BR112012017387B1

BR112012017387B1 - processo e dispositivo para um tratamento superficial em linha de lingotes

Info

Publication number: BR112012017387B1
Application number: BR112012017387A
Authority: BR
Inventors: Bilgen Christian; Klinkenberg Christian; Neumann Luc; Gathmann Marcel; Böcher Tilmann
Original assignee: Sms Group Gmbh; Sms Siemag Ag
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2011-01-10
Publication date: 2018-08-28
Also published as: CN102791413B; JP2014065080A; KR101436843B1; KR20120112722A; EP2523774B1; CN102791413A; JP5758970B2; EP2523774A2; RU2522409C2; UA104791C2; US20130014362A1; MY165842A; WO2011086040A3; JP2013517138A; WO2011086040A2; BR112012017387A2; US8572826B2; DE102010004563A1; RU2012134645A

Abstract

processo e dispositivo para um tratamento superficial em linha de lingotes. para se melhorar a quaidade superficial de lingotes (5) tendo até 400 mm de espessura, que são produzidos no procedimento de processo contínuo de lingotamento contínuo até a laminação a quente, de acordo com o processo csp, por exemplo, através de um tratamento superficial em linha, é proposto de acordo com a presente invenção se fazer com que, através de uma chama oxidante ou de uma mistura de gases oxidantes aplicada sobre a face superior ou inferior do lingote (5), por meio um dispositivo de oxidação (21) contendo um bocal ou dispositivos semelhantes a bocais, se forme de modo direcionado por oxidação uma camada superficial definida do lingote (5), tendo esta camada espessura de camada em cada face de até 4 mm, sendo esta camada eliminada em um subsquente procedimento de processo. o produto de oxidação sobre a superfície do lingote pode ser sólido ou líquido.

Description

(54) Título: PROCESSO E DISPOSITIVO PARA UM TRATAMENTO SUPERFICIAL EM LINHA DE LINGOTES (51) Int.CI.: B23K 7/06; B21B 45/00 (30) Prioridade Unionista: 14/01/2010 DE 10 2010 004 563.2 (73) Titular(es): SMS GROUP GMBH (72) Inventor(es): CHRISTIAN BILGEN; TILMANN BÕCHER; LUC NEUMANN; MARCEL GATHMANN; CHRISTIAN KLINKENBERG (85) Data do Início da Fase Nacional: 13/07/2012

1/10

PROCESSO E DISPOSITIVO PARA UM TRATAMENTO SUPERFICIAL EM

LINHA DE LINGOTES

A presente invenção se refere a um processo e a um dispositivo para melhorar a qualidade superficial através de um tratamento superficial em linha de lingotes que são produzidos em um processo contínuo de lingotamento contínuo até a laminação a quente, por exemplo, de acordo com um processo CSP, tendo disposto entre a máquina de lingotamento contínuo e o trem de laminação a quente, um forno de aquecimento. Com a ajuda de um dispositivo de oxidação que contém um bocal ou dispositivos semelhantes a bocais, é aplicada uma chama oxidante ou uma mistura de gases oxidantes sobre a face superior e inferior do lingote e forma-se assim de modo direcionado por oxidação uma camada superficial definida do lingote, tendo esta camada uma espessura de camada em cada face de até 4 mm; o produto de oxidação sobre a superfície do lingote pode ser sólido ou líquido.

Um processo do mesmo tipo é divulgado em US 2 453 019

A. Uma outra solução é mostrada por US 2 312 418 A.

Em instalações de lingotamento contínuo, tal como em instalações para a produção de lingotes, tal como, por exemplo, em instalações CSP são produzidos tarugos com dimensões próximas das do produto final. Como os lingotes estão afastados do produto final somente de algumas poucas etapas, é importante que a superfície dos lingotes esteja lisa e isenta de defeitos.

Os lingotes finos e grossos, tendo até 400 mm de espessura, produzidos em instalações de lingotamento contínuo podem apresentar na proximidade da superfície ou

2/10 sobre ela pequenas imperfeições e resíduos de pó de fundição e na área das bordas próxima da superfície alterações da composição química.

