ES2260953T3 - Metodo para fabricacion de bandas y linea de tren de laminacion. - Google Patents
Metodo para fabricacion de bandas y linea de tren de laminacion.Info
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Abstract
Método para la fabricación de bandas de acero inoxidable, que comprende el laminado en frío de una banda que en un anterior proceso (A) se ha fabricado a través del moldeo de un material fundido para formar una banda moldeada y/o se ha laminado en caliente, caracterizado porque el laminado en frío se efectúa en una línea (B) de tren de laminado que comprende, en la parte inicial de la línea, al menos dos trenes iniciales de laminado en frío (11-13) en serie, después de dichos trenes iniciales de laminado en frío al menos un horno (18) de recocido y al menos una sección de desoxidación (26, 27) y, en una parte terminal de la línea, al menos uno o varios trenes (32) de laminado en frío, porque la banda fundida o laminada en caliente, que tiene un color oscuro por los óxidos existentes sobre las superficies de la banda, quedando los óxidos de color oscuro sobre las superficies de la misma, primeramente se lamina en frío en al menos uno de dichos trenes iniciales de laminado en frío (11 - 13) de forma que el espesor de la banda se reduce totalmente un 10-75%, porque posteriormente la banda se recuece y se desoxida en dichas estaciones de recocido y de desoxidación y se lamina en frío en dicho al menos algún tren (32) más de laminado en frío, de forma que su espesor se reduce en un 2-20%, y porque la banda se suministra una vez más en la misma dirección a través de la misma línea (B) de tren de laminado, con lo que la banda se lamina de nuevo en al menos uno de dichos trenes (11-13) iniciales de laminado en frío, de forma que la banda se lamina en frío consecutivamente en al menos uno de dichos más trenes (32) de laminado en frío y en al menos uno de dichos trenes iniciales de laminado en frío (11, 13), que comprende laminado en frío en al menos tres trenes de laminado en frío sin recocido intermedio, reduciendo el espesor en un total de 30-75% antes de que la banda se recueza y se desoxide de nuevo.
Description
Método para fabricación de bandas y línea de
tren de laminación.
La invención se refiere a un método para
fabricación de bandas de acero inoxidable que comprende el laminado
en frío de bandas que, en un proceso anterior, se han fabricado a
través de fundido de bandas y/o se han laminado en caliente. La
invención también se refiere a una línea de tren de laminado a usar
en la realización del méto-
do.
do.
El laminado de bandas de acero inoxidable se
realiza para uno o varios objetivos. Generalmente, el objetivo
básico es reducir el espesor de las bandas de origen que,
normalmente, se han laminado en caliente en una línea anterior de
laminado en caliente para conseguir un espesor de las bandas
laminadas en caliente, que no es menor de 1,5 mm y normalmente es
del orden de 2-4 mm, pero que puede ser de hasta 6
mm. Convencionalmente, un recocido inicial, un enfriamiento y una
desescamación por chorreo por granalla, así como también un
desoxidación en una o varias etapas, preceden al laminado en frío
para la obtención de un material de partida para el laminado en frío
sin residuos de óxidos ni de escamas procedentes del anterior
laminado en caliente. Como alternativa, el laminado en caliente
puede sustituirse completamente o parcialmente por la fabricación de
bandas mediante moldeo, bandas que pueden tener un espesor inferior
al que es normal para las bandas laminadas en caliente o ser unos
pocos milímetros más gruesas, pero también en este caso el laminado
en frío va normalmente precedido por un recocido inicial,
enfriamiento, desescamación por chorreo por granalla y un
desoxidación, hasta la medida que ha puesto en práctica la técnica.
En el laminado en frío, que convencionalmente se realiza en una
pluralidad de operaciones consecutivas de laminado en frío,
alternando posiblemente con operaciones de recocido, enfriamiento,
desescamación y desoxidación, el espesor se puede reducir hasta por
debajo de 1 mm y en algunos casos incluso hasta espesores menores.
Al mismo tiempo, es posible producir, en esos trenes de laminado en
frío convencionales, bandas con una superficie muy fina, una
superficie denominada 2B, si el laminado se termina por tratamiento
térmico, desoxidación y laminado de endurecimiento superficial, o
incluso más fina si se emplea recocido brillante. Un laminado en
frío también puede tener como objetivo principal o como objetivo
adicional el aumento de la resistencia del material de la banda.
