BR112015019860B1

BR112015019860B1 - método para fabricar produto de aço de fundição contínua com uso de máquina de fundição contínua

Info

Publication number: BR112015019860B1
Application number: BR112015019860-0A
Authority: BR
Inventors: Yuji Miki; Yutaka Awajiya; Seiji Nabeshima; Koichi Tsutsumi
Original assignee: Jfe Steel Corporation
Priority date: 2015-04-06
Filing date: 2015-06-12
Publication date: 2021-01-12
Also published as: CN107427907A; JP5896067B1; BR112015019860A2; JP2016196035A; WO2016162906A1; KR20170105075A; KR101949351B1

Abstract

MÉTODO PARA FABRICAR PRODUTO DE AÇO DE FUNDIÇÃO CONTÍNUA COM USO DE MÁQUINA DE FUNDIÇÃO CONTÍNUA. A presente invenção refere-se a um método para produzir um produto de aço de fundição contínua com uso de uma máquina de fundição contínua, em que um produto de aço de fundição contínua com rachaduras reduzidas de superfície pode ser obtido sem diminuir a produtividade, até mesmo com o uso de aço derretido que tem uma composição química especificada. O método revelado inclui: submeter o aço derretido a resfriamento primário em um molde, sendo que o aço derretido contém 0,13% em massa ou mais e 0,20% em massa ou menos de C e 0,50% em massa ou mais de Mn; retirar um aço de fundição contínua do molde a uma taxa de remoção de 1,0 m/min ou maior; e submeter o aço de fundição contínua a resfriamento secundário incluindo fazer com que a temperatura de superfície do aço de fundição contínua caia abaixo do ponto de transformação de Ar3 e, então, suba novamente acima do ponto de transformação de Ac3, em que o molde é oscilado sob condições de oscilação que satisfazem um tempo de desmolde negativo, Tn, de 0,08 segundo ou mais e 0,20 segundo ou menos (...).

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[0001] Esta revelação refere-se a métodos de produção de produtos de aço de fundição contínua com uso de máquinas de fundição contínua.

ANTECEDENTES

[0002] Em fundição contínua de aço, evitar a formação de rachaduras de superfície em um produto de aço de fundição contínua é extremamente importante para permitir que o produto de aço de fundição contínua mantenha boa qualidade de superfície após laminação. A esse respeito, algumas técnicas são conhecidas por suprimir rachaduras de superfície causadas em um produto de aço de fundição contínua refinando-se grãos de austenita na estrutura cristalina do produto de aço de fundição contínua através de transformação de Y ^ α durante um processo de resfriamento secundário do aço de fundição contínua, conforme descrito nos documentos no JPH9225607A (PTL 1), no JPH11197809A (PTL 2), e no JPH947854A (PTL 3). Refinar grãos de austenita leva a um aumento na área de superfície de contornos de grão de austenita relativamente frágeis. Isso ajuda a distribuir a tensão colocada nos contornos de grão de austenita do produto de aço de fundição contínua quando o produto de aço de fundição contínua é submetido a ajuste (curvatura e endireitamento) nas zonas de ajuste de uma máquina de fundição contínua, e menos rachaduras de superfície ocorrem. Além disso, se as rachaduras são causadas, os grãos de austenita finos fazem com que seja difícil para que as rachaduras propaguem.

[0003] A PTL 1 descreve uma técnica para evitar a formação de rachaduras transversais em um produto de aço de fundição contínua resfriando-se o aço de fundição contínua de modo que a temperatura de superfície do mesmo seja levada a cair abaixo do ponto de transformação de Ar3 dentro de 2 minutos após remoção do molde e, então, a aumentar novamente para 850 °C ou mais durante um processo de resfriamento secundário do aço de fundição contínua com uso de uma máquina de fundição contínua do tipo curvada ou do tipo curvatura vertical.

[0004] A PTL 2 descreve uma técnica para evitar a formação de rachaduras de superfície em um produto de aço de fundição contínua resfriando-se o aço de fundição contínua de modo que a temperatura de superfície do mesmo seja levada a cair abaixo do ponto de transformação de A3 temporariamente e, então, submetendo-se o aço de fundição contínua a resfriamento moderado durante 0,5 minuto a 2,0 minutos com uma densidade de fluxo de água de 0,003 L/cm2-min a 0,015 L/cm2-min, para fazer com que a temperatura de superfície do mesmo aumente novamente acima do ponto de transformação de A3 durante um processo de resfriamento secundário de aço de fundição contínua com uso de uma máquina de fundição contínua do tipo curvada ou do tipo curvatura vertical.

