ES2226489T3 - Metodo para fabricar bandas de acero inoxidable y tren de laminacion integrado. - Google Patents
Metodo para fabricar bandas de acero inoxidable y tren de laminacion integrado.Info
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Abstract
Método para la fabricación de bandas de acero inoxidable, consistente en laminar en frío una banda que en un proceso precedente ha sido fabricada mediante colada de una masa fundida para formar una banda colada y/o ha sido laminada en caliente y en el que la banda colada y/o laminada en caliente, que es de color oscuro debido a los óxidos presentes en las superficies de las bandas, que quedan de la fabricación precedente de la citada banda colada y/o laminada en caliente, es laminada en frío en una o más pasadas consecutivas de laminación en frío (11-13) reduciendo el espesor de la banda en un 10-75% y agrietando las cascarillas de óxido, es decir, de forma que se produzcan grietas en las cascarillas de óxido, y en el que la banda es recocida entonces en un horno (18) que tiene una atmósfera de horno que se puede obtener por calentamiento del horno mediante quemadores que consumen un combustible líquido o gaseoso que se quema por medio de un gas que contiene al menos 85% en volumen de oxígeno y no más del 10% en volumen de nitrógeno, después de lo cual la banda es enfriada y decapada.
Description
Método para fabricar bandas de acero inoxidable y
tren de laminación integrado.
La invención se refiere a un método para fabricar
bandas de acero inoxidable, consistente en laminar en frío bandas
que en un proceso anterior han sido fabricadas mediante la colada de
bandas y/o han sido laminadas en caliente. La invención se refiere
también a un tren de laminación integrado para usar en la
realización del método.
La laminación en frío de bandas de acero
inoxidable se ejecuta para uno o varios propósitos. El propósito
básico es generalmente reducir el espesor de las bandas de partida,
que han sido normalmente laminadas en caliente en un tren de
laminación en caliente precedente a un espesor de las bandas
laminadas en caliente, que no sea inferior a 1,5 mm y es normalmente
del orden de 2-4 mm, pero puede llegar hasta 6 mm.
Un propósito principal o un propósito secundario de la laminación en
frío puede ser también incrementar la resistencia del material en
banda.
Usualmente, es también un propósito del
tratamiento de la banda de acero en el tren de laminación integrado
otorgar a la banda ciertos rasgos de superficie. El laminado en
frío, el recocido y el decapado cooperan a este respecto y tienen
influencia de varios modos en el resultado final. Sobre este
particular convendría señalar que el nivel a conseguir puede variar
mucho en lo que respecta a las superficies deseadas. En algunos
casos se desea una superficie muy fina y de alto brillo, una
superficie llamada 2B o más fina. En otros casos, una superficie
considerablemente más bruta puede ser suficientemente buena, es
decir, una superficie bien decapada. La eliminación de cascarillas y
el decapado desempeñan a este respecto una papel importante, tanto
si el propósito es producir una banda de alto brillo con una
superficie muy fina, o bien un producto final que tenga la
estructura de superficie que se consigue después del decapado pero
sin laminación subsiguiente de endurecimiento superficial, u otra
superficie de buena calidad. Es particularmente importante que los
residuos de cascarilla puedan eliminarse fácilmente sin mucho
granallado. La estructura de superficie quedaría notablemente dañada
si, por ejemplo, fuese necesario un granallado muy intenso antes del
decapado.
Convencionalmente, el recocido inicial, el
enfriamiento y el descascarillado por granallado así como decapado
en una o más etapas preceden al laminado en frío, para la
consecución de un material de partida para el laminado en frío sin
óxidos ni residuos de cascarilla del laminado en caliente
precedente, pero a menudo con defectos debido al potente granallado
que rompe la cascarilla. Como alternativa, el laminado en caliente
puede reemplazarse total o parcialmente por la fabricación de bandas
mediante colada, cuyas bandas pueden tener un espesor que llega
hasta lo que es normal para bandas laminadas en caliente o ser unos
pocos milímetros más gruesas, pero también en este caso el laminado
en frío va precedido normalmente por el recocido inicial,
enfriamiento, granallado que rompe la cascarilla, y decapado, hasta
el grado en que se ha implementado bien la técnica. En el laminado
en frío, que se lleva a cabo convencionalmente en una pluralidad de
operaciones consecutivas de laminado en frío, posiblemente
alternadas con operaciones de recocido, enfriamiento,
descascarillado y decapado, se puede reducir el espesor hasta 1 mm y
en algunos casos hasta calibres más finos. Al mismo tiempo es
posible producir, en estos laminadores en frío convencionales,
bandas con una superficie muy fina, la llamada superficie 2B, si el
laminado se acaba con tratamiento térmico, decapado, y laminado de
endurecimiento superficial, o incluso más fina si se emplea recocido
brillante. Se conoce además -US-5 197 179 y EP 0 837
147- el realizar al menos una primera operación de laminado en frío
en la banda enfriada laminada en caliente o en la banda colada y
enfriada antes del tratamiento térmico, decapado, y posiblemente
otras operaciones de laminado en frío con el fin de dar a la banda
el calibre final deseado.