Para este objetivo, también se ha sugerido, como complemento al
laminado en frío - EP 0 738 781 - estirar en frío la banda después
del recocido, de forma que la banda se plastifica y se alarga
permanentemente, al mismo tiempo que se reduce su espesor. Además,
se sabe - US 5 197 179 y EP 0 837 147 - realizar al menos una
primera operación de laminado en frío sobre la banda fría laminada
en caliente, o sobre la banda fundida enfriada, antes del
tratamiento térmico, desoxidación, y posiblemente además operaciones
de laminado en frío con el fin de llevar la banda a su espesor final
deseado. Sin embargo, es característico de los métodos y líneas de
trenes de laminado conocidos hasta ahora el hecho de que sean caros
y/o difíciles de adaptar a requisitos ampliamente diferentes siempre
que están implicadas las condiciones de espesor, superficie y
resistencia del producto final. Esto se aplica particularmente
cuando el laminado en caliente y el posterior laminado en frío, así
como también otras operaciones relacionadas con el laminado en
caliente y con el laminado en frío, se consideran un proceso
integrado de producción.
El documento
GB-A-332462 se refiere a mejoras en
procesos de laminado de chapas metálicas, incluyendo el laminado en
caliente a un espesor comparativamente pequeño seguido del laminado
rojo, recocido, desoxidación y posteriormente laminado en frío. El
laminado rojo es un laminado en frío realizado mientras el producto
está cubierto con el óxido del laminado en caliente, que es la
explicación del nombre de la etapa. No hay indicación alguna de la
clase de metal a la que se puede aplicar el proceso de laminado. En
vista de las dificultades implicadas en la laminación del acero
inoxidable, parece menos probable que el metal deba ser acero
inoxidable. Tampoco hay indicación alguna sobre como el óxido de
laminado en caliente, que cubre la chapa metálica, se elimina de la
superficie
metálica.
metálica.
De manera similar, el documento
DE-A-195 13 999 no describe una
línea de tren de laminado para laminado en frío de bandas de acero
inoxidable, sino de bandas de aceros bajo en carbono, no aleados o
poco aleados, tales como acero BH (endurecimiento en horno), IF (sin
intersticios), DP (fase doble), PM (martensita parcial) o TRIP
(plasticidad inducida por transformación). Además, los procesos y
líneas de trenes de laminación descritos empiezan con un
desescamador para desescamar la banda de acero antes del laminado en
frío, recocido y desoxi-
dación.
dación.
Un objeto de la invención es atacar y resolver
el anterior complejo de problemas. Esto se puede conseguir por un
método de acuerdo con la reivindicación 1 o por una línea de tren de
laminación de acuerdo con la reivindicación 7. El laminado en frío
se realiza en una línea de tren de laminación que comprende, en la
parte inicial de la línea, al menos dos trenes iniciales de
laminación en frío, en serie, después de dichos trenes iniciales de
laminación en frío al menos una superficie de recocido y al menos
una sección de desoxidación, y en una parte terminal de la línea, al
menos un tren de laminación en frío más, que se caracteriza porque
la lámina fundida y/o laminada en caliente, que tiene color oscuro
por los óxidos existentes en las superficies de la banda,
permaneciendo los óxidos oscuros sobre las superficies de la banda,
primero se lamina en frío en al menos uno de dichos trenes iniciales
de laminación en frío de forma que el espesor de la banda se reduce
totalmente en un 10-75%, porque la banda entonces se
recuece y se desoxida en dichas secciones de recocido y de
desoxidación y se lamina en frío en dicho al menos algún tren más de
laminación en frío de forma que su espesor se reduce en un
2-20%, porque posteriormente la banda se suministra
una vez más en la misma dirección a través de la misma línea de tren
de laminación, donde la banda se lamina de nuevo en al menos uno de
dichos trenes iniciales de laminación en frío de forma que la banda
consecutivamente se lamina en frío en al menos uno de dichos más
trenes de laminación en frío y en al menos uno de dichos trenes
iniciales de laminación en frío, comprendiendo la laminación en frío
en al menos tres trenes de laminación en frío sin recocido
intermedio, reduciéndose el espesor en un total de
30-75% antes de que la banda experimente recocido y
se desoxide de nuevo. Cuando la banda pasa por segunda vez a través
de la línea de tren de laminado, la banda se lamina de nuevo en uno
de dichos más trenes de laminado en frío en la parte de terminación
de la línea de tren de laminado, pero esta vez se da únicamente una
pasada de endurecimiento superficial, reduciendo el espesor de la
banda en
0,2-1,5%.
