BRPI1008468B1 - Linha de processamento de aço de fita flexível adequada para produzir diversos aços de alta resistência - Google Patents

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Abstract

linha de processamento de aço de fita flexível adequada para produzir diversos aços de alta resistência, uma linha de processamento de aço de fita fina flexível adequada para produzir diversos aços de alta resistência é definida conforme segue: uma estação de desenrolamento e lavagem, uma estação de aquecimento, uma estação de encharcamento, uma estação de resfriamento retardado, uma estação de resfriamento de jato de gás, uma estação de supressão de água, uma estação de lavagem de ácido, uma estação de reaquecimento, uma estação de superdosagem, uma estação de resfriamento final, uma estação de nivelamento, uma estação de acabamento, uma estação de lubrificação e uma estação de bobinagem por sua vez. adicionalmente, existe configurada uma estação de galvanoplastia conectada à estação de desenrolamento e lavagem, a estação de lavagem de ácido e a estação de reaquecimento separadamente via as passagens de conexão; uma galvanização a quente e estação de galvanização conectadas à estação de reaquecimento via um nariz de forno de galvanização a quente e à estação de resfriamento de pós-galvanização e estação de resfriamento final via as passagens de conexão; e uma estação de decapagem e outra estação de pós-tratamento conectadas à estação de galvanoplastia, a estação de nivelamento e a estação de acabamento separadamente via as passagens de conexão. a estação de reaquecimento é conectada à estação de superdosagem via uma passagem secundária móvel. de acordo com a invenção, a produção de chapa laminada a frio comum, chapa galvanizada a quente e chapa galvanizada, e a produção de chapa eletrogalvanizada por zn ou ni, especificamente chapa laminada a frio de resistência ultra-alta, chapa eletrogalvanizada por zinco e chapa galvanizada a quente, bem como, chapa galvanizada, são integradas em uma única unidade para produção flexível.

Description

Campo Técnico
[001] A invenção refere-se a uma tecnologia para tratamento de calor e tratamento de superfície de aço de fita, especificamente a uma linha de processamento de aço de fita flexível adequada para produzir diversos aços de alta resistência.
Estado da Técnica
[002] A necessidade de proteção ambiental e de desenvolvimento sustentável foi reconhecida como uma das visões mais comuns da humanidade no século 21. Uma tendência geral no desenvolvimento da indústria moderna de automóvel é a de reduzir peso e economizar energia. A pesquisa sobre automóvel de peso leve indiciou que o aço de alta resistência deve ser usado em grande escola na indústria de automóvel para tornar a chapa de aço mais fina, de modo a atingir a meta de “reduzir peso, economizar energia e reduzir emissão”. A demanda para chapa laminada a frio de alta resistência e chapa galvanizada a quente é, portanto, muito aumentada.
[003] Geralmente, ambas, a chapa de alta resistência e a chapa de alta qualidade de superfície (p.ex., painel externo de automóvel) são produzidas na mesma unidade de tratamento de calor contínua/laminagem a frio da técnica anterior. Entretanto, o aço de alta resistência, especificamente aço de ultra-alta resistência, tem demandas na qualidade de superfície que são totalmente diferentes daquelas de uma lâmina de alta qualidade de superfície. Devido ao seu uso nas estruturas de automóvel, as demandas do aço de alta resistência na qualidade de superfície são muito altas. Do contrário, o painel externo de automóvel é extremamente crítico de sua qualidade de superfície. Quando uma pequena quantidade de aço de alta resistência, especificamente aço de ultra-alta resistência, especificamente aço de ultra-alta resistência, é produzida em uma grande unidade de tratamento de calor contínuo, nodulação ou raspagem local e abrasão, etc., pode ocorrer em rolos de forno devido à alta resistência e formato ineficiente da chapa de aço.
[004] Dessa forma, a unidade não pode ser usada ainda para produzir a chapa de alta qualidade de superfície após o aço de alta resistência for concluído, e a unidade deve ser desligada para substituição dos rolos de forno danificados. A perda de tempo e rolos sobressalentes de forno resultantes da parada do enorme forno de tratamento de calor contínuo para resfriar e substituir os rolos é surpreendente. Portanto, a organização da produção de aço de alta resistência, especificamente o aço de ultra-alta resistência, e chapa de alta qualidade de superfície na mesma unidade é muito difícil.
[005] Em termos de especificações, a chapa de alta qualidade de superfície representada pelo painel externo de automóvel é geralmente ampla e fina, enquanto ao aço de alta resistência, especificamente o aço de ultra-alta resistência, é normalmente espesso e estreito. Quando uma unidade de tratamento de calor contínuo deve ser projetada para acomodar ambos os produtos, o que pode ser previsto não é somente a alta dificuldade técnica, porém também a complexidade e enorme volume da unidade, além de grande investimento.
[006] A diferença também existe na tecnologia de resfriamento de forno. Uma unidade para produzir a chapa de alta qualidade de superfície não tem altas demandas na taxa de resfriamento do forno, porém suas demandas são altas na tecnologia de passagem fixa de alta velocidade para impedir deformação e ruptura de fita para aço flexível em altas temperaturas, e a tensão é exigida para ser inferior e estável para cada seção do forno. Em contraste, uma unidade para produzir aço de alta resistência tem altas demandas na taxa de resfriamento na seção de resfriamento rápido do forno. Além disso o aço de alta resistência espesso e estreito por ser tende a desviar, e essa tendência é exacerbada após tal aço de fita ser submetido à alteração de fase em rápido resfriamento e o formato da chapa é assim deteriorado. Portanto, a tensão em cada seção de forno da unidade é exigida para ser grande, e a capacidade de correção do sistema de rolo da unidade é exigida para ser superior.
[007] As demandas sobre a máquina de nivelamento também são diferentes. Para produtos demandando alta qualidade de superfície, é extremamente importante melhorar a qualidade de superfície, por nivelamento, além de controlar as propriedades de material e melhorar o formato da chapa por nivelamento. Dessa forma, um grande diâmetro do rolo de nivelamento e uma grande força de laminação são exigidos. Por outro lado, já que os produtos de aço de alta resistência possuem alta resistência de rendimento, se o diâmetro do rolo de nivelamento for muito alto, a força de laminação da máquina de nivelamento será aumentada muito, e o consumo de energia da máquina de nivelamento e investimento aumentará. Dessa forma, um pequeno diâmetro do rolo de nivelamento, uma grande tensão de nivelamento e uma força de laminação adequada durante o nivelamento são geralmente aplicados para melhorar o formato de chapa de aço de alta resistência.