También se conoce por EP 0 738 781 que se puede
ejecutar el laminado en frío sobre una banda laminada en caliente
que tiene todavía cascarilla de óxido en sus superficies. La banda
laminada en caliente es laminada en frío con por lo menos un 10% de
reducción de espesor y la banda laminada en frío es recocida a una
temperatura comprendida entre 1050 y 1200ºC. También se describe en
EP-A 0 738 781 que la banda recocida puede ser
decapada. Adicionalmente, en EP-A 738 781 se dice
que una línea de fabricación puede comprender un laminador en frío.
Un horno de recocido, una caja de enfriamiento, una máquina de
granallado, un baño de decapado, un laminador de estirado en frío y
un rebobinador.
No obstante, en los métodos y trenes de
laminación conocidos hasta aquí es característico que son costosos
y/o difíciles de adaptar a requerimientos muy dispares en lo que
respecta a espesor de la banda, condiciones de superficie, y
resistencia del producto final. Esto ocurre particularmente cuando
el laminado en caliente y el laminado en frío subsiguiente así como
operaciones relacionadas con el laminado en caliente y el laminado
en frío son considerados un proceso integrado de producción.
Es un propósito de la invención atacar y resolver
los complejos problemas arriba indicados. Más particularmente, la
invención se propone facilitar la remoción de óxidos y cascarillas
de la banda de acero colada y/o laminada en caliente, en cuyo
proceso el decapado constituye una parte integrada, por un
tratamiento de la banda de acero inoxidable colada y/o laminada en
caliente antes del descascarillado y decapado, tratamiento que es
característico de la invención. No obstante, la invención no está
relacionada con ninguna técnica de decapado en particular. Se puede
emplear generalmente cualquier método de decapado, que sea apropiado
para decapar aceros inoxidables, en el método y la línea de
producción de acuerdo con la invención.
Estos y otros objetivos pueden alcanzarse cuando
la banda colada y/o laminada en caliente, que es de color oscuro
debido a los óxidos presentes en la superficies de las bandas, que
quedan de la fabricación precedente de la mencionada banda colada
y/o laminada en caliente, es laminada en frío en una o más pasadas
consecutivas de laminación en frío para reducir el espesor de la
banda en un 10-75% y agrietar las cascarillas de
óxido, es decir, de forma que se produzca grietas en las cascarillas
de óxido, siendo después recocida la banda en un horno que tiene una
atmósfera de horno que puede obtenerse por calentamiento del horno
mediante un quemador, que consume un combustible líquido o gaseoso,
que es quemado por medio de un gas que contiene al menos 85% de
oxigeno en volumen y no más del 10% de nitrógeno en volumen,
después de lo cual se enfría la banda y se la somete a por lo menos
una operación de descascarillado, y finalmente es decapada.
El laminado inicial en frío de la banda, que
presenta un color oscuro debido a los óxidos de la superficies de la
banda, que queda de la fabricación precedente de la banda de acero
inoxidable colada y/o laminada en caliente, puede considerarse como
una operación de descascarillado inicial, que puede facilitar el
descascarillado eficiente que se ejecuta posteriormente, después del
recocido, pero antes de decapar la banda. Con el fin de que sea
posible dicho agrietamiento inicial para utilizarlo eficazmente con
el fin de facilitar el posterior descascarillado y decapado, es
deseable que no se elimine en lo posible en relación con el
recocido, es decir, de manera que las fisuras o grietas de las capas
de óxido no desaparezcan en el recocido. Este efecto deseable se
consigue aquí en un grado importante por el hecho de que las bandas
son recocidas en la atmósfera bandas específica del horno de
recocido, que contiene un máximo de 10% de oxígeno en volumen,
preferiblemente un 6% de oxígeno en volumen máximo, mientras que la
parte principal consiste en dióxido de carbono, vapor y una pequeña
cantidad de nitrógeno que emana sustancialmente del aire que puede
penetrar posiblemente. Se puede conseguir una atmósfera de horno de
ese tipo, por ejemplo, mediante la técnica que se ha descrito en WO
95/24509. En la atmósfera del horno, que es pobre en oxígeno, puede
recocerse la banda a una temperatura de 1050 a 1200ºC durante un
periodo de tiempo tan largo que la banda sea calentada a fondo y
recristalizada sin oxidar al mismo tiempo las superficies de metal,
que son descubiertas debido al agrietado, hasta tal punto que
dificultase más el descascarillado y decapado subsiguientes.