Imperfeições são, por exemplo, marcas de oscilação que 5 são inevitáveis por motivos técnicos de processo e também, por exemplo, poros. As alterações químicas da composição do aço na região das bordas na proximidade da superfície podem ser desencadeadas dentro da lingoteira por troca de materiais entre o aço e o pó de fundição devido a processos de difusão a altas temperaturas. Imperfeições menores, resíduos de pó de fundição e alterações na composição química na proximidade da superfície são praticamente eliminados durante os processos de fundição e aquecimento e pela laminação do lingote. Em casos desfavoráveis, no entanto, permanecem visíveis manifestações superficiais cosméticas sobre a faixa quente decapada, por exemplo, em forma de sombras de marcas de oscilação.

Em EP 0 867 239 BI é descrito um processo para a produção de faixa larga quente, em que o lingote fundido é dividido em segmentos e depois de um tratamento térmico laminado em um forno de passagem. Para melhorar a qualidade superficial dos segmentos de lingote antes da laminação é proposto se interromper o tratamento térmico de um segmento de lingote defeituoso para um tratamento superficial por polimento ou flambagem em um dispositivo de tratamento de superfície, e conduzir o tratamento da superfície com uma velocidade variável independente da velocidade de lingotamento. Caso seja necessário, o segmento de lingote é conduzido ao seu tratamento da superfície para um segmento do forno de passagem disposto lateralmente perto da linha

3/10 de produção.

São conhecidos de EP 1 093 866 A2 um processo e um dispositivo para melhorar a superfície do tarugo de uma instalação de lingotamento contínuo de preferência através de uma nivelação em linha da superfície do tarugo. A nivelação é conduzida depois da passagem por um forno quente imediatamente antes da laminação em linha do tarugo. São empregados neste caso arco voltaico, raios laser ou meios mecânicos, de preferência, no entanto, flambagem com uma máquina de flambagem em linha com ou sem um tratamento mecânico posterior da superfície do tarugo. Para se evitar ou para essencialmente reduzir uma oxidação posterior ou formação secundária de escamas na superfície tratada, é vantajoso, subsequentemente â flambagem se laminar diretamente ou então conservar o tarugo sob gas inerte ou gas de combustão.

A partir do estado da técnica descrito a presente invenção tem por objetivo criar um processo e um dispositivo para o tratamento em linha da superfície de lingotes produzidos em um processo contínuo, tal como por processo CSP, por exemplo, processo e dispositivo estes com os quais podem ser produzidos faixas quentes com um rendimento elevado e com uma excelente qualidade da superfície, podendo ser evitadas com este processo e dispositivo completamente as manifestações superficiais cosméticos restantes citadas acima.

objetivo proposto é atingido com as características assinaladas da reivindicação 1 fazendo-se com que o tratamento de oxidação da superfície dos lingotes com uma chama oxidante ou com uma mistura de gases oxidantes seja

4/10 associada com as seguintes etapas de processo em linha: antes do tratamento de oxidação a superfície do lingote é liberada das escamas naturalmente presentes por meio de um desescamador de baixa pressão ou de alta pressão, depois do tratamento por oxidação a camada oxidada produzida assim como novas escamas que se produzem são resfriadas por meio de bocais de umectação com água ou com outros meios ou tarefas de meios, mecanicamente quebradas por meio de um par de cilindros e eliminadas da superfície dos lingotes por meio de um desescamador de baixa pressão ou de um desescamador de alta pressão presente.

Para a criação direcionada de espessuras de camadas oxidadas são conduzidos seguintes ajustes que podem ser conduzidos individualmente ou em combinação:

· variação do potencial de oxidação da chama aplicada ou da mistura de gases aplicada sobre a superfície do lingote para a sua oxidação, • variação do volume dos fluxos dos gases empregados para a oxidação, · variação do potencial de oxidação e/ou dos volumes de fluxos dos gases empregados para a oxidação em função dos parâmetros de processo, tais como, por exemplo, velocidade de transporte de lingotes e qualidade do aço, • variação da distância e dos ângulos dos bocais ou de dispositivos semelhantes a bocais em relação à superfície do lingote, • configuração e número dos bocais ou dos dispositivos semelhantes a bocais.

tratamento de oxidação em linha da superfície dos

0 lingotes de acordo com a presente invenção com uma chama

5/10 oxidante ou com uma mistura de gases oxidantes que podem ser empregados mesmo com lingotes extremamente delgados denominados lingotes finos, é associado com as seguintes etapas de processo em linha a serem efetuadas antes ou depois do tratamento de oxidação:

Antes do tratamento de oxidação a superfície do lingote é liberada das escamas que estão naturalmente presentes. Isto se produz por um desescamador que pode ser operado a pressão baixa ou a pressão alta.