[008] Com relação à mudança entre as especificações e variedades, conforme cada especificação sob cada variedade do aço de alta resistência, especificamente o aço de ultra-alta resistência, é usada em pequena quantidade, porém o número total de especificações e variedades é grande, a frequência de mudança na produção com uma unidade de tratamento de calor contínuo é aumentada, e o tempo de transição é prolongado. Isso tem bastante impacto sobre a operação fixa e rendimento de produção de uma grande unidade de tratamento de calor contínuo. Dessa forma, para uma grande empresa de aço unido, quando tem diversas unidades de tratamento de calor contínuo ao mesmo tempo, uma unidade exclusiva de tratamento de calor contínuo é urgentemente necessária para produzir o aço de alta resistência, de modo a garantir a operação fixa de outras unidades de tratamento de calor contínuo em alta velocidade, o bom estado das unidades em todos os tempos e a boa qualidade da superfície de produto.
[009] A chapa de alta resistência laminada a frio é produzida usando uma unidade de recozimento contínuo compreendendo um dispositivo de resfriamento rápido. Para que o produto obtenha uma resistência de 980Mpa e superior, bem como desempenhos superiores subsequentes de processamento, a unidade de recozimento contínuo deve ser equipada com um dispositivo de resfriamento rápido, tal como , dispositivos de supressão de água, resfriamento por pulverização ou resfriamento de jato de hidrogênio alto. O processo principal de recozimento contínuo envolve: - Desenrolamento - lavagem - aquecimento - encharcamento - resfriamento retardado - resfriamento rápido - (lavagem de ácido) - (reaquecimento) - superdosagem (têmpera) - resfriamento - nivelamento - acabamento - chapa de alta resistência laminada a frio.
[010] No processo de recozimento contínuo, o aço laminado a frio que foi desenrolado e lavado é aquecido em uma temperatura, mantido por um período de tempo e, então, lentamente resfriada a uma temperatura seguido por resfriamento até a temperatura ambiente ou temperatura de superdosagem em uma taxa rápido de resfriamento em um dispositivo de resfriamento rápido.
[011] Como um método de resfriamento que tem a taxa de resfriamento atualmente mais rápida, a supressão de água também é um procedimento barato usado na produção de aço de alta resistência. A adição de uma pequena quantidade de elementos de liga pode produzir aço de alta resistência. A adição de uma pequena quantidade de elementos de liga pode produzir aço de alta resistência bifásico, multifásico e martensítico também de um alto nível de resistência. Entretanto, uma camada de filme de óxido pode ser formada na superfície de aço de fita durante a supressão de água, e a lavagem de ácido é assim necessária, adicionalmente. Além do mais, quando a supressão de água é usada, é difícil terminar o resfriamento em uma temperatura de superdosagem. Portanto, o aço de fita deve ser resfriado para menos do que 100°C, e é necessário reaquecer o aço de fita em uma temperatura de recozimento para têmpera de modo a garantir a estabilidade de antienvelhecimento do aço de fita.
[012] Quando o resfriamento de jato de hidrogênio alto é usada no processo de recozimento contínuo, a temperatura de resfriamento terminal tem forte controlabilidade, e o resfriamento em excesso a temperatura ambiente e a oxidação do aço de fita são evitados. Portanto, o aço de fita pode prosseguir à superdosagem diretamente ou após i reaquecimento, sem a lavagem de ácido.
[013] Entretanto, a taxa de resfriamento do método de resfriamento de jato de hidrogênio alto é mais lento do que a supressão de água. Consequentemente, quando os mesmos elementos de liga são adicionados, o nível de resistência da chapa laminada a frio produzida por resfriamento de jato de hidrogênio alto é muito inferior do que aquele produzido por supressão de água.
[014] A chapa de alta resistência galvanizada a quente é produzida por uma unidade continua de galvanização a quente compreendendo um dispositivo de cozimento rápido. Com a finalidade de maximizar a resistência de substrato e garantir a capacidade de galvanização a quente, a unidade contínua de galvanização a quente deve ser equipada com um dispositivo de resfriamento rápido do resfriamento de jato de hidrogênio alto, um dispositivo de supressão de água ou resfriamento por pulverização e um dispositivo de lavagem de ácido.
[015] O processo principal de galvanização contínua a quente envolve: - Desenrolamento - lavagem - aquecimento - encharcamento - resfriamento retardado - resfriamento rápido - (lavagem de ácido) - (reaquecimento) - galvanização a quente (ou compreendendo a galvanização) - resfriamento - nivelamento - acabamento - chapa de alta resistência a quente.
[016] No processo de galvanização a quente contínuo, o aço laminado a frio que foi desenrolado e lavado é aquecido a uma temperatura de encharcamento, mantido por um período de tempo, e então lentamente resfriado a uma temperatura, seguido por resfriamento em cerca da temperatura de cuba de zinco ou temperatura ambiente em uma taxa de resfriamento rápido em um dispositivo de resfriamento rápido. O aço de fira extinto de água precisa ser levado por ácido para remover o filme de óxido em sua superfície, e então é aquecido antes de entrar na cuba de zinco para galvanização a quente ou galvanização. Finalmente, o aço de fita é submetido aos procedimentos subsequentes de tratamento, tais como, nivelamento, etc., após for resfriado.
[017] Já que a galvanização a quente do aço de fita deve ser realizada em cerca de 460°C, e após a galvanização a quente ter que ser realizada em cerda de 500° C, uma grande quantidade dos elementos de liga deve ser adicionada no substrato se a chapa galvanizada a quente de alta resistência de nível estiver sendo produzida em uma linha convencional contínua de galvanização a quente. Entretanto, isso resultará no enriquecimento dos elementos de liga, tais como, Mn, Si na superfície da chapa de aço antes de ser galvanizada, e assim a chapa galvanizada a quente, incluindo a chapa galvanizada, que tem boa qualidade de superfície, não pode ser produzida.