[0005] A PTL 3 descreve uma técnica para evitar a formação de rachaduras de superfície em um produto de aço de fundição contínua, ao realizar fundição contínua de um aço de carbono de liga baixa com alta sensibilidade à rachadura, que tem um teor de carbono equivalente, Cp, definido pela Expressão (1) abaixo, de 0,10 ou mais e menos do que 0,18 com o uso de uma máquina de fundição contínua do tipo curvada ou do tipo curvatura vertical, removendo-se aço de fundição contínua do menisco de aço derretido no molde até a extremidade inferior do molde dentro de 1 minuto e submetendo-se imediatamente o aço de fundição contínua a resfriamento secundário de modo que a temperatura de superfície do mesmo seja levada a cair para o ponto de transformação de A3 ou abaixo do mesmo dentro de 1 minuto. Cp =[C] +[Mn] / 33 +[Ni] / 25 +[Cu] / 44 +[N] / 1,7 (1)

[0006] Em que Cp é um teor de carbono equivalente, e colchetes são usados para indicar o teor (em % em massa) do elemento envolvido em aço.

LISTA DE CITAÇÃO LITERATURA DE PATENTE

[0007] PTL 1: no JPH9225607A

[0008] PTL 2: no JPH11197809A

[0009] PTL 3: no JPH947854A

SUMÁRIO PROBLEMA DA TÉCNICA

[0010] As técnicas descritas na PTL 1 a PTL 3 são, cada uma, direcionadas à prevenção de formação de rachaduras de superfície no produto de aço de fundição contínua controlando-se a temperatura do aço de fundição contínua durante o resfriamento secundário e refinando-se grãos de austenita na estrutura cristalina do aço de fundição contínua.

[0011] Recentemente, para aperfeiçoar a produtividade, há uma necessidade de aumentar a taxa de remoção para remover aço de fundição contínua de um molde. Uma taxa de remoção maior, entretanto, faz com que as rachaduras de superfície se formem com mais frequência no produto de aço de fundição contínua. O estudo realizado pelos presentes inventores constatou que, no caso em que um aço com alto teor de C e alto teor de Mn que contém 0,13% em massa ou mais e 0,20% em massa ou menos de C e 0,50% em massa ou mais de Mn é submetido à fundição contínua a uma taxa de remoção de 1,0 m/min ou maior, as técnicas descritas na PTL 1 a PTL 3 não podem evitar de maneira suficiente a formação de rachaduras de superfície tais como rachaduras transversais e rachaduras longitudinais no pro- duto de aço de fundição contínua resultante.

[0012] Em um aço com alto teor de C e alto teor de Mn, conforme mencionado acima, até mesmo se for um aço carbono de liga baixa que tem um teor de carbono equivalente, Cp, de 0,10 ou mais e menor do que 0,18, conforme estabelecido anteriormente, rachaduras de superfície ainda podem ocorrer em um produto de aço de fundição contínua, até mesmo com o uso de controle de temperatura de superfície para o aço de fundição contínua, conforme proposto na PTL 3. Adicionalmente, em um aço com alto teor de C e alto teor de Mn, conforme mencionado acima, rachaduras de superfície podem ocorrer como uma consequência natural se for um aço que tem um equivalente de carbono Cp maior do que 0,18.

[0013] Pode ser, desse modo, útil fornecer um método para produzir um produto de aço de fundição contínua com o uso de uma máquina de fundição contínua de modo que o método possa produzir um produto de aço de fundição contínua com rachaduras de superfície reduzidas sem prejudicar a produtividade, até mesmo com o uso de aço derretido que tem a composição química especificada conforme mencionado acima.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0014] Um estudo intenso foi, portanto, realizado e, como resultado, foi constatado que quando um aço com alto teor de C e alto teor de Mn que contém 0,13% em massa ou mais e 0,20% em massa ou menos de C e 0,50% em massa ou mais de Mn é submetido à fundição contínua a uma taxa de remoção de 1,0 m/min ou maior, é possível evitar, de maneira suficiente, a formação de rachaduras de superfície tais como rachaduras transversais e rachaduras longitudinais se ambas as condições a seguir forem satisfeitas:

[0015] (1) Não é suficiente meramente refinar grãos de austenita durante o resfriamento secundário, conforme proposto na PTL 1 a PTL 3, e o tempo a partir de quando o aço de fundição contínua passa através do molde até a temperatura de superfície do aço de fundição contínua alcançar o ponto de transformação de Ar3 deve ser mais do que 60 segundos.

[0016] (2) Não é suficiente otimizar as condições de resfriamento secundário apenas, contudo, as condições de resfriamento primário (solidificação inicial no molde) também devem ser otimizadas. Ou seja, as condições de oscilação de molde, tempo de desmolde negativo, Tn, e razão de tempo de desmolde negativo, RNS, devem estar dentro das faixas numéricas especificadas.