Depois do tratamento de oxidação as camadas que se formam (camada de oxidação assim com escamas que novamente se formaram) são resfriadas por bocais de pulverização com água, visando torná-las quebradiças. Em seguida estas camadas são quebradas mecanicamente e em seguida eliminadas com um desescamador.

Dependendo das condições de espaço existentes, o tratamento superficial em linha do lingote pode ser conduzido depois da saída da máquina de lingotamento e antes da entrada no forno de aquecimento ou alternativamente depois da saída do forno de aquecimento e antes da entrada no trem de laminação a quente. Quando o tratamento superficial é conduzido antes da entrada no forno de aquecimento podem ser empregados para a eliminação das camadas que se formam um desescamador de pressão baixa (Slab Rinser com uma pressão < 10.000 kPa) ou um desescamador de rotor.

Quando o tratamento superficial é conduzido depois do forno de aquecimento, então o desescamador de alta pressão convencional disposto diante do trem de laminação a quente, que é operado a pressões altas (>10.000 kPa) , pode ser

6/10 empregado subsequente ao dispositivo de tratamento superficial. Neste caso o par de cilindros empregado para a quebra mecânica das camadas que se formam serve também como par de cilindros para acionar o desescamador de alta pressão existente.

De acordo com a presente invenção, todos os aparelhos e dispositivos necessários para o tratamento superficial são projetados para serem conduzidos individualmente ou em conjunto, para dentro e para fora da linha de produção, de modo que, dependendo dos parâmetros de processo tais como, por exemplo, categorias de aço, velocidade de lingotamento, condições de processo No-Steady-State, o tratamento superficial não é limitado à produção como um todo, podendo ser limitada alternativamente a quantidades parciais de produção.

Além disso, estes aparelhos e dispositivos, além de terem uma capacidade de serem deslocados, são de tal modo projetados, e de tal modo dispostos no interior da linha de produção, que o tratamento superficial pode ser alternativamente conduzido sobre a largura total do lingote ou ser limitada de modo direcionado a segmentos locais ou isolados da largura do lingote ou do seu comprimento.

Em seguida, com referência às figuras esquemáticas de modalidades exemplares representadas no desenho, serão descritas com mais detalhes outras particularidades e vantagens da presente invenção. Nele:

- a Figura 1 mostra uma linha de produção CSP com o tratamento superficial disposto antes do forno de aquecimento,

0 - a Figura 2 mostra um detalhe da Figura 1 com um

Ί/IQ dispositivo de tratamento superficial,

- a Figura 3 mostra um detalhe da Figura 1 com uma disposição alternativa do dispositivo de tratamento superficial,

- a Figura 4 mostra uma linha de produção CSP com o tratamento superficial disposto depois do forno de aquecimento,

- a Figura 5 mostra um detalhe da Figura 4 com um dispositivo de tratamento superficial.

Na Figura 1 é ilustrado em uma vista em perspectiva o fluxograma de uma instalação de uma linha de produção 1 com os seus componentes principais de instalação com uma máquina de lingotamento contínuo CSP 2, um forno de aquecimento 3 e um trem de laminação a quente 4, no qual na direção de produção 11 (na Figura do desenho da esquerda para a direita) é fundido, aquecido e em seguida laminado a quente um lingote 5. Neste fluxograma de instalação a região da linha de produção CSP 1 é destacada em linhas tracejadas entre a máquina de lingotamento 2 e o forno de aquecimento 3, no qual é conduzido o tratamento superficial de acordo com a presente invenção.