0,2-1,5%.
Como alternativa, se excluye cualquier laminado
en la parte de terminación de la línea cuando la banda se esta
pasando por la línea por primera vez, y este es particularmente el
caso si se proporciona sólo una pasada de laminado de endurecimiento
superficial, en cuyo caso la banda se somete a laminado en al menos
tres trenes consecutivos de laminado en frío en la parte inicial de
la línea, cuando la banda se hace pasar una segunda vez a través de
la línea, reduciéndose la banda un total de 30-75%
antes de que la banda se recueza y desoxide de nuevo y posiblemente
se de una pasada de endurecimiento superficial.
El método que se ha descrito anteriormente
fabrica bandas con una superficie tan fina como sea posible. Sin
embargo, con el fin de conseguir tal superficie, es importante que
la banda se someta a desescamación antes de desoxidación y que tal
desescamación se efectúe de tal modo que las superficies no se
deterioren. Convencionalmente, la desescamación se efectúa a través
de un potente chorreo con granalla en una o varias etapas, un
tratamiento que, sin embargo, da como resultado deterioros
indeseados de las superficies de la banda. De acuerdo con un aspecto
de la invención, en su lugar la desescamación se efectúa curvando la
banda varias veces en diferentes direcciones alrededor de rodillos,
al mismo tiempo que la banda se estira en frío de forma que se
alarga permanentemente un 2-10% antes de la
desoxidación de acuerdo con una técnica que es conocida per
se por el documento EP 0 738 781. A través de este tratamiento,
se consigue una desescamación eficaz sin deteriorar las superficies
de la banda. Esta desescamación se puede completar con un suave
chorro con granalla, que se puede efectuar antes o después de la
desescamación, preferiblemente antes pretendiendo eliminar solamente
los óxidos sueltos con el fin de, por medio de la acumulación de
óxidos, no perturbar la siguiente desescamación. Si la aplicación de
chorro con granalla se realiza después de la desescamación, se
encuentra correspondientemente que los óxidos sueltos ya están
eliminados, efectuándose la aplicación de chorro con granalla en
cualquier caso de una forma tan suave que las superficies metálicas
de la banda no se dete-
rioren.
rioren.
De acuerdo con el anterior primer aspecto
descrito de la invención, la banda pasa dos veces a través de la
línea de tren de laminación en frío. De acuerdo con otro aspecto de
la invención, esta posibilidad no se utiliza en la fabricación de
bandas cuando los resultados perseguidos en primer lugar son
proporcionar un producto final que tenga un alto límite elástico y
superficies que sean finas incluso aunque no satisfagan los
requisitos de la calidad 2B. De acuerdo con este aspecto de la
invención, la invención se caracteriza porque el laminado en frío se
realiza en un tren de laminado en frío que comprende, en la parte
inicial de la línea, al menos dos trenes de laminación en frió
iniciales en serie, después de dichos trenes iniciales de laminado
en frío al menos una sección de recocido y al menos una sección de
desoxidación, y en una parte terminal de la línea, al menos uno o
varios trenes de laminación en frío, que se caracteriza porque la
banda fundida y/o laminada en caliente, que tiene color oscuro por
los óxidos depositados sobre las superficies de la banda,
permaneciendo los óxidos oscuros sobre las superficies de la banda,
primeramente se lamina en frío en al menos uno de dichos trenes
iniciales de laminación en frío de forma que el espesor de la banda
se reduce en una totalidad de un 10-75%, porque
dicha banda se recuece posteriormente en al menos un horno de
recocido en una sección de recocido, porque posteriormente al
recocido y al laminado se somete a desescamación en al menos una
unidad de desescamación en la que la banda se curva varias veces en
diferentes direcciones alrededor de rodillos, al mismo tiempo que la
banda se estira en frío, de forma que la banda se alarga
permanentemente un 2-10%, donde se provoca que las
escamas se rompan, porque la banda entonces se desoxida y porque la
banda desoxidada finalmente se lamina en frío en condiciones sin
lubricación en dicho al menos un tren más de laminación en frío que
reduce el espesor en un 2-20%.