[0017] Esta revelação, desse modo, fornece:

[0018] um método para produzir um produto de aço de fundição contínua com o uso de uma máquina de fundição contínua do tipo curvada ou do tipo curvatura vertical, sendo que o método compreende:

[0019] submeter o aço derretido a resfriamento primário em um molde, sendo que o aço derretido contém 0,13% em massa ou mais e 0,20% em massa ou menos de C e 0,50% em massa ou mais de Mn;

[0020] retirar o aço de fundição contínua do molde a uma taxa de remoção de 1,0 m/min ou maior; e

[0021] submeter o aço de fundição contínua a resfriamento secundário, sendo que o resfriamento secundário inclui fazer com que a temperatura de superfície do aço de fundição contínua caia abaixo do ponto de transformação de Ar3 e, então, aumente novamente acima do ponto de transformação de Ac3,

[0022] em que o molde é oscilado sob condições de oscilação que satisfazem um tempo de desmolde negativo, Tn, de 0,08 segundo ou mais e 0,20 segundo ou menos e uma razão de tempo de desmolde negativo, RNS, de 0,30 ou mais e 0,38 ou menos, e

[0023] em que o tempo a partir de quando o aço de fundição contínua passa através do molde até a temperatura de superfície do aço de fundição contínua alcançar o ponto de transformação de Ar3 é mais do que 60 segundos.

EFEITO VANTAJOSO

[0024] De acordo com o método para produzir um produto de aço de fundição contínua com o uso de uma máquina de fundição contínua conforme revelada no presente documento, é possível fornecer um produto de aço de fundição contínua com rachaduras de superfície reduzidas sem prejudicar a produtividade, até mesmo com o uso de aço derretido que tem a composição química especificada conforme mencionado acima.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0025] Nos desenhos anexos:

[0026] a Figura 1 é um diagrama esquemático que ilustra uma máquina de fundição contínua do tipo curvatura vertical que pode ser usada em uma das modalidades reveladas;

[0027] a Figura 2 é uma vista em corte transversal ao longo da direção de fundição de aço de fundição contínua retirado de um molde na máquina de fundição contínua do tipo curvatura vertical ilustrada na Figura 1;

[0028] a Figura 3 é uma vista em corte transversal ao longo da direção de fundição de aço de fundição contínua retirado de um molde em uma máquina de fundição contínua do tipo curvada que pode ser usada em outras modalidades de acordo com a revelação; e

[0029] a Figura 4 é uma vista em perspectiva de um produto de aço de fundição contínua que ilustra rachaduras transversais e longitudinais formadas em uma superfície do produto de aço de fundição contínua.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0030] Uma das modalidades reveladas será descrita em detalhes abaixo com referência aos desenhos.

[0031] Primeiramente, a configuração de uma máquina de fundição contínua do tipo curvatura vertical 100 do tipo passe duplo que pode ser usada em uma modalidade será descrita. A máquina de fundição contínua 100 tem panelas de fundição 10, uma panela intermediária 11, moldes 12, bocais de aspersão 13, pares de cilindros 14, cortadores 15 e agitadores eletromagnéticos 16.

[0032] Uma panela de fundição 10 localizada no topo da máquina de fundição contínua retém o aço derretido M. O aço derretido M é vertido a partir do fundo da panela de fundição 10 para a panela intermediária 11 localizada abaixo da panela de fundição 10. Então, o aço derretido M é vertido a partir do fundo da panela intermediária 11 através dos bocais de imersão para os moldes 12, onde o aço derretido é submetido a resfriamento primário.

[0033] Os cilindros 14 são dispostos em par ao longo de uma curva, tal como um um arco circular ou uma curva hiperbólica, para guiar o aço de fundição contínua S retirado dos moldes 12 a partir da direção vertical para a direção horizontal, e para evitar a deformação do aço de fundição contínua S causada por pressão ferrostática. Alguns dos cilindros 14 funcionam como cilindros arrastadores para retirar o aço de fundição contínua S. Com referência à Figura 2, o aço de fundição contínua S é retirado verticalmente de um molde 12, levado a passar através da zona vertical 20A, curvado na zona de curvatura 20B, mantido em uma configuração curvada na zona curvada 20C, então não curvada em um perfil plano na zona de endireitamento 20D e levado a passar através da zona horizontal 20E. O aço derretido permanece parcialmente não solidificado no aço de fundição contínua S a partir de diretamente abaixo do molde e sobre a zona horizontal, e os cilindros 14 são dispostos para sustentar as superfícies do aço de fundição contínua S ao longo da via a partir de diretamente abaixo do molde e substancialmente através de todo o comprimento da zona ho rizontal. Os bocais de aspersão 13 são posicionados entre os cilindros adjacentes na direção de fundição e, a partir dos bocais de aspersão 13, a água de resfriamento é aspergida contra o aço de fundição contínua S para resfriamento secundário. Na prática, mais do que um bocal de aspersão é disposto entre cilindros adjacentes, mas na Figura 1 alguns dos mesmos são, cada um, esquematicamente indicados por um segmento de linha que conecta múltiplos bocais.

[0034] A jusante da zona horizontal é fornecido um cortador 15, tal como um cortador a maçarico ou um cortador hidráulico, para cortar o aço de fundição contínua S solidificado. Um produto de aço de fundição contínua (um eslabe, bloco ou tarugo) cortado pelo cortador 15 é descarregado da máquina de fundição contínua 100 e transportado para um dispositivo de laminação.