Se puede emplear diferentes técnicas de
descascarillado sin dañar las superficies de la banda, debido al
agrietamiento de las cascarillas en relación con el laminado en frío
inicial de las bandas en combinación con el recocido en la atmósfera
del horno que es pobre en oxígeno. Convencionalmente, se lleva a
cabo el descascarillado mediante un potente granallado en una o más
etapas, un tratamiento que no obstante causaría daños no deseados en
las superficies de la banda, si se emplease. De acuerdo con un
aspecto de la invención, el descascarillado se lleva a cabo en
cambio curvando la banda repetidamente en diferentes direcciones
alrededor de rodillos, a la vez que es estirada en frío la banda, de
forma que se alargue permanentemente 2-10% antes del
decapado de acuerdo con una técnica que es en sí conocida por EP 0
738 781. Mediante este tratamiento se consigue un descascarillado
eficaz sin dañar las superficies de la banda. Este descascarillado
puede completarse por un granallado suave, que se puede realizar
antes o después del descascarillado, preferiblemente antes con
vistas a remover únicamente los óxidos sueltos para no perturbar,
por acumulación de óxidos, el descascarillado subsiguiente. Si se
lleva a cabo el granallado después del descascarillado se consigue
correspondientemente que se eliminen los óxidos sueltos, llevándose
a cabo el granallado en cada caso en un estado tan suave que no
sean dañadas las superficies metálicas de la banda. Típicamente por
tanto, el descascarillado después del recocido se completa por el
estirado en frío, en el que la banda es curvada repetidamente
alrededor de rodillos, en combinación con un suave granallado, que
no daña la superficie, antes o después del estirado en frío. Dado
que las cascarillas son todavía agrietarlas después del recocido y
por tanto propensas a romperse, se comprenderá también que se puede
llevar a cabo el descascarillado mediante un simple granallado
ligero y cepillado, o por estirado en frío de la banda más
cepillado, o bien solamente por cepillado.
Otros rasgos y aspectos característicos de la
invención resultarán evidentes de las reivindicaciones anexas y de
la siguiente descripción detallada de la invención. En esta
descripción se va a explicar cómo se puede emplear la invención en
diversas variantes de trenes de laminación, en los que el laminado
en frío inicial de las bandas laminadas en caliente y el tratamiento
de las bandas entre dichos laminado en frío inicial y decapado, como
se ha descrito en lo que precede, es una parte integrada. Convendría
indicar, sin embargo, que la utilidad de la invención no se limita a
ninguna de las aplicaciones descritas que pueden usarse generalmente
con el laminado en frío de bandas de acero inoxidable.
En la figura 1 se ilustra semiesquemáticamente la
invención y el citado tren de laminación integrado, y en la figura 2
se ilustra muy esquemáticamente una realización preferida del método
para fabricar bandas inoxidables laminadas en frío, siendo el método
de la invención una parte integrada.
En los dibujos, A ilustra esquemáticamente
algunos métodos diferentes para fabricar las bandas inoxidables,
preferiblemente bandas de acero inoxidable austenítico o ferrítico,
que constituyen el material de partida para el proceso en el tren de
laminación subsiguiente B que se usa para llevar a cabo el método de
acuerdo con la invención. Son también concebibles aceros ferríticos,
austeníticos. Tres métodos de fabricación del material de partida
están ilustrados en la parte izquierda A de los dibujos. De acuerdo
con el método I, se lamina en caliente desbastes 1 en un tren de
laminación en caliente para la fabricación de bandas laminadas en
caliente con un espesor que puede ser normal para bandas laminadas
en caliente, es decir, 1,5-6 mm. No obstante, de
acuerdo con un aspecto de la invención se interrumpe el laminado en
caliente antes de/o como muy tarde cuando el espesor se ha reducido
a 2,5 mm, es decir, de tal forma que las bandas presenten un espesor
del calibre 3-6 mm, preferiblemente un espesor
comprendido entre 3 y 5 mm. Las bandas laminadas en caliente son
enfriadas por temple a una temperatura inferior a 500ºC a una tasa
de por lo menos 15ºC/s en una sección de enfriamiento por temple 3,
convenientemente, mediante una intensa pulverización de agua.
Posteriormente las bandas son arrolladas en bobinas 4, que se dejan
enfriar hasta 100ºC o una temperatura inferior. Mediante el rápido
enfriamiento a menos de 500ºC se evita esencialmente la
precipitación de los carburos de planos de exfoliación de las bandas
de acero inoxidable. Otro efecto conseguido por el rápido
enfriamiento es que aquellas capas de óxido que se forman
inevitablemente en las superficies de la banda de acero se vuelven
más delgadas que lo que es normal en relación con el laminado en
caliente y el enfriamiento más lento particularmente en relación con
el enfriamiento una vez arrolladas las bandas para formar bobinas a
una temperatura superior.