Como se ha mencionado en la anterior descripción
de los antecedentes de la invención, es convencional laminar en
caliente las bandas hasta tener una lámina laminada en caliente
final de 2-4 mm, incluso puede ocurrir que el
laminado en caliente se efectúe todo el tiempo para obtener un
espesor inferior a 1,5 mm. La parte más complicada del laminado en
caliente es la parte final, es decir, cuando se está trabajando con
bandas de espesor considerablemente delgado. Esta fase es difícil de
controlar y también hay muchos óxidos producidos sobre las bandas en
relación con el espesor de las mismas. Además, el rendimiento en
producción en el tren de laminado en caliente se reduce cuanto más
se reduce el espesor de la banda. Con el fin de mejorar el material
de partida usado para el siguiente laminado en frío, también es
ventajoso disminuir la temperatura de la banda desde la temperatura
final de laminado hasta por debajo de 500ºC para, por una parte,
producir capas de óxidos tan delgadas como sea posible y, por otra
parte, evitar precipitación de carburos de grano de límite en las
capas superficiales. De acuerdo con otro aspecto de la invención, el
objetivo es integrar el laminado en caliente inicial y el
tratamiento de la banda en conexión con el laminado en caliente con
el posterior laminado en frío, de tal modo que se consigue una buena
economía de producción desde un punto de vista global, con una
capacidad mejorada en el tren de laminado en caliente incluyendo
menos riesgo de cuellos de botella en la línea del tren de laminado
en caliente, así como también un producto final después del laminado
en frío que pueda satisfacer altos requisitos en lo que concierne a
una buena calidad. De acuerdo con este aspecto de la invención, la
invención se refiere a un método para fabricar bandas de acero
inoxidable, método que comprende un laminado en caliente en un
proceso inicial y posteriormente un laminado en frío en una línea de
tren de laminado, caracterizado porque el laminado en caliente se
detiene cuando el espesor de la banda se ha reducido hasta un
espesor comprendido entre 2,5 y 6 mm, preferiblemente, entre 3 y 5
mm, porque la banda así laminada en caliente se enfría desde la
temperatura final de laminado en caliente a través de enfriamiento a
una velocidad de al menos 15ºC/s hasta por debajo de 500ºC, porque
en el siguiente laminado en frío se pasa dos veces en la misma
dirección a través de dicha línea de laminado en frío que comprende
al menos dos trenes de laminado en frío en la parte inicial de la
línea, y después de dichos trenes iniciales de laminado en frío, al
menos una sección de recocido y al menos una sección de
desoxidación, dicha banda tal cual, pasa los al menos dos trenes de
laminado en frío en la parte inicial de la línea, laminándose con
los óxidos coloreados que la banda ha obtenido en la condición
caliente de la banda durante el proceso
inicial.
inicial.
En el laminado inicial en frío del acero
inoxidable, cuando están los recubrimientos de óxido coloreados a
ambos lados de la banda de acero, habiéndose formado los
recubrimientos de óxido en relación con el proceso inicial en el
estado caliente del acero, se produce un agrietamiento de las
escamas de óxido, en algún grado. Esto se puede considerar una
operación inicial de desescamación, que puede facilitar la
desescamación eficaz que se efectúa más tarde, después del recocido,
antes de que la banda se desoxide. Con el fin de que sea posible que
dichoagrietamiento inicial se utilice eficazmente con el fin de
facilitar la posterior desescamación y desoxidación, es deseable que
en lo posible no se elimine en conexión con el recocido, es decir,
de forma que las fisuras o grietas en las capas de óxido no se
restituyan en el recocido. De acuerdo con otro aspecto de la
invención, un objetivo es evitar este efecto, es decir, hasta un
grado sustancial conservar la rotura iniciada de las escamas de
óxido que se consigue a través del laminado inicial en frío sobre
las capas superficiales de óxido. De acuerdo con este aspecto de la
invención, la invención se caracteriza porque la banda fundida y/o
laminada en caliente, que tienen color oscuro por los óxidos
existentes en las superficies de las bandas que permanecen de la
anterior fabricación de dicha banda fundida y/o laminada en
caliente, se lamina en frío en uno o más pasos consecutivos de
laminado en frío, reduciendo el espesor de la banda en un
10-75% y agrietando las escamas de óxido, es decir,
de forma que se produzcan grietas en las escamas de óxido, porque
posteriormente la banda se recuece en un horno que tiene una
atmósfera que contiene como máximo un 10% en volumen de oxígeno,
preferiblemente, como máximo un 6% en volumen de oxígeno, y porque
la banda posteriormente se desoxida. Dicha atmósfera del horno se
puede obtener, por ejemplo, mediante la técnica que se describe en
el documento WO95/24509, cuyo contenido se incorpora en el texto de
este documento como referencia. Típicamente, la desescamación se
termina después del recocido de un modo que se ha descrito
anteriormente, es decir, a través de estirado en frío en conexión
con la curvatura de la banda repetidamente alrededor de rodillos y
sin destruir la superficie por aplicación de chorro con
granalla.