[018] Portanto, quando um processo envolvendo a supressão de água + lavagem de ácido + reaquecimento + galvanização a quente (ou compreendendo galvanização é usado, o nível de resistência da chapa de aço pode ser aumentado muito, de um lado, e do outro, os elementos de liga enriquecidos na superfície do aço de fita podem ser removidos por lavagem de ácido, de modo a garantir a aquisição da chapa de alta resistência galvanizada a quente, bem como a chapa galvanizada que tem boa qualidade de superfície. Quando um processo de alto resfriamento de hidrogênio é usado, o aço de fita pode entrar na cuba de zinco para galvanização (ou compreendendo a galvanização) diretamente ou após o reaquecimento, sem lavagem de ácido, seguido por procedimentos subsequentes de tratamento, tais como, nivelamento, etc., após o resfriamento. Entretanto, quando tal processo é usado, os elementos de liga podem ser adicionados em excesso para garantir a capacidade de galvanização. Considerando a mesma composição química, o produto final deste processo tem um nível de resistência que é certamente baixo.
[019] Consequentemente, em comparação com a supressão de água, o alto resfriamento de hidrogênio fornece a chapa galvanizada a quente, bem como, a chapa galvanizada com baixo nível de resistência em determinada variação de composição de liga.
[020] Composição por ser visto a partir da descrição acima, nos processos de produção para produzir a chapa de alta resistência laminada a frio e chapa galvanizada a quente, a configuração do dispositivo de lavagem na entrada para a chapa original, os dispositivos de aquecimento e encharcamento para recozimento, o dispositivo de resfriamento rápido e dispositivos associados (p.ex., dispositivos de supressão de água, lavagem de ácido e reaquecimento, etc.), bem como os dispositivos de nivelamento, lubrificação e bobinagem na saída, etc. são substancialmente os mesmos. Portanto, a produção da chapa de alta resistência laminada a frio e aquela da chapa de alta resistência galvanizada a quente pode ser integrada em uma única unidade. Mais importante, já que a demanda de mercado para a chapa de alta resistência laminada a frio ou chapa de alta resistência galvanizada a quente é muito grande, se as linhas de produção para produzir a chapa de alta resistência laminada a frio e chapa de alta resistência galvanizada a quente forem construídas separadamente, o custo de capital será bem aumentado, e nenhuma das unidades é saturada em sua produção. Enquanto isso, tal unidade para produzir o aço de alta resistência, especificamente o alo de ultra-alta resistência, não é adequada para produzir os produtos de aço flexível tendo alta qualidade de superfície, porém somente pode ser usado para produzir os produtos comuns de baixo grau de aço flexível tendo qualidade de superfície relativamente deficiente, levando ao desperdício severo de recursos. Portanto, a atenção crescente é dada na indústria de aço para a disposição razoável dos dispositivos em diversas seções da unidade e pesquisa e desenvolvimento de um dispositivo de mudança para passar a chapa de aço, com o objetivo de integrar em uma única unidade a produção de chapa laminada a frio de resistência ultra-alta e alta resistência e bem como a chapa galvanizada a quente que tem muitas especificações e variedades, porém não muita demanda.
[021] A publicação do pedido de patente japonesa (kokai) H2003-253413 revela um mecanismo de finalidade dupla e um método de finalidade dupla para produzir a chapa de aço laminada a quente de alta resistência e chapa de aço galvanizada à quente. Nesse método, a chapa de aço proveniente de um forno de recozimento equipado com uma seção de aquecimento, uma seção de encharcamento e uma seção de resfriamento de jato de gás pode ser fornecida a um dispositivo de galvanização em uma passagem de galvanização para produzir a chapa de aço galvanizada a quente. Alternativamente, a chapa de aço precedente proveniente do forno de recozimento pode ser fornecida a um banho de supressão de água, ao invés do dispositivo de galvanização em uma passagem aberta de laminagem a frio da chapa para produzir a chapa de aço laminada à quente de alta resistência.
[022] Esta patente é relacionada a um método de finalidade dupla para produzir a chapa de aço galvanizada a quente e chapa de aço laminada a quente de alta resistência, caracterizando um dispositivo de mudança para mudança entre duas passagens de processo. Para realizar a produção de finalidade dupla da chapa de aço galvanizada a quente e chapa de aço laminada a quente de alta resistência, três modos são obtidos nesse método para efetuar o processo: (1) um dispositivo de mudança é disposto entre uma cuba de zinco e um banho de supressão de água imediatamente atrás da seção de resfriamento de jato de gás; (2) a mudança é realizada ao levantar ou abaixar os rolos imersos na cuba de zinco e banho de supressão de água; (3) a mudança é realizada ao introduzir a solução de zinco ou água em um banho comum para a galvanização e supressão de água. Entretanto, as desvantagens principais desta patente incluem: - Primeiro, para os processos de resfriamento de jato de hidrogênio alto e supressão de água capazes de resfriamento rápido, bem como, processo de lavagem de ácido, não são usados na produção do método de finalidade dupla desta patente, a chapa galvanizada a quente endurecida por transformação de fase e chapa galvanizada que possuem boa qualidade de superfície, porém menor nível de resistência não pode nem ser produzido, muito menos a chapa de alta resistência galvanizada a quente e chapa galvanizada. - Segundo, para o processo de lavagem de ácido após o processo de supressão de água e têmpera por reaquecimento não serem usados no método de produção de finalidade dupla desta patente, a chapa de alta resistência laminada a frio tem qualidade de superfície deficiente, plasticidade e estabilidade de antienvelhecimento. - Finalmente, os modos do segundo e terceiro processos para realizar o método de produção de finalidade dupla desta patente são praticamente difíceis. Especificamente, quanto a mudança entre a chapa galvanizada e chapa laminada a frio ocorre, o zinco residual na superfície de rolo infligirá em impacto severo sobre a qualidade de superfície de chapa laminada a frio e operação da unidade. Além do mais, o uso comum da cuba de zinco e banho de supressão de água trará muitos problemas técnicos difíceis para serem resolvidos, tais como, rachadura de cuba de zinco, e acarretar mudança dispendiosa. Breve apresentação da Invenção