[0035] Com referência à Figura 2, o aço de fundição contínua S é submetido à tensão de flexão na zona de curvatura 20B e na zona de endireitamento 20D. Tal tensão de flexão faz com que uma tensão de tração atue no lado inferior do produto de aço de fundição contínua S na zona de curvatura 20B, enquanto no lado superior na zona de endi- reitamento 20D. Isso pode causar rachaduras transversais C1 no lado superior ou inferior (na maioria das vezes em cantos) do produto de aço de fundição contínua S (eslabe), conforme ilustrado na Figura 4. Conforme usado no presente documento, o termo "rachadura trans-versal" refere-se a uma rachadura de superfície que é formada em um produto de aço de fundição contínua ao longo da direção vertical para a direção de fundição.

[0036] Além disso, quando uma superfície de aço de fundição contínua é submetida a forte resfriamento imediatamente após o aço de fundição contínua ser retirado do molde 12, o produto de aço de fundição contínua S (um eslabe) pode sofrer rachaduras longitudinais C2 devido à formação de revestimento solidificado irregular, conforme ilustrado na Figura 4. Conforme usado no presente documento, o termo "rachadura longitudinal" refere-se a uma rachadura de superfície que é formada em um produto de aço de fundição contínua substancialmente ao longo da direção de fundição.

[0037] Uma das modalidades reveladas refere-se a um método para evitar a formação de rachaduras de superfície nos produtos de aço de fundição contínua durante a fundição contínua e, em particular, a um método para evitar a formação de rachaduras transversais e rachaduras longitudinais em aços peritéticos (aços de carbono de liga baixa hipoperitéticos para hiperperitéticos).

[0038] Observe que uma máquina de fundição contínua do tipo curvada, conforme ilustrado na Figura 3, também pode ser usada nos métodos revelados no presente documento. Em uma máquina de fundição contínua do tipo curvatura vertical, o aço de fundição contínua é retirado verticalmente para baixo de cada molde 12, cuja superfície de parede interna é, desse modo, plana. Entretanto, em uma máquina de fundição contínua do tipo curvada, o aço de fundição contínua S é retirado de um molde ao longo de uma trajetória em formato de arco, em que um molde curvado 21 é usado dessa maneira. A curvatura da superfície de parede interna do molde 21 permite que o aço de fundição contínua seja alimentado em uma configuração curvada e, subsequentemente endireitado na zona de endireitamento 20D. Diferentemente do tipo de curvatura vertical, o tipo curvado não envolve curvatura na zona de curvatura.

[0039] A composição química do aço derretido será descrita agora abaixo.

[0040] No caso de um aço que tem um teor de carbono equivalente, Cp, conforme definido pela Expressão (1) acima, de 0,10 ou mais e menos do que 0,18, contornos de grão de austenita com filmes de fer- rita proeutetoide são, com frequência, claramente observados em uma parte de camada de superfície do eslabe resultante. Em tal condição, se uma tensão de tração atua no aço de fundição contínua, conforme ilustrado nas Figuras 2 e 3, uma rachadura prontamente se desenvolve ao longo de um contorno de grão de austenita, causando uma rachadura transversal. Em contraste, um efeito de redução de rachadura transversal pode ser obtido submetendo-se uma superfície de aço de fundição contínua removido a resfriamento forte diretamente abaixo do molde, de modo que a temperatura de superfície é levada a cair abaixo do ponto de transformação de Ar3 e, então, a aumentar novamente para 850 °C ou mais ou acima do ponto de transformação de Ac3, de modo a refinar grãos de austenita na parte de camada de superfície do aço de fundição contínua.

[0041] Entretanto, um aço exibe a tendência a seguir quando o mesmo contém 0,13% em massa ou mais e 0,20% em massa ou menos de C e 0,50% em massa ou mais de Mn:

[0042] (A) A profundidade de marca de oscilação aumenta, a tensão é concentrada em covinhas de marcação e rachaduras transversais se formam facilmente.

[0043] (B) Os pontos de transformação de Ar3 e Ac3 tendem a diminuir e, a uma taxa de remoção aumentada, um efeito de aprimoramento de ductilidade tende a ser difícil de obter através de resfriamento forte de um eslabe.

[0044] (C) O mesmo tende a se tornar frágil ao longo de uma fai xa de temperatura ampla e é sensível a rachaduras quando comparado a um aço de baixo C ou baixo Mn para o mesmo teor de carbono equivalente.

[0045] (D) O resfriamento irregular resulta em um revestimento solidificado de espessura irregular, e rachaduras longitudinais se formam facilmente no molde.

[0046] Tendo em vista o antecedente, foi constatado que no caso em que um aço com alto teor de C e alto teor de Mn que contém 0,13% em massa ou mais e 0,20% em massa ou menos de C e 0,50% em massa ou mais de Mn é submetido à fundição contínua a uma taxa de remoção de 1,0 m/min ou maior, não é possível evitar de modo suficiente a formação de rachaduras de superfície tais como rachaduras transversais e rachaduras longitudinais no produto de aço de fundição contínua resultante controlando-se a temperatura de superfície do aço de fundição contínua conforme mencionado anteriormente.