De acuerdo con el método II se cuela bandas de
acero inoxidable en forma de bandas de acuerdo con cualquier técnica
que puede ser en sí conocida y que en lo que respecta a su modo
específico de operación, no forma parte de esta invención y por
consiguiente no será descrita aquí con más detalle. A título de
ejemplo, no obstante, se puede utilizar la llamada colada de bandas
de acero inoxidable por rodillos gemelos que es una técnica conocida
por los especialistas en la materia. La banda de acero inoxidable
colada es laminada en caliente en un tren de laminación en caliente
2' a un espesor que es convencional para las bandas inoxidables
laminadas en caliente, o algo mayor, 3-6 mm, véase
lo que precede, después de lo cual la banda laminada en caliente es
enfriada inmediatamente por temple en una sección de enfriamiento 3
y es arrollada para formar una bobina 4.
De acuerdo con el método III se cuela la banda de
acero inoxidable bajo la forma de una banda que tiene un espesor que
es normal para las bandas de acero inoxidable, o posiblemente algo
mayor, es decir aproximadamente 2,5-6 mm, después
de lo cual la banda es enfriada por temple en una sección de
enfriamiento 3' a una temperatura inferior a 500ºC a una tasa que es
suficiente para evitar esencialmente la formación de carburos en el
plano de exfoliación y para evitar las cascarillas de óxido
indeseablemente gruesas en las superficies de la banda, es decir, a
una cadencia de por lo menos 15ºC/s. Las bandas así producidas son
arrolladas en bobinas 4'.
El material de partida para la operación
subsiguiente en el tren de laminación B consiste pues en las bandas
de acero inoxidable coladas y/o laminadas en caliente 4, 4'. Tal
bobina 4, 4' de una banda de acero inoxidable está representada en
los dibujos cuando es desarrollada de un desbobinador 6. Un
desbobinador auxiliar está designado por 6A. Una máquina de
soldadura para empalmar bandas, un primer buclador de bandas, y un
primer laminador S multi-rodillos son designados por
7, 8 y 9, respectivamente. Luego sigue una sección inicial de
laminado en frío 10, consistente en tres laminadores en frío 11, 12,
13 cuyos laminadores son del tipo llamado Z-alto o
6-alto, lo que quiere decir que cada uno de ellos
tiene un par de rodillos de trabajo y dos rodillos de soporte encima
y debajo del respectivo rodillo de trabajo.
Después de la sección de laminación en frío
inicial 10 viene un equipo de desengrase 14, un segundo laminador S
multi-rodillos 15 y un segundo buclador de bandas
16.
La banda que se ha desbobinado de la bobina 6
está designada por 5 en los dibujos. Después de haber pasado la
sección de laminado en frío inicial 10, la banda es designada por
5'. Desde el buclador de bandas 16, la banda 5' es alimentada
primeramente a través de un equipo de lavado 17 antes de pasarla
dentro de/y a través de un horno de recocido 18 y una sección de
enfriamiento que comprende dos cámaras de enfriamiento 19 y 20.
Luego sigue un tercer laminador S multi-rodillos 21,
una etapa de granallado 22 y un descascarillador 24. A cada lado del
descascarillador 24 hay un cuarto y un quinto laminador en S
multi-rodillos 23 y 25 respectivamente.
La atmósfera del horno puede contener, en el
horno 18, por ejemplo, un máximo del 10% de oxigeno, con preferencia
un máximo del 6% de oxígeno. Una atmósfera de horno de este tipo
puede obtenerse y mantenerse de diferentes modos, por ejemplo y
convenientemente por calentamiento del horno mediante quemadores que
consumen un combustible líquido o gaseoso que es quemado por medio
de un gas que contiene al menos 85% en volumen de oxígeno y no más
del 10% en volumen de nitrógeno, como se describe en WO95/24509.
Preferiblemente, el gas de combustión de acuerdo con la técnica
conocida contiene 99,5% de oxígeno. Si se usa propano como
combustible y se quema por medio de un gas que contiene 99,5% en
volumen de oxígeno, se obtendrá una atmósfera de horno, que contiene
aproximadamente 40% en volumen de dióxido de carbono, 50% en volumen
de vapor y totalmente 10% de nitrógeno y oxígeno. En un caso se
consiguió de acuerdo con esta técnica, que es en sí conocida un gas
de horno que contenía 39% en volumen de CO2, 51% en volumen de H20,
6% en volumen de N2, en el que el nitrógeno emanaba del aire que
penetraba.