[023] O objeto da invenção é o de fornecer uma linha de processamento de aço de fita fina flexível adequada para produzir diversos aços de alta resistência, caracterizada pelo fato de que a chapa de alta resistência laminada a frio, chapa galvanizada a quente, chapa galvanizada, bem como, a chapa eletrogalvanizada e chapa laminada a níquel poderão ser produzidas a partir do material rígido laminada, que é laminado e endurecido a frio, e a chapa decapada laminada a quente nesta linha de processamento. Ao integrar a produção da chapa laminada a frio comum, chapa galvanizada a quente e chapa galvanizada em uma única unidade, os recursos são colocados em uso efetivo e o custo de investimento é economizado. Além do mais, a chapa eletrogalvanizada e chapa laminada a níquel também poder ser produzidas nesta linha de processamento pelo uso de uma passagem de conexão, e chapa laminada a frio de resistência ultra-alta, chapa galvanizada a quente e chapa galvanizada também podem ser produzidas. Além disso, ao usar o processo de lavagem de ácido antes da galvanização a quente ou Fe, o processo de galvanoplastia no Ni, a desvantagem da capacidade de galvanização deficiente do aço de alta resistência, especificamente o aço de ultra-alta resistência, é eliminada completamente no processo de produção e mecanismo da invenção, de modo que a boa qualidade de superfície da chapa de alta resistência galvanizada a quente e chapa galvanizada seja garantida. Para atingir o objetivo acima, a seguinte solução técnica da invenção é adotada: uma linha de processamento de aço de fita fina flexível adequada para produzir diversos aços de alta resistência é definida conforme segue: uma estação de desenrolamento, uma estação de encharcamento, uma estação de resfriamento retardado, uma estação de resfriamento de jato de gás, uma estação de supressão de água, uma estação de lavagem de ácido, uma estação de reaquecimento, uma estação de superdosagem, uma estação de resfriamento final, uma estação de nivelamento, uma estação de acabamento, uma estação de lubrificação e uma estação de bobina.
[024] Adicionalmente, é ainda definida uma estação de galvanoplastia conectada à estação de desenrolamento e lavagem, estação de lavagem de ácido e estação de reaquecimento separadamente via as passagens de conexão; uma estação de galvanização a quente e estação de galvanização conectada à estação de reaquecimento via um nariz de forno de galvanização a quente e à estação de resfriamento final via uma passagem de conexão, e uma estação de decapagem e outra estação de decapagem e outra estação de pós-tratamento conectadas à estação de galvanoplastia, a estação de nivelamento e a estação de acabamento separadamente via as passagens de conexão. A estação de reaquecimento é conectada à estação de superdosagem via uma passagem secundária móvel, caracterizada pelo fato de que a passagem secundária móvel é unida quando um produto continuamente recozido da chapa laminada a frio deve ser produzido, e a passagem secundária móvel é removida com o bocal de união vedado quando um produto galvanizado a quente ou seu produto galvanizada correspondente deve ser produzido.
[025] O resfriamento de jato de gás é o resfriamento de jato de hidrogênio alto. A estação de decapagem e outra estação de pós-tratamento são conectadas à estação de acabamento, estação de lubrificação ou estação de bobinagem. A passagem secundária é diferente da passagem de conexão de modo que a anterior é uma passagem hermética em que a atmosfera é substancialmente a mesma que o forno de recozimento, i.e., um gás protetor de uma mistura de nitrogênio e hidrogênio em que o hidrogênio é responsável por 2%-7%. A passagem de conexão não é hermética e não precisa de gás protetor. Além disso, um aquecedor por indução está disposto atrás da seção de lavagem de ácido.
[026] A seção de resfriamento de jato de hidrogênio alto é seguida por um aquecedor por indução, preferivelmente um aquecedor por indução tendo uma frequência de 1000Hz ou superior. Comparando com a linha anterior de processamento, a linha de processamento da invenção pode controlar a temperatura do aço de fita rapidamente resfriado e taxa de reaquecimento e temperatura, e dispensa com a lavagem de ácido, de modo a suficientemente atender as exigências do processo de produção da chapa de alta resistência em seu mecanismo.
[027] A linha de processamento de aço de fita fina flexível adequada para produzir diversos aços de alta resistência da invenção tem superioridades peculiares. Em comparação com as unidades anteriores de tratamento de calor, a linha de processamento da invenção tem os seguintes recursos e vantagens significativos e notáveis.
[028] 1. Variedades ricas de produto. A unidade de recozimento contínuo mais comum somente pode ser usada para produzir produtos laminados a frio comuns, e a unidade contínua de galvanização a quente mais comum somente pode ser usada para produzir os produtos galvanizados e galvanizados a quente. Mesmo a unidade de finalidade dupla de recozimento contínuo/galvanização a quente, que foi desenvolvida recentemente, somente pode ser usada para produzir dois tipos de produtos, i.e., produtos comuns laminados e produtos galvanizados a quente. Adicionalmente, o produto alvo desta unidade de finalidade dupla de recozimento contínuo/galvanização a quente não é aço de alta resistência, especificamente o aço de ultra-alta resistência. Portanto, não tem superioridade óbvia na variedade de produto.
[029] A linha de processamento flexível adequada para produzir o aço de alta resistência da invenção, em que um dispositivo de resfriamento de jato de hidrogênio alto de alta velocidade e um dispositivo de supressão de água são instalados simultaneamente, é especificamente útil para produzir o aço de alta resistência e aço de ultra-alta resistência caracterizando especificações e variedades abundantes, porém pequena quantidade de demanda. Esta linha de processamento pode ser usada para produzir não somente o aço laminado a frio de alta resistência e aço de ultra-alta resistência de diversos níveis de resistência (até 1470Mpa), porém também diversos aços galvanizados a quente de alta resistência tendo um nível superior de resistência de até 980Mpa, bem como, produtos eletrogalvanizados, laminado por níquel e laminados por liga de zingo/níquel de diversos níveis de resistência. De forma geral, em contraste a outras linhas de processamento de aço de fito laminado a frio, essa linha de processamento multifuncional é caracterizada por múltiplas funções e sua capacidade de produzir produtos de múltiplas funções e sua capacidade de produzir produtos de múltiplas variedades.