[0047] Desse modo, o aço derretido, conforme revelado no presente documento, tem uma composição química contendo 0,13% em massa ou mais e 0,20% em massa ou menos de C e 0,50% em massa ou mais de Mn. Se o teor de C for menos do que 0,13% em massa ou o teor de Mn for menos do que 0,50% em massa, rachaduras de superfície podem ser impedidas, de maneira suficiente, de se formar controlando-se a temperatura de superfície do aço de fundição contínua do mesmo modo conforme é feito com as técnicas convencionais, e o problema revelado no presente documento não surge. Entretanto, se o teor de C exceder 0,20% em massa, os pontos de transformação de Ar3 e Ac3 diminuem, em cujo caso pode ser difícil implantar as condições de resfriamento secundário conforme especificado nessa modali-dade sob as quais a temperatura de superfície do aço de fundição contínua é levada a cair abaixo do ponto de transformação de Ar3 e, então, a aumentar novamente acima do ponto de transformação de Ac3 na zona vertical entre a extremidade inferior do molde e a zona de curvatura na máquina de fundição contínua.

[0048] Se o teor de Mn exceder 2,5% em massa, conforme é o caso com o teor aumentado de C, os pontos de transformação de Ar3 e Ac3 diminuem, em cujo caso pode ser difícil implantar as condições de resfriamento secundário, conforme especificado nessa modalidade e, além disso, precipitados de MnS se formam facilmente e a sensibilida- de à rachadura tende a ser aumentada dessa maneira. Desse modo, é desejável que o teor de Mn seja 2,5% em massa ou menos.

[0049] A composição química do aço derretido pode conter opcionalmente pelo menos um dentre Si: 0,8% em massa ou menos, P: 0,10% em massa ou menos, S: 0,05% em massa ou menos, Al: 0,05% em massa ou menos, Cu: 0,5% em massa ou menos, Ni: 1,0% em massa ou menos, Cr: 0,6% em massa ou menos, V: 0,14% em massa ou menos, Nb: 0,09% em massa ou menos, Ti: 0,4% em massa ou menos, e N: 0,02% em massa ou menos, e o equilíbrio consiste em Fe e eventuais impurezas.

[0050] Um método para produzir um produto de aço de fundição contínua, de acordo com uma das modalidades reveladas, compreende: submeter o aço derretido a resfriamento primário em um molde; retirar o aço de fundição contínua do molde a uma taxa de remoção de 1,0 m/min ou maior; e submeter o aço de fundição contínua a resfriamento secundário, sendo que o resfriamento secundário inclui fazer com que a temperatura de superfície do aço de fundição contínua caia abaixo do ponto de transformação de Ar3 e, então, aumente novamente acima do ponto de transformação de Ac3. Quando a taxa de remoção for menor do que 1,0 m/min, rachaduras de superfície podem ser impedidas, de maneira suficiente, de se formarem controlando-se a temperatura de superfície do aço de fundição contínua do mesmo modo conforme é feito com as técnicas convencionais, e o problema revelado no presente documento não surge. Nenhum limite superior é colocado na taxa de remoção, contudo, o limite superior pode ser 2,5 m/min. A uma taxa de remoção maior do que 2,5 m/min, pode ser difícil implantar as condições de resfriamento secundário, conforme especificado nessa modalidade sob as quais a temperatura de superfície do aço de fundição contínua é levada a cair abaixo do ponto de transformação de Ar3 e, então, a aumentar novamente acima do ponto de transformação de Ac3 na zona vertical entre a extremidade inferior do molde e a zona de curvatura na máquina de fundição contínua.

[0051] No resfriamento primário, cada molde é levado a oscilar de modo ascendente e descendente periodicamente na direção vertical. Sob esse aspecto, de acordo com uma das modalidades reveladas, é importante definir tais condições de oscilação de molde que satisfazem tempo de desmolde negativo, Tn, de 0,08 segundo ou mais e 0,20 segundo ou menos e razão de tempo de desmolde negativo, RNS, de 0,30 ou mais e 0,38 ou menos. Se Tn exceder 0,20 segundo ou RNS exceder 0,38, marcas de oscilação se tornam tão profundas de modo a agir como entalhes em uma superfície do aço de fundição contínua, e a formação de rachaduras transversais torna-se aguçada. Se Tn for menor do que 0,08 segundo, a lubrificação entre o molde e um revestimento solidificado é insuficiente, desestabilizando a operação e, o que é pior, causando um rompimento. Se RNS for menor do que 0,30, o influxo e o consumo de pó de molde diminuem, induzindo um rompimento. Desse modo, se Tn for 0,08 segundo ou mais e 0,20 segundo ou menos e RNS for 0,30 ou mais e 0,38 ou menos, é possível evitar um rompimento e formação de rachaduras transversais. Adicionalmente, o tamanho de grão de grãos Y anteriores que foram formados no estágio inicial após solidificação era relativamente pequeno quando Tn era 0,20 segundo ou menos e RNS era 0,38 ou menos, quando comparado a quando Tn era mais do que 0,20 segundo ou RNS era mais do que 0,38. Acredita-se que esse fenômeno também contribua para a redução de rachaduras transversais.