El descascarillador 24 consiste en un laminador
de estirado en frío, cuyo diseño se muestra con detalle en la figura
3 de dicha patente EP 0 738 781, que se incorpora como referencia en
la presente invención. Un laminador de estirado en frío de ese tipo
comprende una serie de rodillos que obligan a la banda a curvarse
alternativamente en diferentes direcciones, al mismo tiempo que la
banda es alargada permanentemente por estirado en frío. Se ha
podido comprobar que mediante un laminador de estirado en frío de
ese tipo es posible conseguir un eficaz descascarillado sin dañar
las superficies de la banda situadas debajo de las capas de
óxido.
Después del descascarillador 24 sigue una sección
de decapado, que puede consistir, por ejemplo, en una sección de
decapado neolítico o electrolítico inicial 26 y una sección de
decapado con ácidos mezclados 27.
La mezcla de ácido puede consistir, por ejemplo,
en una mezcla de ácido nítrico, HNO_{3}, y ácido fluorhídrico, HF.
La banda decapada, que es designada por 5'', puede guardarse
entonces en un tercer buclador de bandas 28.
Un laminador adicional en frío de terminación es
designado por 32. Este laminador de acuerdo con la realización
consiste en un laminador cuarto, es decir, un laminador con un par
de rodillos de trabajo y un rodillo soportado encima y debajo del
rodillo de trabajo, respectivamente, que permite laminar con
reducciones de hasta el 15-20% dependiendo del tipo
de acero inoxidable (austenítico o ferrítico, pudiendo laminar los
aceros ferríticos normalmente con un mayor grado de reducción que
los aceros austeníticos). Alternativamente, el laminador en frío de
acabado puede consistir en un laminador dúo destinado únicamente al
laminado de pasada de endurecimiento superficial. Después del
laminador en frío 32 se ha previsto un sexto laminador S
multi-rodillos 33, un laminador de enderezamiento
34, una unidad de secado 36, un séptimo laminador S 36, y una unidad
de corte de bordes 37 antes de arrollar la banda 5''' para formar
una bobina 40 en un bobinador 38. Un bobinador auxiliar ha sido
designado por 38A.
De acuerdo con los diversos aspectos de la
invención la banda de acero inoxidable pasará una o dos veces a
través del tren de laminación B. Este será descrito con más detalle
haciendo referencia a la figura 2, en la que se ha mostrado
únicamente el equipo más esencial, mientras que otras partes, tales
como una máquina de soldadura, laminadores S, rodillos de
desviación y de guía, bucladores, etc. han sido suprimidos con el
fin de ver más claramente los principios de la invención. Los
números de referencia entre paréntesis indican material de banda
que se está elaborando al pasar el material por el tren de
laminación B por segunda vez.
El laminado en el tren de laminación B se inicia
devanando la banda 5 laminada en caliente o colada de acero
inoxidable de la bobina 4, 4' en material en banda. Entonces tiene
todavía su recubrimiento oscuro de óxido que se ha obtenido en el
proceso precedente en la parte A. Esta banda es arrollada en frío
con una reducción de espesor total de por lo menos 10% y máximo 75%
en uno, dos o los tres trenes laminadores 11, 12, 13 en la sección
de laminado en frío inicial 10 preferiblemente, con una reducción de
áreas del 20-50%. Las capas de óxido oscuras,
comparativamente delgadas en las superficies de la banda obtenidas
en el enfriamiento con temple después del laminado en caliente o de
la colada son tal dúctiles que no se rompen por las operaciones de
laminado en frío en la sección de laminado en frío inicial 10 hasta
un grado tal que se desprendiesen del sustrato, es decir, de la
superficie de metal. No obstante, se forma grietas en las capas de
óxido, es decir, las cascarillas de las bandas de acero se agrietan.
Esto resulta ser de importancia esencial para el decapado
subsiguiente, cuya eficacia es aquí promovida, lo que a su vez es
importante para la consecución de superficies finas en el producto
final.
En el horno de recocido 18 la banda así laminada
en frío 5' es recocida por calentamiento a una temperatura
comprendida dentro del intervalo de temperatura de
1050-1200ºC durante un periodo de tiempo suficiente
para calentar y recristalizar la banda. Como se ha mencionado mas
arriba, el horno contiene un máximo de 10% en volumen de oxígeno,
preferiblemente un máximo del 6% en volumen de oxígeno, pero al
mismo tiempo tiene también un bajo contenido de nitrógeno. Más
particularmente la atmósfera del horno consiste sustancialmente en
dióxido de carbono y vapor debido al hecho de que se calienta el
horno por medio de quemadores que consumen un combustible líquido o
gaseoso que se quema por medio de un gas que contiene al menos 85%
en volumen de oxígeno y no más del 10% de volumen de nitrógeno. En
esta atmósfera del horno 18, las superficies de las bandas de acero
que quedan descubierta a través de las fisuras del óxido, que se han
establecido por el laminado en frío en la sección de laminado en
frío inicial 10 son oxidadas únicamente en un grado insignificante,
que es favorable para el tratamiento subsiguiente.