[030] 2.Baixo custo de produção Primeiro, com relação ao material de partida, não somente a lâmina rígida laminada pode ser usada como o material de partida, porém também a chapa decapada laminada a quente pode ser usada diretamente como o material de partida. Já que um novo dispositivo de resfriamento de jato de hidrogênio alto de alta velocidade e um novo dispositivo de supressão de água são usados na invenção, o conteúdo de liga pode ser reduzido para produzir o aço de alta resistência de mesmo nível de resistência, economizando elementos de liga e reduzindo o curso de produção. Enquanto isso, as exigências de produção dos procedimentos de fabricação de aço, laminação a quente, lavagem de ácido e laminagem a frio são reduzidas, levando à operação mais estável da produção e custo inferior. Além disso, conforme os diversos aços de alta resistência podem ser produzidos especialmente nesta linha de processamento flexível, a interconexão e transição entre a produção de diversos produtos de aço de alta resistência serão mais convenientes, e não existe nenhuma necessidade de aumentar grande investimento de outras unidades para produzir uma pequena quantidade de aço de ultra-alta resistência, de modo que outras unidades sejam liberadas e o custo de produção seja reduzido de modo geral.
[031] 3.Produto de alta qualidade Conforme a linha de processamento da invenção é especialmente projetada para o tratamento de diversos produtos de aço de alta resistência, medias mais efetivas podem ser tomadas para melhorar a qualidade de produto ao considerar as exigências de processo da produção de aço de alta resistência. Por exemplo, à luz do problema da baixa taxa de resfriamento de uma unidade de tratamento de calor contínuo comum, a unidade da invenção usa novas tecnologias de resfriamento de jato de hidrogênio alto de alta velocidade e supressão de água para aumentar a taxa de resfriamento significamente, resultando em diminuição notável do conteúdo da liga na composição química do aço de alta resistência de mesmo nível de resistência. Dessa forma, a propriedade de soldagem e a capacidade de laminação dos produtos de aço de alta resistência são aumentadas significativamente além da diminuição do custo de produção. Como outro exemplo, um novo processo de galvanização a quente após a supressão de água, lavagem de ácido e mesmo chapeamento, é usado para ainda melhorar a capacidade de laminação do aço de alta resistência substancialmente, assim a qualidade de superfície e resistência à corrosão de um aço galvanizado a quente de alta resistência.
Breve descrição dos Desenhos
[032] A Fig. 1 é um diagrama de bloco mostrando o esquema de processo do primeiro exemplo de acordo com a invenção; A Fig. 2 é um diagrama de bloco mostrando o esquema de processo do segundo exemplo de acordo com a invenção; A Fig. 3 é um diagrama de bloco mostrando o esquema de processo do terceiro exemplo de acordo com a invenção; A Fig. 4 é um diagrama de bloco mostrando o esquema de processo do quarto exemplo de acordo com a invenção; A Fig. 5 é um diagrama de bloco mostrando o esquema de processo do quinto exemplo de acordo com a invenção; A Fig. 6 é um diagrama de bloco mostrando o esquema de processo do sexto exemplo de acordo com a invenção; A Fig. 7 é um diagrama de bloco mostrando o esquema de processo do sétimo exemplo de acordo com a invenção; A Fig. 8 é um diagrama de bloco mostrando o esquema de processo do oitavo exemplo de acordo com a invenção; A Fig. 9 é um diagrama de bloco mostrando o esquema de processo do nono exemplo de acordo com a invenção;
Melhores Modos para Realizar a Invenção
[033] A linha de processamento de aço de fita flexível adequada para produzir diversos aços de alta resistência da invenção será descrita em detalhes nos seguintes exemplos com referência aos desenhos (em que a seta sólida indica o esquema de processo usado no exemplo, enquanto as linhas pontilhadas indicam os esquemas opcionais de processo que podem ser adotados em outros exemplos). Exemplo 1
[034] Com referência à Fig. 1, o esquema de processo deste exemplo envolve o material de partida 1 - desenrolamento e lavagem 2 - aquecimento 3 - encharcamento 4 - resfriamento retardado 5 - resfriamento de jato de gás 6 (resfriamento de jato de hidrogênio alto) - superdosagem 10 - resfriamento final 11 - nivelamento 12 - acabamento 13 - lubrificação e pós-tratamento 14 - bobinagem 15 - produto final 16.
[035] O processo da invenção pode ser usado para produzir a chapa laminada a frio comum e chapa de aço laminada a quente de alta resistência endurecida por transformação de fase, especificamente adequada para produzir aço TRIP laminado a frio e aço DP de menos de grau 80Kg, em que os parâmetros de processo para a produção do aço TRIP de grau 80Kg laminado a frio e aço DP de grau 80KG são mostrados na Tabela 1. Conforme pode ser visto a partir da Tabela 1, é importante controlar a temperatura de encharcamento, temperatura de envelhecimento e tempos respectivos durante o recozimento contínuo para aço TRIP, e as demandas sobre a taxa de resfriamento rápido não são críticas. Entretanto, quando o aço DP de alta resistência estiver em questão, a temperatura de encharcamento e a taxa de resfriamento rápido são os parâmetros fundamentais de processo para controlar o recozimento contínuo, e especificamente, existe altas demandas na taxa de resfriamento rápido. Com relação ao envelhecimento, é exigido para ocorrer em uma baixa temperatura e por um curto tempo para evitar a decomposição de martensita.
[036] Os procedimentos de lavagem de ácido e reaquecimento são deixados de fora deste processo, e o procedimento de tratamento de calor é realizado em baixo custo. A qualidade de superfície dos produtos é boa. Tabela 1 Parâmetros de processo para Aço TRIP de grau 80Kg Laminado a Frio e Aço DP de grau 80Kg.