A Figura 2 mostra relativamente ampliada a região em linhas tracejadas da Figura 1, em uma vista lateral começando com o retificador de saída 6 da maquina de lingotamento CSP 2 com uma tesoura 7 subsequente disposta para a produção de comprimentos parciais de lingotes. Na direção da produção 11, depois da tesoura 7 se encontra o dispositivo de tratamento superficial 20 que é constituído por um desescamador de pressão baixo ou pressão alta 22 para a eliminação das escamas que ocorrem naturalmente, por

8/10 um dispositivo de oxidação 21 com bocais ou dispositivo semelhante a bocal, com o qual é aplicada de modo direcionado sobre a superfície do lingote 5 uma chama oxidante ou uma mistura de gases oxidantes, e bocais de umectação 23 para resfriar, com água, por exemplo, e para tornar quebradiças as camadas de oxidação produzidas, assim como as escamas que se formaram de novo. Na direção de produção 11, depois deste dispositivo de tratamento superficial 20 é disposto um par de cilindros 8 cuja função consiste na quebra mecânica dos produtos de oxidação que foram tornados quebradiços, e que são eliminados em seguida da superfície do lingote por um desescamador de baixa pressão 9 adicional.

Na Figura 2 é ilustrado um dispositivo de tratamento superficial 20 em forma de uma unidade fechada circundada em preto para indicar que o dispositivo de tratamento superficial 20 pode ser extraído como um todo da linha de produção 1.

A Figura 3 mostra um dispositivo de tratamento superficial 20 alternativo na direção de produção 11 antes da tesoura 7. Em comparação com a Figura 2 não ocorre nenhuma outra alteração, de modo que os números de referência empregados que na Condução do tratamento superficial descrita na Figura 2 também se aplicam à Figura

3.

Um outro deslocamento alternativo dispositivo de tratamento superficial 20 é Figuras 4 e 5. Na Figura 4, que mostra produção CSP 1' que corresponde à Figura destacada em linhas tracejadas a região

possível	do
ilustrado	nas
uma linha	de
1, é também
da linha	de

9/10 produção CSP 1' entre o forno de aquecimento 3 e o trem de laminação a quente 4, na qual agora é conduzido o tratamento superficial de acordo com a invenção.

Na Figura 5 esta região em linhas tracejadas da Figura 5 4 é ilustrado em uma vista lateral ampliada. A partir do lado esquerdo na figura do desenho com a saída do forno de aquecimento 3 se encontra na direção de produção 11 o dispositivo de tratamento superficial 20 entre o forno de aquecimento 3 e uma tesoura 7. Ao contrário das Figuras 2 e

3, nesta disposição pode ser empregado o desescamador de pressão alta 10 convencional que se encontra antes do trem de laminação a quente 4 (não ilustrado nesta Figura do desenho) , de modo que pode ser dispensado o desescamador de pressão baixa 9 empregado nas Figuras 2 e 3. Além disso, o par de cilindros 8 que é necessário para a quebra mecânica das camadas superficiais que se formam, pode servir com vantagem como um par de cilindros de acionamento para o desescamador de pressão alta 10 presente. Sem se levar em consideração os desvios descritos, os dispositivos restantes dotados com os mesmos números de referência e a condução do tratamento superficial correspondem à descrição da Figura 2 do desenho.

Lista de Números de Referência

Linha de Produção

Máquina de Lingotamento CSP

Forno de aquecimento

Trem de laminação a quente

Lingote

Retificados da máquina de lingotamento

Tesoura

10/10

Par de cilindros

Desescamador de pressão baixa

Desescamador de pressão alta

Direção de produção

Dispositivo de tratamento superficial

Dispositivo de oxidação com bocais ou dispositivo semelhante a bocal

Desescamador de pressão baixa ou alta

Bocais de umectação i/4

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para melhorar a qualidade superficial por um tratamento da superfície em linha de lingotes (5) , que são produzidos em um procedimento de processo contínuo de

5 lingotamento contínuo até a laminação a quente, de acordo com o processo CSP, por exemplo, com um forno aquecedor (3) disposto entre a máquina de lingotamento CSP (2) e o trem de laminação a quente (4), em que através de uma chama oxidante ou de uma mistura de gases oxidantes aplicada

10 sobre a face superior ou inferior do lingote (5) por meio um dispositivo de oxidação (21) contendo um bocal ou dispositivos semelhantes a bocais, forma-se de modo direcionado, por oxidação, uma camada superficial definida do lingote, tendo esta camada uma espessura de camada em

15 cada face de até 4 mm; podendo o produto de oxidação sobre a superfície do lingote ser sólido ou líquido, caracterizado pelo fato de que o tratamento de oxidação da superfície do lingote com uma chama oxidante ou com uma mistura de gases oxidantes, ê associado com as seguintes

20 etapas de elaboração de processo em linha:

