basso dew point, parametro che in letteratura era stato già correlato alla quantità di idrogeno in smaltatura [12]. Measurement of diffusible hydrogen content Diffusible hydrogen content was measured by HELIOS III in specimens with enamel on both side, to quantify the hydrogen content that dissolves into the metal during enamel firing. In order to complete the degas process, samples were heated at 400 C for 1800s. As shown in figures 7-8 the results given by the instrument were reproducible for each couple of enamel-steel. Low diffusible hydrogen content in enamelled samples are in accordance with the low dew point temperature of furnace. In literature, dew point temperature of furnace is a parameter related with hydrogen content [12]. Figura 7: Contenuto di idrogeno diffusibile nei campioni smaltati dell acciaio ED. Figure 7: Diffusible Hydrogen Content in the ED enamelled samples.. Figure 8: Contenuto di idrogeno diffusibile nei campioni smaltati dell acciaio EK. Figure 8: Diffusible Hydrogen Content in the EK enamelled samples 24