[0052] Deve-se observar aqui que um período em que a velocidade descendente de um molde é maior do que a taxa de remoção de aço de fundição contínua é um período de desmolde negativo, e uma fração de tempo para esse período por ciclo é denominada, no presente documento, como um "tempo de desmolde negativo, Tn, (s)". Em contraste, um período em que a velocidade descendente de um molde é igual a ou menor do que a taxa de remoção de um produto de aço fundido é um período de desmolde positivo, e um tempo determinado para esse período por ciclo é denominado, no presente documento, um "tempo de desmolde positivo, Tp, (s)." Se a frequência de oscilação de molde for denotada por f (Hz), então Tn + Tp = 1/f. Uma razão de tempo de desmolde negativo, RNS, é definida por Tn / (Tn + Tp). Observe que a forma de onda de oscilação não é particularmente limitada e pode ser sinusoidal ou não sinusoidal.

[0053] Então, de acordo com uma das modalidades reveladas, é importante que o tempo a partir de quando o aço de fundição contínua passa através do molde até a temperatura de superfície do aço de fundição contínua alcançar o ponto de transformação de Ar3 seja mais do que 60 segundos. Se o tempo não for mais do que 60 segundos, o produto de aço de fundição contínua será rapidamente resfriado imediatamente após ser retirado do molde, resultando em formação de revestimento solidificado irregular e causando rachaduras longitudinais. Se o tempo for mais do que 60 segundos, a formação de racha-duras transversais pode ser evitada.

[0054] Desse modo, o método de fundição contínua de aço, de acordo com uma das modalidades reveladas, pode fornecer produtos de aço de fundição contínua de alta qualidade (eslabes, blocos ou tarugos) com rachaduras transversais e longitudinais reduzidas. Isso elimina o trabalho de reparo em superfícies de produtos de aço de fundição contínua e elimina uma interferência da operação de lamina- ção causada pela formação de rachaduras durante a laminação, aperfeiçoando, desse modo, o rendimento. Assim, a energia exigida em um processo de fabricação de ferro e fabricação de aço para produzir aço a partir de minério de ferro pode ser reduzida com um aumento correspondente em rendimento, cujo fato é eficaz a partir do ponto de vis- ta de aplicações industriais e consumo de energia.

EXEMPLOS

[0055] A máquina de fundição contínua ilustrada na Figura 1 foi usada para realizar fundição contínua de amostras de aço que têm as composições químicas apresentadas na Tabela 1 (sendo que o equilíbrio consiste em Fe e eventuais impurezas) sob as condições de fundição contínua apresentadas na Tabela 2. Na Tabela 2, as condições de fundição contínua são sublinhadas se estiverem fora da faixa revelada. A Tabela 1 também apresenta, para cada composição química, teor de carbono equivalente, CE, dado pela Expressão (2) e teor de carbono equivalente, Cp, dado pela Expressão (3), ponto de transformação de Ar3 dado pela Expressão (4), e ponto de transformação Ac3 dado pela Expressão (5). CE =[C] +[Mn] / 33 (2) Cp =[C] +[Mn] / 33 +[Ni] / 25 +[Cu] / 44 +[N] / 1,7 (3) Ar3 = 910 - 273 x[C] - 74 x[Mn] - 16 x[Cr] (4) Ac3 = 937 - 476,5 x[C] + 56 x[Si] - 19,7 x[Mn] - 4,9 x[Cr] + 124,8 x[V] - 19 x[Nb] + 198 x[Al] (5)

[0056] Em que os colchetes são usados para indicar o teor (em % em massa) do elemento envolvido em aço. As amostras de aço B, C e D têm teores de carbono equivalentes, CE e Cp, maiores do que 0,18, e todas as outras amostras têm teores de carbono equivalentes, CE e Cp, na faixa de 0,10 a 0,18.

[0057] Na Tabela 2, como condições de resfriamento secundário, "Temperatura de Resfriamento" é a menor temperatura de superfície de um aço de fundição contínua na zona vertical entre a extremidade inferior do molde e a zona de curvatura, "Tempo para Alcançar Ponto de Ar3" é o tempo a partir de quando o aço de fundição contínua passa através do molde para o primeiro tempo que a temperatura de superfície do aço de fundição contínua alcança o ponto de transformação de Ar3, e "Temperatura Recuperativa" é a maior temperatura de superfície do aço de fundição contínua que foi obtida após a temperatura de superfície do aço de fundição contínua ter caído para a mais baixa e antes de o aço de fundição contínua ter alcançado a zona de curvatura. Para cada condição experimental, as condições supramencionadas, "Temperatura de Resfriamento", "Tempo para Alcançar o Ponto de Ar3" e "Temperatura Recuperativa" foram alteradas ajustando-se a taxa de remoção (velocidade de fundição) do produto de aço de fundição contínua e a distribuição de densidade de fluxo de água de água de resfriamento secundário. Observe que a temperatura de superfície su-pramencionada de um aço de fundição contínua representa a temperatura de superfície em cantos do aço de fundição contínua que foi determinada através de análise de transferência de calor e solidificação, que será discutida posteriormente.