Figure img0001
Exemplo 2
[037] Com referência à Fig. 2, o esquema de processo deste exemplo envolve o material de partida 1 - desenrolamento e lavagem 2 - aquecimento 3 - encharcamento 4 - resfriamento retardado 5 - resfriamento de jato de gás 6 (resfriamento de jato de hidrogênio alto) - reaquecimento 9 - superdosagem 10 - resfriamento final 11 - nivelamento 12 - acabamento 13 - lubrificação e pós-tratamento 14 - bobinagem 15 - produto final 16.
[038] Em contraste ao Exemplo 1, este processo da invenção usa um processo de superdosagem que é realizado primeiramente em baixa temperatura e então em alta temperatura, através do qual os produtos de aço flexível de processo que possuem boas propriedades antienvelhecimento podem ser produzidos a partir de aço calmado de alumínio de carbono baixo, tendo boas propriedades de antienvelhecimento são mostrados na Tabela 2. Conforme pode ser visto a partir da Tabela 2, com a finalidade de produzir aço calmado de alumínio de carbono baixo tendo boas propriedades de antienvelhecimento, é importante controlar a temperatura de encharcamento e processo de envelhecimento durante o recozimento contínuo, em que o processo de superdosagem deve ser realizado primeiramente em baixa temperatura e então em alta temperatura para atingir segregação suficiente de carbono dissolvido a partir do aço. A linha de processamento da invenção satisfaz tais exigências de processo ao aplicar um procedimento de resfriamento rápido seguido por reaquecimento. Este processo também é adequado para produzir o aço de fase dupla e martensita endurecida de transformação de fase.
[039] Em contraste a ouras patentes, um aquecedor por indução de alta energia está disposto atrás da seção de resfriamento de jato de hidrogênio alto na linha de processamento da invenção, permitindo o controle da taxa de aquecimento e temperatura após o resfriamento rápido, e deixando de fora a lavagem de ácido. As exigências do processo para produzir a chapa de alta resistência nos equipamentos são assim satisfeitas. Tabela 2 Parâmetros de Processo para Aço Calmado de Alumínio de Carbono Baixo e Aço Martensítico
Figure img0002
[040] Mais importantemente, neste exemplo da invenção, o aço de fita pode ser resfriado em uma temperatura inferior ao ponto de transformação de fase de martensita. Após a transformação de fase da martensita ocorrer, o aço é temperado para efetuar a supressão mais têmpera, gerando a textura martensítica temporada, de modo a regular os desempenhos abrangentes da chapa de aço. A chapa de aço de fase dupla de alta resistência tendo resistência e plasticidade mais bem balanceadas do que os produtos de aço de fase dupla do Exemplo 1 é assim produzida. Adicionalmente, o aço Martensítico tendo nível inferior de resistência, porém melhor plasticidade também pode ser produzido. Os parâmetros de processo para produzir os produtos de aço martensítico também são mostrados na Tabela 2. Conforme pode ser visto a partir da Tabela 2, a chave para a produção de aço martensítico de alta resistência é o controle da temperatura de encharcamento e taxa de resfriamento rápido durante o recozimento contínuo, em que a taxa de resfriamento rápido e temperatura final do resfriamento rápido são as considerações principais para obter a martensita adequada de modo a garantir sua resistência.
[041] Em contraste ao procedimento convencional de resfriamento rápido seguido por reaquecimento, a taxa de aquecimento e a temperatura após o resfriamento rápido na linha de processamento da invenção podem ser controladas devido à disposição de um aquecedor por indução de alta energia atrás de etapa de resfriamento de jato de hidrogênio alto. Além disso, a lavagem de ácido é dispensada. As exigências do processo para produzir a chapa de aço de alta resistência nos equipamentos são assim satisfeitas. A capacidade de efetuar esse processo é um dos recursos da invenção. Exemplo 3
[042] Com referência à Fig. 3, o esquema de processo deste exemplo envolve o material de partida 1 - desenrolamento e lavagem 2 - reaquecimento 9 - galvanização a quente 18 - fusão de metais 19 - resfriamento final 11 - nivelamento 12 - passivação (ou compreendendo lubrificação) e pós tratamento 20 - acabamento 13 - lubrificação e pós-tratamento 14 - bobinagem 15 - produto final 16.
[043] A chapa decapada laminada a quente de alta resistência ou ultra-alta resistência (p. ex., aço de alta resistência laminado a quente) é usado como o material de partida no processo deste exemplo. A capacidade de galvanização a quente do aço de alta resistência é melhorada por galvanoplástica em uma camada extremamente fina de elementos, tais como, Ni, Fe, etc., na superfície do material de partida, e então o material resultante é aquecido até 450-500° C antes de entrar em uma cuba de zinco a ser galvanizado a quente (ou/e galvanizado), seguido por procedimentos subsequentes, tais como, nivelamento, etc. devido ao curto tempo de reaquecimento e galvanização a quente (dentro de 1 minuto), a decomposição da fase de fortalecimento é bastante reduzida ou ainda evitada, levando à produção de chapa galvanizada a quente, decapada e laminada a quente de ultra-alta resistência tendo boa qualidade de superfície em custo muito inferior. Os parâmetros de processo para a produção de produtos avançados de aço decapado laminado a quente de ultra-alta resistência e um aço galvanizado a quente são mostrados na Tabela 3. Como um dos recursos da invenção, a linha de processamento da invenção é adequada para produzir a chapa galvanizada a quente laminada a quente de ultra-alta resistência sem nenhum procedimento contínuo de laminagem a frio. Tabela 3 Parâmetros de Processo para Aço Galvanizado a Quente Laminado a Quente de Alta Resistencia Avançado
Figure img0003
Exemplo 4
[044] Com referência à Fig. 4, o esquema de processo deste exemplo envolve material de partida 1 - desenrolamento e lavagem 2 - aquecimento 3 - encharcamento 4 - resfriamento retardado 5 (compreendendo seção de hidrogênio alto que também serve como resfriamento retardado) - supressão de água 7 - lavagem de ácido 8 - reaquecimento 9 - superdosagem 10 - resfriamento final 11 - nivelamento 12 - acabamento 13 - lubrificação e pós-tratamento 14 - bobinagem 15 - produto final 16.
