STEELMASTER Special Edition 2013 Confronto tecnico-economico economico tra ciclo integrale e ciclo elettrico in relazione al mix di prodotti siderurgici Autore: Alessio Saccocci Relatore: Andrea Mazzarano
Contenuto Introduzione Tendenze della produzione dell acciaio Qualità degli acciai prodotti da ciclo elettrico Valutazione economica Conclusioni
Introduzione Industria dell acciaio aspetti fondamentali: La Cina attualmente gioca un ruolo chiave nel mercato dell acciaio (500 Mt /anno) Ampio e persistente eccesso di capacità produttiva correlata con i bassi profitti. Possibile soluzione tagliare l eccesso di capacità: Storicamente la sovrapproduzione mondiale non ha mai subito significativi tagli Cessazioni e dismissioni Problemi socio-politici e costi-tempi elevati I fallimenti e le relative chiusure hanno visto una successiva rinascita del sito produttivo ad opera di un nuovo proprietario Possibile strategia alternativa: Giusto equilibrio tra i tre cardini principali: il capitale, il lavoro e la tecnologia Innovazione: tecnologica, nel rapporto con le persone ed nella gestione del capitale Scelte tecnologiche intelligenti in relazione alla disponibilità locale delle materie prime e delle energie disponibili, del loro prezzo sul mercato, della dimensione del mercato, del mix di prodotto e delle competenze di base disponibili
Tendenze della produzione dell acciaio Produzione mondiale di acciaio con differenti processi produttivi (2009). BOF = 67% EAF = 31% OHF = 2%
Tendenze della produzione dell acciaio Tendenze della produzione di acciaio da ciclo elettrico (EAF) (1950 2006). Crescita anche in presenza di grande variabilità tra le nazioni (R 2 = 0.94)
Tendenze della produzione dell acciaio Produzione totale dell acciaio e da ciclo elettrico (EAF) attuale e prevista su scala mondiale Crescita della produzione da ciclo elettrico Impianti di nuova costruzione e di rinnovo degli esistenti sarà di tipo EAF
Tendenze della produzione dell acciaio Paesi esportatori e paesi importatori di rottame per impiego nel settore della produzione dell acciaio (2010) Costo del rottame può arrivare al 75% del costo di gestione del EAF. Rappresenta una vera e propria miniera Prezzo è altamente instabile come conseguenza di una forte richiesta mondiale.
Tendenze della produzione dell acciaio 44 56 Distribuzione della produzione dell acciaio tra ciclo integrale (BOF) e ciclo da rottame (EAF) osservata in EU27 BOF EAF Impiego della tecnologia EAF come sostituzione delle tecnologie obsolete (+42% 1950 2010) Evoluzione dei costi totali per la produzione dell acciaio da ciclo integrale (BOF) e da ciclo da rottame (EAF) dal 2000 al 2012
Tendenze della produzione dell acciaio Il rottame nella produzione dell acciaio: (a sinistra) consumo di rottame nell industria dell acciaio; (a destra) rottame, minerale di ferro e produzione dell acciaio (1950 2008) Aumento del consumo di rottame del 12% annuo Produzione tramite EAF Consumo del rottame Produzione tramite BOF Consumo del minerale di ferro
Qualità degli acciai prodotti da ciclo elettrico Effetto degli elementi di lega sulle varie proprietà di acciaio
Qualità degli acciai prodotti da ciclo elettrico Diagramma di flusso dei processi di produzione dell acciaio Uso del rottame di ferro Ciclo da rottame 0 100% Possibili aggiunte di preridotto e/o ghisa Ciclo integrale ~20%
Qualità degli acciai prodotti da ciclo elettrico Panoramica sulla natura degli elementi residuali negli acciai e loro possibili effetti sui processi a valle e sulle proprietà finali
Qualità degli acciai prodotti da ciclo elettrico Confronto degli elementi residuali tra ciclo integrale (BOF) e ciclo da rottame (EAF)
Qualità degli acciai prodotti da ciclo elettrico Contenuto degli elementi residuali del ciclo da rottame (EAF) in funzione della carica di ferro e comparazione con il ciclo integrale (BOF)
Valutazione economica Approccio alla valutazione del costo dell acciaio da ciclo integrale e da rottame Calcolo sulla somma dei costi di riferimento delle voci che lo compongono Basato sui costi correnti (buona rappresentatività) Fonti di aziende di settore o stimati da economisti del settore siderurgico Costi del ferro e del carbone relativi al 1 Q 2013 Costo per tonnellata di acciaio liquido prodotto Produttore ipotetico con taglia impianto 3Mt / anno Cokeria e impianto di sinterizzazione di proprietà (costo di ferro e carbone importato a prezzi internazionali e costo di trasporto da terze parti) Impianto siderurgico per prodotti piani con produttività media Costo del rottame relativi al 1 Q 2013
Valutazione economica Fattori discriminanti alla valutazione del costo dell acciaio da ciclo integrale e da rottame Adattamento al contesto economico in cui l acciaieria opera Prezzo dell energia elettrica Costi di ammortamento dipendenti dall età del forno Produttività Costo del lavoro (25% considerata fissa) Politiche Pratiche contabili locali Quote di ammortamento sistematiche per l intera via (20 anni) Pratiche contabili standard
Valutazione economica Modello dei costi per la produzione di acciaio grezzo (2014), costo per tonnellata di acciaio prodotto ciclo integrale (BOF) ~ 80 % dei costi è variabile
Valutazione economica Modello dei costi per la produzione di acciaio grezzo (2014) costo per tonnellata di acciaio prodotto ciclo da rottame (EAF) ~ 93 % dei costi è variabile Ciclo da rottame +30%
Conclusioni 1/2 La previsione dei prossimi 10 anni mostra un mercato dell acciaio in crescita Tendenza per il prossimo futuro a ricorrere sempre più alla produzione di acciaio da rottame (competitività ed efficacia dell estrazione/riduzione degli elementi residuali) Il ciclo integrale è finora preferito per: specifiche richieste riguardanti la pulizia interna (per qualche periodo ancora essere l unica alternativa valida) il costo della produzione tramite ciclo elettrico risulta essere più alto (ad oggi) Più alte concentrazioni di elementi residuali richiedono: lo sviluppo di processi produttivi innovativi, la modifica di quelli già esistenti la messa a punto della chimica
Conclusioni 2/2 Utenza finale abituata ad usare un prodotto da altoforno, che deve essere invece convinta dell equivalenza tecnica (contenuto di elementi residuali più alto, ma tale da garantire le caratteristiche finali di prodotto) Ad oggi il ciclo integrale è economicamente più vantaggioso di quello da rottame per tutta la gamma dei prodotti siderurgici (il recente passato ha visto il forno elettrico vincente sui prodotti di bassa qualità ) Principale svantaggio del ciclo integrale progettato per operare economicamente solamente con produzioni stabili nel tempo e vicine alla massima capacità (bassa flessibilità) Piombino potrebbe rappresentare il primo esempio di riconversione di una produzione di qualità ottenuta da ciclo integrale (rotaie, barre e vergelle) in ciclo elettrico