Study and modelling of continuous charging EAF metallic losses based on the charge mixes

In the recent years a revolution of the worldwide development policies has taken place, mainly driven by the idea of achieving the Sustainable Development Scenario (SDS) and the strict regulations regarding the environmental emissions. Steelmaking can be already considered as a successful example of circular economy: the possibility of recycling metallic scraps a theoretically infinite number of times allowed the increase of crude steel production by Electric Arc Furnace (EAF) especially in the Eastern and developing countries. Therefore, the optimization of the charge mix, by empirical mathematical models, has became a fundamental practice aimed at decreasing the metallic losses, increasing the furnace performances and obtaining a proper melt chemistry. This master thesis is based on two kind of models: Multiple Linear Regression (MLR) and Figure Of Merit (FOM). For the calibration and validation of the models the data regarding the heats performed by a Continuous Charging EAF were used. In particular, the models were developed in order to foresee the metallic loss starting from the charge mix; highlighting, furthermore, those interaction between the several charging materials and their behaviour during the melting.

Negli ultimi anni si è osservato una rivoluzione a livello mondiale riguardante i modelli di sviluppo industriale; la volontà di ottenere lo Scenario di Sviluppo Sostenibile (SDS) e le regolamentazione riguardanti le emissioni atmosferiche hanno agevolato la transizione. L'industria siderurgica può essere considerata come una vincente applicazione del modello di economia circolare: la possibilità di riciclare un numero teoreticamente infinito di volte i rottami metallici ha fatto sì che la produzione mondiale di acciaio da Forno Elettrico ad Arco (EAF) sia in aumento, specialmente nei Paesi in via di sviluppo e in Oriente. In base a quanto premesso, l'ottimizzazione del mix di carica attraverso l'utilizzo di modelli matematici è diventata una pratica fondamentale al fine di diminuire il calo metallurgico, incrementare le prestazioni del forno e ottenere una composizione chimica appropriata. L’elaborato di tesi magistrale qui presentato si è basato sullo sviluppo di due modelli: Regressione Lineare Multipla (MLR) e Figura di Merito (FOM). Per la calibrazione e successiva validazione degli stessi sono stati stati utilizzati i dati riguardanti le cariche effettuate da un EAF a carica continua. In particolare, i modelli sono stati sviluppati con l'intento di prevedere il calo metallurgico in base al mix di carica utilizzato; evidenziando le interazioni presenti tra i vari materiali di carica e il comportamento di essi durante la fusione.