[045] O processo deste exemplo compreende um processo de supressão de água mais têmpera e pode ser usado para produzir a chapa de aço laminada a quente de ultraalta resistência tendo boa qualidade de superfície. Conforme o processo de supressão de água tendo taxa mais rápida de resfriamento do que o resfriamento de jato de hidrogênio alto é usado, o nível de resistência da chapa laminada a frio pode ser aumentado muito para a mesma composição química, ou o conteúdo de liga pode ser reduzido significamente para o mesmo nível de resistência do aço de alta resistência, resultando em propriedade de soldagem notavelmente melhor. Adicionalmente, a pele de óxido férrico na superfície do aço de fita pode ser removida por lavagem de ácido após a supressão de água, garantindo boa qualidade de superfície da chapa de aço. Exemplo 5
[046] Com referência à FI. 5, o esquema de processo deste exemplo envolve o material de partida 1 - desenrolamento e lavagem 2 - aquecimento 3 - encharcamento 4 - resfriamento retardado 5 - resfriamento hidrogênio alto 6 (resfriamento de jato de hidrogênio alto) - galvanização a quente 18 ou compreendendo fusão de metais 19 - resfriamento final 11 - nivelamento 12 - passivação e outro pós-tratamento 20 - acabamento 13 - lubrificação 14 - bobinagem 15 - produto final 16, em que o nivelamento 12 é seguido pela passivação 20, e então ainda seguido pela estação de acabamento 13.
[047] Este processo da invenção pode ser usado para produzir a chapa de alta resistência galvanizada a quente e a chapa de aço galvanizada tenso nível relativamente superior de resistência, especificamente adequadas para produzir um aço TRIP galvanizado a quente e aço DP de resistência inferior. Devido ao simples processo de produção, a unidade pode ser operada em baixo custo. Exemplo 6
[048] Com referência à FI. 6, o esquema de processo deste exemplo envolve o material de partida 1 - desenrolamento e lavagem 2 - aquecimento 3 - encharcamento 4 - resfriamento retardado 5 - resfriamento hidrogênio alto 6 (resfriamento de jato de hidrogênio alto) - reaquecimento 9 - galvanização a quente 18 ou compreendendo fusão de metais 19 - resfriamento final 11 - nivelamento 12 - passivação e outro pós- tratamento 20 - acabamento 13 - lubrificação 14 - bobinagem 15 - produto final 16, em que o pós-tratamento compreende a pré-fosforização e passivação.
[049] Este processo da invenção pode ser usado para produzir chapa de aço galvanizada a quente de alta resistência tendo nível relativamente alto de resistência e boa qualidade de superfície. Neste processo da invenção, o aço de fita é rapidamente resfriado para abaixo do ponto de transformação de fase martensítica, e então aquecido em cerca de 460°C para realizar a galvanização a quente. As demandas sobre a capacidade de enrijecimento da chapa de aço de partida é assim reduzida, e uma porção das desvantagens dos processos anteriores é eliminada. Nos processos anteriores, a adição de elementos de liga abundantes no aço (para melhorar a capacidade de enrijecimento da chapa de aço para facilitar a transformação de fase da martensita após a galvanização a quente) leva ao enriquecimento dos elementos de liga, tais como, Mn, SI na superfície da chapa de aço, infligindo um impacto sobre a capacidade de galvanização a quente. Além de aumentar a resistência da chapa de aço, este processo da invenção pode reduzir o conteúdo dos elementos de liga no substrato em determinado grau. Enquanto isso, o conteúdo dos elementos de liga no aço é muito baixo. Portanto, a capacidade de laminação e a propriedade de soldagem pode ser garantidas, fornecendo a chapa de aço galvanizada a quente de alta resistência finalmente resultante com boa qualidade de superfície e aplicabilidade de usuário. Exemplo 7
[050] Com referência à Fig. 7, o esquema de processo deste exemplo envolve o material de partida 1 - desenrolamento e lavagem 2 - aquecimento 3 - encharcamento 4 - resfriamento retardado 5 (compreendendo a seção de hidrogênio alto que também serve como resfriamento retardado) - supressão de água 7 - lavagem de ácido 8 - reaquecimento 9 - galvanização a quente 18 - fusão de metais 19 - resfriamento final 11 - nivelamento 12 - acabamento 13 - lubrificação e pós-tratamento 14 - bobinagem 15 - produto final 16, em que o pós-tratamento compreende pré-fosforização e passivação.
[051] Este processo da invenção pode ser usado para produzir a chapa de aço galvanizada a quente de alta resistência que tem boa qualidade de superfície e resistência superior do que no Exemplo 6. Neste processo da invenção, o resfriamento de jato de hidrogênio alto é substituído por supressão de água que tem taxa mais rápida de resfriamento, de modo que a resistência da chapa de aço é melhorada significamente para a mesma composição química do substrato. Devido ao uso do processo de lavagem de ácido, a pelo de óxido resultou da supressão de água e elementos de liga enriquecidos, tais como, Mn, Si na superfície de aço de fita pode ser removida. Dessa forma, a capacidade de galvanização a quente no procedimento subsequente também pode ser garantida, e a chapa de aço galvanizada a quente de alta resistência tendo boa qualidade de superfície pode ser obtida. Exemplo 8
[052] Com relação à Fig. 8, o esquema de processo deste exemplo envolve o material de partida 1 - desenrolamento e lavagem 2 - aquecimento 3 - encharcamento 4 - resfriamento retardado 5 (compreendendo a seção de hidrogênio alto que também serve como resfriamento retardado) - supressão de água 7 - lavagem de ácido 8 - galvanoplastia 17 (Fe ou Ni de galvanoplastia) - reaquecimento 9 - galvanização a quente 18 - fusão de metais 19 - resfriamento final 11 - nivelamento 12 -passivação e outro pós-tratamento 20 - acabamento 13 - lubrificação 14 - bobinagem 15 - produto final 16, em que o pós-tratamento compreende pré-fosforização e passivação.