[0058] As mudanças nas temperaturas de superfície de aço de fundição contínua em cada uma das condições foram determinadas por análise de transferência de calor e solidificação bidimensional com base em cálculo numérico, conforme descrito no documento no JPH4231158A. Especificamente, para cada bocal de aspersão, experimentos offline foram conduzidos para obter dados relacionados à distribuição de coeficiente de transferência de calor, cujos dados foram em dependência da quantidade de água de resfriamento e da temperatura de superfície do aço de fundição contínua. As condições de contorno na superfície do aço de fundição contínua na zona de resfriamento secundário foram ajustadas correspondendo à quantidade de água de resfriamento através de cada bocal de aspersão, a posição da superfície do aço de fundição contínua em relação a cada bocal de aspersão, e a temperatura de superfície do aço de fundição contínua em cada ponto de tempo e em cada localização. O resfriamento através de contato com cilindros de suporte foi avaliado com base em coe- ficientes de transferência de calor definidos de um modo similar àqueles descrito no documento no JPH4231158A. Como tal, as condições de contorno na superfície do aço de fundição contínua variaram como uma função de posição na direção de fundição. Portanto, na análise de transferência de calor e solidificação bidimensional de um corte transversal perpendicular à direção de fundição, uma posição na direção de fundição foi convertida para um tempo decorrido dividindo-se pela taxa de remoção, para definir, desse modo, condições de contorno em cada tempo decorrido. Como resultado da análise, uma distribuição de temperatura em cada tempo decorrido em um corte transversal perpendicular à direção de fundição é obtida. Desse modo, um tempo decorrido pode ser convertido para uma posição na direção de fundição multiplicando-se pela taxa de remoção, para obter, desse modo, uma distri-buição de temperatura em um corte transversal perpendicular à direção de fundição em uma posição arbitrária na direção de fundição. Então, "Temperatura de Resfriamento", "Tempo para Alcançar o Ponto de Ar3" e "Temperatura Recuperativa", conforme apresentados na Tabela 2, podem ser determinados a partir de mudanças na distribuição de temperatura de superfície obtidas, desse modo, de aço de fundição contínua em um corte transversal perpendicular à direção de fundição como uma função de posição na direção de fundição.

[0059] Para cada exemplo experimental, a microestrutura de camada de superfície de eslabe e ocorrência de rachaduras foram examinadas, e os resultados são apresentados na Tabela 2. Para "Micro- estrutura de Camada de Superfície de Eslabe" na Tabela 2, a observação de microestrutura foi realizada em uma extremidade de um es- labe após cada experimento, e a classificação "grãos grosseiros" foi dada se os contornos entre grãos Y anteriores foram claramente observados e grãos y anteriores grosseiros permaneceram na microes- trutura, enquanto a classificação "microestrutura refinada" dada se os contornos entre grãos Y anteriores não estiverem claros na microestru- tura. Para "Rachaduras," observações visuais foram conduzidas para investigar as condições de uma superfície de cada produto de aço de fundição contínua imediatamente após a fundição contínua e de uma superfície do produto de aço de fundição contínua após a laminação subsequente, e a classificação "não observado" foi dada se nenhuma dentre as rachaduras transversais e as rachaduras longitudinais foi observada em nenhum caso, e "observado" de maneira contrária.

[0060] No Experimento no 8 e 10 em que Tn excede 0,20 segundo ou RNS excede 0,38, as rachaduras transversais ocorreram embora as condições de resfriamento secundário estivessem dentro da faixa re-velada no presente documento. Em contraste, no Experimento no 12 em que a taxa de remoção é menor do que 1,0 m/min, nenhuma rachadura transversal ocorreu apesar do fato de que Tn excede 0,20 e RNS excede 0,38. A partir disso, pode-se visualizar que as rachaduras transversais podem ocorrer quando a taxa de remoção é 1,0 m/min ou maior, até mesmo se as condições de resfriamento secundário estiverem dentro da faixa revelada no presente documento, e que tais rachaduras transversais podem ser evitadas definindo-se as condições de oscilação de molde de modo que Tn seja 0,20 segundo ou menos e RNS seja 0,38 ou menos.