Otras características y aspectos de la invención
se pondrán en evidencia con las reivindicaciones adjuntas de la
patente y con la siguiente descripción de dicha línea de tren de
laminado y de como la invención se puede reducir para ponerla en
práctica de acuerdo con una realización preferida.
La Fig 1 ilustra
semi-esquemáticamente la invención y la línea de
tren de laminado, y en la Fig. 2 se ilustra muy esquemáticamente la
realización preferida del método de fabricación de bandas.
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 la
siguiente línea B de tren de laminado que se usa para la realización
del método de acuerdo con la invención. También se pueden concebir
aceros ferrítico-austeníticos. A la izquierda de la
parte A de los dibujos se ilustran tres métodos de fabricación del
material de partida. De acuerdo con el método 1, unas placas 1 se
laminan en caliente en una línea de tren de laminado 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. De acuerdo con un aspecto de la
invención, sin embargo, el laminado en caliente se detiene antes o,
como máximo, cuando el espesor se ha reducido a 2,5 mm, es decir de
forma que las bandas obtienen un espesor dentro del intervalo de
3-6 mm, preferiblemente un espesor entre 3 y 5 mm.
Las bandas laminadas en caliente se enfrían a una temperatura
inferior a 500ºC a una velocidad de al menos 15ºC/s en una sección 3
de enfriamiento, convenientemente a través de un intenso rociado de
agua. Acto seguido, las bandas se bobinan en bobinas 4 que se
enfrían adicionalmente hasta 100ºC o menos. A través del
enfriamiento rápido hasta por debajo de 500ºC, se evita
esencialmente la precipitación de carburos de contorno de grano en
las bandas de acero inoxidable. Otro efecto obtenido a través del
enfriamiento rápido es que las capas de óxido que inevitablemente se
forman sobre las superficies de la banda de acero se hacen más finas
de lo que es normal en relación con el laminado en caliente y con
enfriamiento más lento, particularmente en conexión con el
enfriamiento después de que las bandas se hayan bobinado para formar
bobinas a una temperatura superior.
De acuerdo con el método II, las bandas de acero
inoxidable se funden para conseguir la forma de bandas, de acuerdo
con cualquier técnica que pueda ser conocida per se y que, en
lo que se refiere a su modo específico de operación, no forma parte
de esta invención y por lo tanto no se describe con más detalle. A
titulo de ejemplo, sin embargo, se puede utilizar la denominada
banda de acero inoxidable fundida por dos rodillos, que es una
técnica conocida por las personas especialistas en la técnica. La
banda de acero inoxidable fundido se lamina en caliente en una línea
2' de tren de laminado en caliente hasta un espesor que es
convencional para bandas de acero inoxidable laminadas en caliente o
algo mayor, 3-6 mm, véase anteriormente, después de
lo cual, la banda laminada en caliente inmediatamente se enfría en
una sección 3 de enfriamiento y se bobina para formar una
bobina
4.
4.
De acuerdo con el método III, la banda de acero
inoxidable se funde en forma de una banda que tiene un espesor que
es normal para bandas de acero inoxidable, o posiblemente algo
mayor, es decir, aproximadamente 2,5-6 mm, después
de lo cual la banda se enfría en una sección 3' de enfriamiento a
una temperatura inferior a 500ºC, a una velocidad que es suficiente
para evitar esencialmente la formación de carburos de contorno de
grano y para evitar las escamas gruesas de óxido indeseables sobre
las superficies de la banda, es decir, a una velocidad de al menos
15ºC/s. Las bandas así producidas se guardan en bobinas 4'.