En las cámaras de enfriamiento 20 se enfría la
banda 5' por debajo de 100ºC antes de granallarla suavemente en la
sección de granallado 22, lo que constituye una primera medida para
la eliminación de los óxidos y cascarillas de las superficies de la
banda. Más particularmente, los óxidos que están sueltos pueden
eliminarse por granallado con el fin de no estropear el
descascarillado subsiguiente por acumulación de óxidos.
La banda es pasada y alargada por estirado en el
descascarillador 24 entre una pluralidad de rodillos con curvado
repetido en el que se rompe los óxidos como otra medida
preparatoria antes del decapado en las unidades de decapado 26 y 27,
donde se elimina completamente las cascarillas de óxido.
La banda 5'' así decapada es laminada también en
frío en el laminador en frío adicional de terminación 32, que está
dimensionado de tal manera que pueda reducir el espesor
adicionalmente hasta un 20%. Con preferencia, la reducción de
calibre de la banda en el laminador en frío de acabado 32 es por lo
menos del 2% y normalmente no más del 15%, convenientemente al menos
el 8% y como máximo el 12%. La banda 5''' se arrolla entonces para
formar una bobina de banda 40.
De acuerdo con un primer aspecto de la invención,
se pasa entonces la banda una vez más a través del tren de
laminación B en la misma dirección que durante la primera pasada. De
acuerdo con otro aspecto de la invención, el producto obtenido puede
ser el producto final.
De acuerdo con el primer aspecto de la invención,
la bobina de banda 40, después de un periodo de tiempo que depende,
entre otras cosas, de la planificación logística de la producción
en la planta, es transportada al desbobinador 6 o 6A en la posición
de partida del tren de laminación, donde la banda 5''' es
desbobinada nuevamente para el segundo paso de la banda a través del
tren de laminación B. Mientras que la banda durante el primer paso
posiblemente sólo fue laminada en uno o dos de los laminadores
11-13, en la sección de laminado enfrío inicial 10,
esta vez es laminada en dos o tres laminadores 11-13
para que consiga esencialmente el calibre final deseado de la banda.
La reducción de espesor total en la sección de laminación 10 en la
segunda pasada de la banda a través de esta sección depende del
calibre final deseado y puede elevarse en total al 60% y por los
menos al 20%, preferiblemente por lo menos al 30%. Después de haber
pasado por segunda vez por la sección de laminación en frío 10, se
termina el laminado en frío de la banda, ahora designada
(5^{IV}). El tratamiento final consiste en pasar de nuevo la banda
a través del horno de recocido 18, las cámaras de enfriamiento 19 y
20 y las secciones de decapado 26 y 27. No obstante, esta vez no se
trata en absoluto en la unidad de granallado 22 o en el
descascarillador 24 de acuerdo con un aspecto de la invención. No
obstante, de acuerdo con otro aspecto de la invención, también
durante la segunda pasada a través del tren de laminación es tratada
en el descascarillador 24, siendo el propósito en este caso
incrementar el límite elástico de la banda mediante estirado en
frío. En el tren laminador en frío de terminación 32 es también
posiblemente arrollada una vez más, pero esta vez sólo es laminada
en pasada de endurecimiento superficial con una reducción de
espesor de 0,2-1,5%, preferiblemente 0,5%
aproximadamente, con el fin de proporcionar las superficies finas
deseadas. Se termina entonces el tratamiento de la banda (5^{VI})
y la banda se bobina nuevamente. Como alternativa, la banda
(5^{V}), en vez de ser laminada con pasada de endurecimiento
superficial, es laminada con la misma reducción importante de
espesor que cuando se laminó la banda por primera vez en el
laminador en frío de terminación 32, si el objetivo es producir una
banda con un límite elástico muy alto.