[0061] Além disso, essa tendência foi similarmente observada no tipo de aço B, C e D em que o teor de carbono era de 0,13% em massa ou mais e 0,20% em massa ou menos e o teor de manganês era 0,50% em massa ou mais (Experimento No 16, 17, 21, 22, 26 e 27). Em contraste, no tipo de aço E, F e G em que o teor de carbono era menor do que 0,13% em massa ou o teor de manganês era menor do que 0,50% em massa, nenhuma rachadura transversal ocorreu quando a taxa de remoção foi de 1,0 m/min ou maior, até mesmo se Tn excedeu 0,20 segundo ou RNS excedeu 0,38 (Experimento No 31, 32, 36, 37, 41 e 42). Embora a razão seja incerta, isso resulta presumivelmente de teor baixo de carbono ou baixo de manganês e baixa sensibilidade à rachadura. A partir disso, pode-se visualizar que as rachaduras transversais podem formar em um aço com alto teor de C e alto teor de Mn que contém 0,13% em massa ou mais e 0,20% em massa ou menos de carbono e 0,50% em massa ou mais de manganês quando submetido à fundição contínua a uma taxa de remoção de 1,0 m/min ou maior, até mesmo se as condições de resfriamento secundário esti- verem dentro da faixa revelada no presente documento, e que tais ra-chaduras transversais podem ser evitadas definindo-se as condições de oscilação de molde de modo que Tn seja 0,20 segundo ou menos e RNS seja 0,38 ou menos.

[0062] No tipo de aço A, B, C e D em que o teor de carbono foi 0,13% em massa ou mais e 0,20% em massa ou menos e o teor de manganês foi 0,50% em massa ou mais, as rachaduras longitudinais ocorreram nos produtos de aço de fundição contínua nas respectivas porções centrais no sentido de largura quando o tempo para alcançar o ponto de Ar3 foi de 60 segundos ou menos (Experimento No 6, 15, 20 e 25). Em contraste, no tipo de aço E, F e G em que o teor de carbono foi menor do que 0,13% em massa ou o teor de manganês foi menor do que 0,50% em massa, nenhuma rachadura longitudinal ocorreu até mesmo quando o tempo para alcançar o ponto de Ar3 foi 60 segundos ou menos (Experimento no 30, 35 e 40). Embora a razão seja incerta, isso resulta presumivelmente de teor baixo de carbono ou manganês, evitando a formação de um revestimento solidificado de espessura irregular. A partir disso, pode-se visualizar que as rachaduras longitudinais podem se formar em um aço com alto teor de C e alto teor de Mn que contém 0,13% em massa ou mais e 0,20% em massa ou menos de carbono e 0,50% em massa ou mais de manganês quando submetido à fundição contínua a uma taxa de remoção de 1,0 m/min ou maior, e que tais rachaduras longitudinais podem ser evitadas definindo- se o tempo para alcançar o ponto de Ar3 para ser mais do que 60 segundos.

[0063] Nota-se que, no Experimento no 5, 7, 14, 19, 24, 29, 34 e 39, em que a temperatura de resfriamento estava a ou acima do ponto de transformação de Ar3 ou a temperatura recuperativa estava a ou abaixo do ponto de transformação de Ac3, grãos Y anteriores eram grosseiros e rachaduras transversais ocorreram, independente da composição de aço.

[0064] A partir dos exemplos acima, é possível, de acordo com esta revelação, produzir produtos de aço de fundição contínua de alta qualidade sem rachaduras de superfície, enquanto possibilita uso sen-sato e eficiente de máquinas de fundição contínua.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[0065] De acordo com o método para produzir um produto de aço de fundição contínua com o uso de uma máquina de fundição contínua, conforme revelado no presente documento, é possível produzir produtos de aço de fundição contínua com rachaduras de superfície reduzida sem diminuir a produtividade, até mesmo com o uso de aço derretido que tem uma composição química especificada. LISTA DE SINAIS DE REFERÊNCIA 100 Máquina de fundição contínua (tipo de curvatura vertical) 10 Panela de fundição 11 Panela intermediária 12Molde 13 Bocal de aspersão 14 Cilindro 15 Cortador 16 Agitador eletromagnético 20A Zona vertical 20B Zona de curvatura 20C Zona Curvada 20D Zona de endireitamento 20E Zona horizontal 21 Molde curvado M Aço derretido S Aço de fundição contínua C1 Rachadura transversal C2 Rachadura longitudinal

Claims

1. Método para produzir um produto de aço de fundição contínua com uso de uma máquina de fundição contínua do tipo curvada ou do tipo curvatura vertical, sendo que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: submeter o aço derretido ao resfriamento primário em um molde, sendo que o aço derretido contém 0,13% em massa ou mais e 0,20% em massa ou menos de C e 0,50% em massa ou mais de Mn; retirar um aço de fundição contínua do molde a uma taxa de remoção de 1,0 m/min ou maior; e submeter o aço de fundição contínua a resfriamento secun-dário, sendo que o resfriamento secundário inclui fazer com que a temperatura de superfície do aço de fundição contínua caia abaixo do ponto de transformação de Ar3 e, então, suba novamente acima do ponto de transformação de Ac3, em que o molde é oscilado sob condições de oscilação que satisfazem um tempo de desmolde negativo, Tn, de 0,08 segundo ou mais e 0,20 segundo ou menos e uma razão de tempo de desmolde negativo, RNS, de 0,30 ou mais e 0,38 ou menos, e em que o tempo a partir de quando o aço de fundição con-tínua passa através do molde até a temperatura de superfície do aço de fundição contínua alcançar o ponto de transformação de Ar3 é mais do que 60 segundos.