El material de partida para la siguiente
operación en la línea B de tren de laminado consiste en las bandas
4, 4' de acero inoxidable fundidas y/o laminadas en caliente. En los
dibujos se muestra una bobina 4, 4' de una banda de acero inoxidable
similar que se está desbobinando de un desbobinador 6. Un
desbobinador auxiliar se denomina 6A. Una máquina de soldar para
empalmar bandas, un primer engarzador de banda y un primer
tren-S multirrodillo se denominan 7, 8 y 9,
respectivamente. Después sigue una sección 10 inicial de laminado en
frío compuesta por tres trenes 11, 12 y 13, de laminado en frío,
trenes que se denominan de tipo Z-alto o
6-alto, que significa que cada uno de ellos tiene un
par de rodillos de trabajo y dos rodillos de soporte sobre y debajo
del respectivo rodillo de
trabajo.
trabajo.
Después de la sección 10 inicial de laminado en
frío sigue un equipo 14 de desengrase, un segundo tren 15 S
multirrodillo y un segundo engarzador 16 de banda.
La banda que se ha desbobinado de la bobina 6 se
denomina 5 en los dibujos. Después de haber pasado la sección 10
inicial de laminado en frío, la banda se denomina 5'. Desde el
engarzador 16 de banda, la banda 5' se alimenta primero a través de
un equipo 17 de lavado antes de suministrarse al interior y a través
de un horno 18 de recocido y de una sección de enfriamiento que
comprende dos cámaras 19 y 20 de enfriamiento. Entonces sigue un
tercer tren-S 21 multirrodillo, una etapa 22 de
aplicación de chorro con granalla y un desescamador 24. En cada lado
del desescamador 24, hay un cuarto y quinto tren-S
multirrodillo 23 y 25 respectivamente.
El desescamador 24 está compuesto por un
laminador de estirado en frío cuyo diseño se representa con detalle
en la Fig. 3 de dicho documento RP 0 738 781, que se incorpora en la
presente descripción como referencia. Un laminador de estirado en
frío de este tipo comprende una serie de rodillos que fuerzan a la
banda a ser curvada alternativamente en diferentes direcciones, al
mismo tiempo que la banda se alarga permanentemente a lo largo del
estirado en frío. Se ha descubierto que por medio de un laminador de
estirado en frío de este tipo, es posible conseguir una eficaz
desescamación sin deteriorar las superficies de la banda situadas
por debajo de las capas de
óxido.
óxido.
Después del desescamador 24, sigue una sección
de desoxidación que, por ejemplo, puede consistir en una sección
inicial de desoxidación neolítica u otra sección 26 de desoxidación
electrolítica y una sección 27 de desoxidación con ácidos mezclados.
La mezcla de ácidos puede consistir, por ejemplo, en una mezcla de
ácido nítrico, HNO_{3} y ácido fluorhídrico, HF. La banda
desoxidada, que se designa como 5'', entonces se puede almacenar en
un tercer engarzador de banda 28.
Otro tren de laminado en frío de terminación se
designa con el número 32. Este laminador, de acuerdo con la
realización, consiste en un laminador de cuatro alturas, es decir,
un tren de laminación con un par de rodillos de trabajo y un rodillo
de soporte sobre y debajo del rodillo de trabajo, respectivamente,
que permite el laminado con reducciones de hasta un 15 a un 20%
dependiendo del tipo de acero inoxidable (austenítico o ferrítico,
siendo posible normalmente que los aceros ferríticos se laminen con
un mayor grado de reducción que los aceros austeníticos).
Alternativamente, el tren de laminado en frío de acabado puede
consistir en dos laminadores altos destinados únicamente para
laminado de endurecimiento superficial. Después del tren de laminado
32, se proporciona un sexto tren-S 33 multirrodillo,
un laminador 34 de enderezamiento, una unidad 36 de secado, un
séptimo laminador-S 36 y una unidad 37 de cortado de
borde antes de que la banda 5''' se bobine para formar una bobina 40
en una bobinadora 38. La bobinadora auxiliar se ha denominado
38A.
De acuerdo con los diversos aspectos de la
invención, la banda de acero inoxidable pasará una vez o dos veces a
través de la línea B de tren de laminado. Esto ahora se describirá
con más detalle en relación con la Fig. 2, en la que únicamente se
ha representado el equipo más esencial, mientras que otras partes
tales como una máquina de soldar laminadores-S,
rodillos de deflexión y de guía, engazadores, etc, se han dejado
fuera para que los principios de la invención estén más claros. Los
números de referencia entre paréntesis indican material en banda que
se está procesando cuando el material está pasando por la línea B de
tren de laminado por segunda
vez.
vez.