La descripción precedente describe realizaciones
preferidas de acuerdo con diferentes aspectos de métodos de
utilización del tren de laminación B. Una ventaja particular del
diseño del tren de laminación B es que el tren de laminación o
partes del mismo puedan usarse también para procesos destinados a
fabricar no solamente bandas con superficies brillantes muy finas,
sino también bandas con rasgos que para algunas aplicaciones son de
importancia más significativa que las superficies muy brillantes,
tales como bandas con alta resistencia o bandas con un grado
inferior de mejora pero con ventajas desde el punto de vista del
coste. Para este último propósito, el tratamiento puede
interrumpirse ya, por ejemplo, una vez que la banda 5'' ha pasado
por las secciones de decapado 26, 27 después de la primera pasada
por la primera sección de laminado en frío 10, las secciones de
recocido y enfriamiento, y las secciones de decapado. En el
descascarillador 24 se puede estirar en frío la banda
2-10%, lo que proporciona una mejora significativa
de la resistencia. No obstante, este tratamiento puede omitirse
también, si no se desea tal incremento de la resistencia/límite
elástico. Como alternativa, el estirado en frío puede reemplazarse
o completarse por 2-20% de laminado en frío en el
laminador en frío de terminación 32, que en ese caso se ejecuta
sobre superficie no lubricadas, ya que la banda pasa una primera vez
por el laminador en frío de terminación, después de lo cual se acaba
el proceso arrollando la banda. Estos ejemplos y alternativas
ilustran la versatilidad y adaptabilidad del tren de laminación a
varias necesidades en lo que respecta al producto final.
Se lamina en caliente un desbaste de acero
austenítico inoxidable de calidad ASTM 304 en un laminador Steckel
para conseguir una banda con una anchura de 1530 mm y un espesor de
4,0 mm. Inmediatamente después del laminado, la banda es enfriada
por temple desde una temperatura de laminado final de
aproximadamente 900ºC a menos de 500ºC durante 10 s aproximadamente
con pulverización de agua, después de lo cual se arrolla la banda.
Mediante el rápido enfriamiento antes del bobinado, se evita
esencialmente la formación de carburos en planos de exfoliación. Al
mismo tiempo, las capas oscuras de óxido presentes en las
superficies de la banda se vuelven comparativamente delgadas.
La bobina de banda es transportada entonces al
tren de laminación de la invención, es desbobinada y es primero
laminada en frío con sus capas de óxido oscuras en dos de los
laminadores 11-13 en la sección de laminado en frío
inicial 10 al espesor de 2,05 mm, en el que se agrietan las capas de
óxido, aunque sin aflojarse. Posteriormente la banda es recocida la
banda en el horno de recocido 18 en la atmósfera pobre en oxígeno,
que se ha descrito anteriormente, a una temperatura de 1120ºC
durante un periodo de tiempo suficientemente largo con el fin de
recristalizarla completamente, después de lo cual se enfría la banda
a menos de 100º C en las cámaras de enfriamiento 19 y 20. Luego son
granalladas las superficies de la banda en la unidad de granallado
muy suavemente 22 con perdigones de acero, después de lo cual se
somete la banda a descascarillado en el laminador de estirado 24,
antes de decaparla, primeramente a través del decapado electrolítico
en la sección 26 y luego en ácido mezclado (mezcla de ácido nítrico,
HN0_{3} y ácido fluorhídrico, HF) en la sección de decapado 27. En
el laminador en frío de acabado 32, la banda decapada es laminada
entonces con una reducción de espesor del 9,8% al calibre de 1,85
mm, después de lo cual se arrolla la banda en un
bobina.
bobina.
La banda se transporta entonces nuevamente a la
posición de partida. Debido al fuerte laminado en frío al que se ha
sometido la banda en la operación de laminado en frío de terminación
en el laminador 32, ha sido endurecida por deformación en un grado
considerable y por consiguiente no es fácilmente dañada y puede
transportarse por tanto y manipularse sin riesgo de dañar las
superficies de la banda. La banda es así nuevamente desbobinada y
esta vez es laminada en los tres laminadores 11-13
en el laminador en frío inicial 10 con una reducción de espesor
total del 45,9% al calibre de 1,0 mm. La banda es recocida, enfriada
y después decapada del mismo modo que durante la primera pasada a
través del tren de laminación pero no es granallada o estirada en
frío antes del decapado de acuerdo con el ejemplo. Finalmente, la
banda es laminada con endurecimiento superficial en el laminador en
frío de terminación 32, añadiendo otra reducción de espesor del 0,5%
aproximadamente, en la que la banda consigue una finura de
superficie Ra 0,12 \mum, es decir, que corresponde perfectamente a
la superficie 2B.
Como se desprenderá de lo que precede, el
laminador en frío de la invención resulta extremadamente versátil en
lo que respecta a su uso para la fabricación de bandas inoxidables
con superficies muy finas y/o para bandas con otras cualidades
deseables o rasgos deseados. En la tabla siguiente se relaciona un
cierto número de estos modos alternativos de fabricación de bandas
con referencia a la utilización de las diversas unidades reductoras
de espesor que se incluyen en el tren de laminación, es decir, los
laminadores en frío iniciales, el descascarillador/laminador de
estirado en frío, que puede usarse también para reducir el espesor
de la banda, y el laminador en frío, o posiblemente una pluralidad
de laminadores en frío, que terminan la línea.