[053] Este processo da invenção é semelhante ao processo no Exemplo 7, exceto pela adição do processo de galvanoplastia de Fe ou Ni após a lavagem de ácido, por meio do qual uma camada de Fe ou Ni é eletrogalvanizada na superfície da chapa de aço de ultra-alta resistência é deficiente é resolvido completamente. De acordo com o processo desse exemplo, o revestimento dupla da chapa de ultra-alta resistência galvanizada a quente tendo boa resistência à corrosão e alta qualidade de superfície pode ser produzido. Esse é outro dos recursos da invenção. Exemplo 9
[054] Com referencia à Fig. 9, o esquema de processo deste exemplo envolte o material de partida 1 - desenrolamento e lavagem 2 - aquecimento 3 - encharcamento 4 - resfriamento retardado 5 (compreendendo a seção de hidrogênio alto que também serve como resfriamento retardado) - supressão de água 7 - lavagem de ácido 8 - galvanoplastia 17 (Fe ou Ni de galvanoplastia) - passivação e pós-tratamento 20 - acabamento 13 - lubrificação e pós-tratamento 14 - bobinagem 15 - produto final 16.
[055] Em um aspecto do processo deste exemplo, o procedimento de recozimento contínuo e procedimento de galvanoplastia para produzir a chapa eletrogalvanizada laminada a quente, cinzo ou níquel são incorporados em uma única unidade para realizar o recozimento contínuo e galvanoplastia. Isso não somente reduz a quantidade a ser cortada de ambas as extremidades da chapa e aumenta o rendimento. Em outro aspecto, devido ao uso de um processo de resfriamento retardado mais supressão de água, a chapa de aço de alta resistência laminada a frio, eletrogalvanizada a zinco ou níquel, pode ser produzida a partir do aço contendo baixo conteúdo de elementos de liga, e produtos de aço flexível eletrogalvanizado de zinco ou níquel tendo propriedade extremamente boa de estampagem também podem ser produzidos.
[056] Nos Exemplos 7, 8 e 9, conforme um dispositivo de resfriamento de hidrogênio alto tendo forte capacidade de resfriamento é usado na seção de resfriamento retardado precedente à seção de supressão de água, boas condições são criadas para a supressão de água, de modo que a temperatura de entrada na supressão de água pode ser aproximadamente diminuída. Isso cria condições para melhorar o formato de chapa dos produtos finais.

Claims (6)

1) LINHA DE PROCESSAMENTO DE AÇO DE FITA FLEXÍVEL ADEQUADA PARA PRODUZIR DIVERSOS AÇOS DE ALTA RESISTÊNCIA, a linha de processamento de aço de fita flexível compreender sucessivamente: uma estação de desenrolamento e lavagem (2), uma estação de aquecimento (3), uma estação de encharcamento (4), uma estação de resfriamento retardado (5), uma estação de resfriamento de jato de gás (6), uma estação de supressão de água (7), uma estação de lavagem ácida (8), uma estação de reaquecimento (9), uma estação de excedente (10), uma estação de resfriamento final (11), uma estação de nivelamento (12), uma estação de acabamento (13), uma estação de lubrificação e bobinagem (14); e compreendem ainda: uma estação de galvanoplastia (17) conectada à estação de desenrolamento e lavagem (2), a estação de lavagem ácida (8) e a estação de reaquecimento (9) separadamente através das passagens de conexão; uma estação de por imersão a quente e uma estação de galvanização conectadas à estação de reaquecimento por meio de um nariz de forno de galvanização por imersão à quente (18) e à estação de resfriamento final (11) por uma passagem de conexão; uma estação passivadora e outra estação de pós- tratamento (20) conectadas à estação de galvanoplastia (17), à estação de nivelamento (12) e à estação de acabamento (13) separadamente através de passagens de conexão, caracterizada pela referida estação de reaquecimento (9) estar conectada à estação de excedente (10) através de uma passagem de desvio móvel, em que, quando um produto recozido continuamente da chapa laminada a frio for produzido, a passagem secundária móvel é unida; quando um produto galvanizado por imersão à quente (18) ou seu produto galvanizado correspondente deve ser produzido, a passagem móvel do desvio é removida com o bocal de união vedado; e em que a passagem de desvio é uma passagem hermética na qual a atmosfera é a mesma que a do forno de recozimento e compreende um gás protetor de uma mistura de nitrogênio e hidrogênio, em que o hidrogênio é responsável por 2% a 7%.
2) LINHA DE PROCESSAMENTO DE AÇO DE FITA FLEXÍVEL ADEQUADA PARA PRODUZIR DIVERSO AÇOS DE ALTA RESISTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o resfriamento de jato de gás (6) é resfriamento de jato de hidrogênio alto.
3) LINHA DE PROCESSAMENTO DE AÇO DE FITA FLEXÍVEL ADEQUADA PARA PRODUZIR DIVERSO AÇOS DE ALTA RESISTÊNCIA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estação passivadora e outra estação de pós- tratamento (20) serem conectadas à estação de lubrificação ou estação de bobinagem (15).
4) LINHA DE PROCESSAMENTO DE AÇO DE FITA FLEXÍVEL ADEQUADA PARA PRODUZIR DIVERSO AÇOS DE ALTA RESISTÊNCIA, a linha de processamento de aço de fita flexível adequada para produzir diversos aços de alta resistência de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um aquecedor por indução está disposto atrás da seção de lavagem de ácido.
5) LINHA DE PROCESSAMENTO DE AÇO DE FITA FLEXÍVEL ADEQUADA PARA PRODUZIR DIVERSO AÇOS DE ALTA RESISTÊNCIA, a linha de processamento de aço de fita flexível adequada para produzir diversos aços de alta resistência de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o aquecedor por indução está disposto atrás da seção de resfriamento de jato de hidrogênio alto.
6) LINHA DE PROCESSAMENTO DE AÇO DE FITA FLEXÍVEL ADEQUADA PARA PRODUZIR DIVERSO AÇOS DE ALTA RESISTÊNCIA, de acordo com as reivindicações 4 ou 5, caracterizada pelo fato de que o aquecedor por indução tem uma frequência de 1000Hz ou mais.
BRPI1008468-1A 2009-02-25 2010-02-24 Linha de processamento de aço de fita flexível adequada para produzir diversos aços de alta resistência BRPI1008468B1 (pt)

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