El laminado en la línea B de tren de laminado se
inicia desbobinando la banda 5 laminada en caliente o fundida de
acero inoxidable de la bobina 4,4' de material en banda. Entonces,
todavía tiene su recubrimiento de óxido oscuro que ha obtenido en el
proceso anterior en la parte A. Esta banda se lamina en frío con una
reducción de espesor total de al menos un 10% y como máximo un 75%
en uno, dos, o los tres trenes de laminado 11, 12, 13, de la sección
10 inicial de laminación en frío, preferiblemente con una reducción
de área de un 20-50%. Las capas de óxido oscuro
comparativamente delgadas situadas sobre las superficies de la
banda, obtenidas en el enfriamiento después del laminado en caliente
o de la fundición son tan dúctiles que no se rompen ni se separan a
lo largo de las operaciones de laminado en frío en la sección 10
inicial de laminado en frío hasta tal grado que se aflojen del
sustrato, es decir, de la superficie del metal.
Sin embargo, se forman grietas en las capas de
óxido, es decir, las escamas situadas sobre las bandas de acero se
agrietan. Esto parece tener una importancia esencial para la
siguiente desoxidación, cuya eficacia se promueve, lo cual a su vez
es importante para la consecución de superficies finas en el
producto final.
En el horno 18 de recocido, la banda 5' así
laminada en frío se recuece por medio de calentamiento a una
temperatura dentro del intervalo de temperaturas de
1050-1200ºC durante un periodo tan largo de tiempo
que la banda se calienta a su través y se recristaliza. De acuerdo
con un aspecto de la invención, el horno 18 contiene un máximo de un
10% en volumen de oxígeno, preferiblemente un máximo de un 6% en
volumen de oxígeno. Una atmósfera de horno de este carácter se puede
obtener y se puede mantener de diferentes maneras, por ejemplo, y
convenientemente cuando el horno se calienta por medio de un
quemador que consume un combustible líquido o gaseoso que se quema
por medio de un gas que contiene al menos un 85% en volumen de
oxígeno y como máximo un 10% en volumen de nitrógeno, como se
describe en dicho documento WO95/24509. En la atmósfera que es pobre
en oxigeno, en el horno 18, esas superficies de las bandas de acero
que se exponen a través de las fisuras en el óxido que se han
formado a lo largo del laminado en frío en la sección 10 inicial del
laminado en frío, se oxidan únicamente en pequeño grado, lo cual es
favorable para la siguiente desescamación, que preferiblemente se
realiza en el laminador 24 de estirado en frío.
En las cámaras 20 de enfriamiento, la banda 5'
se enfría hasta por debajo de 100ºC antes de que se aplique
suavemente un chorro con granalla en la sección 22 de aplicación de
chorro con granalla, que es una primera medición de la extracción de
óxidos y escamas de las superficies de la banda. Más
particularmente, los óxidos que se depositan de manera suelta, se
eliminan a través de la aplicación del chorro con granalla con el
fin de no deteriorar la siguiente desescamación a través de la
acumulación de óxidos.
La banda se pasa y se alarga por estiramiento en
el desescamador 24, entre una pluralidad de rodillos bajo curvado
repetido, donde las escamas de óxido se rompen como otra medición
preparatoria antes de la desoxidación en las unidades 26 y 27 de
desoxidación, donde las escamas de óxido se eliminan
completamente.
Entonces, la banda 5'' así desoxidada se lamina
en frío también en el tren 32 de laminación terminal adicional, que
está dimensionado de forma que puede reducir el espesor
adicionalmente en hasta un 20%. Preferiblemente, la reducción de
espesor de la banda en el tren 32 de laminación en frío de acabado
es de al menos un 2% y normalmente no más de un 15%, apropiadamente
al menos un 8% y como máximo un 12%. Entonces, la banda 5''' se
bobina para formar una bobina 40 de banda.
Posiblemente, la desescamación en el dispositivo
24 de estiramiento en frío se puede omitir completamente o el
estiramiento en frío se realiza solo hasta un pequeño grado,
aproximadamente de un 0,5-2%, o aproximadamente un
1,5%. Sin embargo de acuerdo con un aspecto de la invención, también
se puede concebir un estiramiento en frío más extendido, aunque
preferiblemente no más de un 5%. Si el estiramiento en frío se omite
completamente, la desescamación se efectúa a través de una
aplicación suave de chorro con granalla de acero en combinación con
cepillado, un tipo de tratamiento de descamación que puede
realizarse debido al laminado en frío inicial sobre superficies
oxidadas y siguiente recocido en la atmósfera específica del horno
18 de recocido. También es concebible la alternativa de
"estiramiento ligero permanente (0,5-2%) +
aplicación de chorro suave y cepillado". Posteriormente, la banda
se desoxida en la sección 26-27 de desoxidación y
finalmente se bobina.