Claims (12)
1. Método para la fabricación de bandas de acero
inoxidable, consistente en laminar en frío una banda que en un
proceso precedente ha sido fabricada mediante colada de una masa
fundida para formar una banda colada y/o ha sido laminada en
caliente y en el que la banda colada y/o laminada en caliente, que
es de color oscuro debido a los óxidos presentes en las superficies
de las bandas, que quedan de la fabricación precedente de la citada
banda colada y/o laminada en caliente, es laminada en frío en una o
más pasadas consecutivas de laminación en frío
(11-13) reduciendo el espesor de la banda en un
10-75% y agrietando las cascarillas de óxido, es
decir, de forma que se produzcan grietas en las cascarillas de
óxido, y en el que la banda es recocida entonces en un horno (18)
que tiene una atmósfera de horno que se puede obtener por
calentamiento del horno mediante quemadores que consumen un
combustible líquido o gaseoso que se quema por medio de un gas que
contiene al menos 85% en volumen de oxígeno y no más del 10% en
volumen de nitrógeno, después de lo cual la banda es enfriada y
decapada.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque la atmósfera del horno contiene un
máximo del 10% en volumen de oxígeno, preferiblemente un 6% en
volumen máximo de oxígeno.
3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la banda es recocida en la atmósfera del
horno a una temperatura de 1050-1200ºC durante un
periodo de tiempo tal que la banda sea perfectamente calentada y
recristalizada.
4. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se reduce el
espesor de la banda de acero inoxidable en un 20-50%
en dicha sección de laminado en frío inicial (10).
5. Método de acuerdo con la cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la banda,
después del recocido, es enfriada y sometida a descascarillado en
por lo menos una unidad de descascarillado (24), en la que la banda
es curvada una pluralidad de veces en diferentes direcciones
alrededor de rodillos, al mismo tiempo que la banda es estirada en
frío para alargarla permanentemente, haciendo que se rompan las
cascarillas antes de decapar la banda.
6. Método de acuerdo con la reivindicación 5,
caracterizado porque la banda es estirada en frío en por lo
menos dicha unidad de descascarillado (24), de forma que se alargue
permanentemente un 2-10%.
7. Tren de laminación integrado que comprende al
menos una sección de recocido (18), al menos una sección de
decapado (26, 27), y en la parte inicial de la línea, al menos un
laminador en frío (11-13) para el laminado en frío
inicial de bandas de acero inoxidable con superficies de óxido
oscuras obtenidas en relación con una colada y/o laminado en
caliente precedente de bandas de acero inoxidable; después de dicho
laminador en frío inicial, dicha sección de recocido, que incluye un
horno de recocido (18) que es calentado por medio de quemadores que
consumen un combustible líquido o gaseoso que es quemado por medio
de un gas que contiene al menos 85% en volumen de oxígeno, y no más
del 10% en volumen de nitrógeno; y
después de la sección de recocido, una sección de
enfriamiento y al menos una sección de decapado.
8. Tren de laminación integrado de acuerdo con la
reivindicación 7, caracterizado por, en la parte inicial del
tren, una línea de laminación en frío (10) que comprende al menos
dos laminadores en frío (11-13) en serie.
9. Tren de laminación integrado de acuerdo
cualquiera de las reivindicaciones 7-8,
caracterizado porque dicho laminador inicial, o al menos los
dos laminadores en frío iniciales en serie, están previstos para
poder reducir el espesor de una banda de acero inoxidable colada y/o
laminada en caliente en un total de por lo menos 10%,
preferiblemente al menos 20%, y máximo 75%.
10. Tren de laminación integrado de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 7-9,
caracterizado porque cada uno de los laminadores en frío de
la parte inicial de la línea comprende un par de rodillos de trabajo
y al menos dos rodillos soportadores encima y debajo del respectivo
rodillo de trabajo.
11. Tren de laminación integrado de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 7-10,
caracterizado porque se ha previsto un descascarillador (24)
entre las secciones de recocido y decapado en forma de laminador de
estirado en frío, en el que la banda es proporcionada para ser
curvada alternativamente en diferentes direcciones alrededor de una
pluralidad de rodillos al mismo tiempo que la banda es estirada
permanentemente.
12. Tren de laminación integrado de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 7-11,
caracterizado por un laminador en frío en la parte de
terminación de la línea, que consiste ya sea en un laminador cuarto,
comprendiendo un par de rodillos de trabajo y al menos un rodillo
soportador encima y debajo del respectivo rodillo de trabajo o
consiste en un laminador dúo para el laminado de endurecimiento
superficial.
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