• antes do tratamento por oxidação a superfície do lingote é liberada das escamas que se encontram naturalmente presentes por um desescamador (22) de pressão baixa ou de pressão alta,

25 · depois do tratamento por oxidação, a camada de oxidação produzida assim como as escamas novamente formadas, é resfriada por bocais de umectação com água (23) ou por outros meios ou tarefas de meios, mecanicamente quebrada por meio de um par de cilindros (8) e separada da

30 superfície do lingote por meio de um desescamador de baixa
2/4 pressão (9) ou de um desescamador de alta pressão (10) disponível.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que para uma produção

5 direcionada de espessuras de camadas oxidadas, são conduzidos os seguintes ajustes do dispositivo de oxidação (21) que podem ser conduzidos individualmente ou em combinação:

• variação do potencial de oxidação da chama aplicada 10 ou da mistura de gases aplicada sobre a superfície do lingote para a sua oxidação, • variação do volume dos fluxos dos gases empregados para a oxidação, • variação do potencial de oxidação e/ou dos volumes 15 de fluxos dos gases empregados para a oxidação em função dos parâmetros de processo, tais como, por exemplo, velocidade de transporte de lingotes e qualidade do aço, • variação da distância e dos ângulos dos bocais ou de dispositivos semelhantes a bocais do dispositivo de

20 oxidação (21) em relação à superfície do lingote, • configuração e número dos bocais ou dos dispositivos semelhantes a bocais (21) .
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o tratamento superficial é

25 conduzido em toda a largura do lingote.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o tratamento superficial é conduzido de modo limitado e variável e de modo direcionado sobre segmentos localizados ou isolados da largura e/ou do

30 comprimento do lingote.

3/4
5. Processo, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que, dependendo dos parâmetros de processo, tais como, por exemplo, do tipo de aço, velocidade de lingotamento, estados de processo No-Steady5 State, o tratamento superficial é limitado a quantidades parciais de produção.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que, dependendo das condições de espaço disponíveis, o tratamento superficial do lingote (5)

10 é conduzido em linha depois da saída da máquina de lingotamento contínuo (2) e antes da entrada no forno de aquecimento (3) , ou alternativamente depois da saída do forno de aquecimento (3) e antes da entrada no trem de laminação a quente (4) .

15
7. Dispositivo para melhorar a qualidade superficial através de um tratamento superficial de lingotes que são produzidos em um processo contínuo de lingotamento contínuo até a laminação a quente, de acordo com o processo CSP, por exemplo, com um forno de aquecimento (3) disposto entre a

2 0 máquina de lingotamento contínuo CSP (2) e o trem de laminação a quente (4) , tal como para a condução do processo de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que consiste em um dispositivo de tratamento superficial (20) que contém:

25 · um desescamador (22) acionável em uma região de baixa ou alta pressão, • um dispositivo de oxidação (21) contendo um bocal ou dispositivos semelhante a bocal para a aplicação de uma chama oxidante ou de uma mistura de gases oxidantes na

30 superfície do lingote, • bocais de umectação (23) para resfriar e tornar friáveis as camadas produzidas por oxidação sobre a superfície dos lingotes através dos bocais ou dispositivos semelhantes a bocais do dispositivo de oxidação (21),

5 assim como um par de cilindros (8) dispostos depois deste dispositivo de tratamento superficial (20) para quebrar mecanicamente as camadas que se tornaram quebradiças, assim como um desescamador (9, 10) acionável por região de baixa ou alta pressão para eliminar as

10 camadas quebradas da superfície dos lingotes.
8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que todos os aparelhos e dispositivos (21, 22, 23) do dispositivo de tratamento superficial (20) assim como todos os dispositivos

15 subsequentemente conectados (8, 9) são projetados para poderem ser introduzidos e extraídos da linha de produção de modo variável, individualmente ou em conjunto.
9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que os aparelhos e dispositivos

20 (21, 22, 23, 8, 9) necessários para o tratamento superficial, além de poderem ser introduzidos e retirados da linha de produção, são de tal modo projetados, e dispostos e configurados no interior da linha de produção, que o tratamento superficial pode ser conduzido em toda a

25 largura do lingote ou opcionalmente de modo direcionado em segmentos localizados ou isolados da largura ou do comprimento do lingote.

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A

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