De acuerdo con el primer aspecto de la
invención, entonces la banda se pasa una vez más a través de la
línea del tren de laminado 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 40 de banda, después de un periodo de tiempo
que depende, entre otras cosas, de la planificación logística de la
producción en la planta, se transporta al desbobinador 6 o 6a en la
posición de inicio de la línea de tren de laminado, donde la banda
(5''') de nuevo se desbobina para la segunda pasada de la banda a
través de la línea B de tren de laminado. Aunque posiblemente la
banda durante la primera pasada únicamente se laminó en uno o dos
trenes de laminado 11-13 en la sección 10 inicial de
laminado en frío, esta vez se lamina en dos o tres de los
laminadores 11-13 de forma que esencialmente
consigue el espesor final deseado de la banda. La reducción total de
espesor en la sección 10 de tren de laminado en la segunda pasada de
la banda a través de esta sección depende del espesor final deseado
y puede llegar hasta un total del 60% y hasta al menos un 20%,
preferiblemente hasta al menos un 30%. Después de haber pasado la
sección 10 de laminado en frío por segunda vez, 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 18 de recocido, las cámaras de enfriamiento 19 y 20 y las
secciones de desoxidación 26 y 27. Sin embargo, esta vez no se trata
en absoluto en la unidad 22 de aplicación de chorro con granalla ni
en el desescamador 24 de acuerdo con un aspecto de la invención, ya
que la oxidación de las superficies de la banda en esta ocasión será
tan insignificante que no es necesaria ni desescamación en el
laminador 24 de estirado en frío ni la aplicación de chorro en el
dispositivo 22 de aplicación de chorro con granalla. Por lo tanto,
la banda recocida puede, después del enfriamiento, desoxidarse
inmediatamente en las unidades 26 y 27 de desoxidación. El
tratamiento se termina por un laminado de endurecimiento
superficial, del 0,02-1,5%; preferiblemente
aproximadamente del 0,5%, o mediante laminado duro del
2-20%, preferiblemente del 10-15%,
en el tren 32 de laminación en frío o mediante enderezado a través
de estiramiento en el dispositivo 34 de enderezado antes del
enfriamiento
final.
final.
Sin embargo, de acuerdo con otro aspecto de la
invención, también puede realizarse durante la segunda pasada a
través de la línea de tren de laminado tratado en el desescamador
24, siendo el objeto en este caso aumentar el límite elástico de la
banda a través del estirado en frío. Entonces, posiblemente, en el
tren 32 de laminado en frío terminal se lamina una vez más, pero
esta vez sólo es un laminado de endurecimiento superficial con una
reducción de espesor de 0,2-1,5%, preferiblemente de
aproximadamente 0,5%, con el fin de proporcionar las superficies
finas deseadas. Entonces se acaba el tratamiento de la banda
(5^{VI}) y la banda se bobina de nuevo. Como una alternativa, la
banda (5^{V}), en lugar de laminarse en frío, se lamina con la
misma reducción de espesor que cuando la banda se laminó por
primera vez en el tren 32 de laminado en frío terminal, si el
objetivo es producir una banda con un límite elástico muy
alto.
alto.
La anterior descripción describe realizaciones
preferidas de acuerdo con diferentes aspectos de métodos de uso de
la línea B de laminación. Una ventaja particular del diseño de la
línea B de tren de laminación es que también se puede usar la línea
del tren de laminación o partes de ella para procesos que tienen
como objetivo la fabricación de no sólo bandas muy finas y
superficies brillantes, sino también bandas con características que,
para algunas aplicaciones, son de importancia más significativa que
superficies muy brillantes, tales como bandas con alta resistencia o
bandas con un menor grado de perfeccionamiento pero con ventajas
desde un punto de vista de coste. Para el último objetivo, el
tratamiento, por ejemplo, se puede parar inmediatamente después de
que la banda 5'' haya pasado las secciones de desoxidación 26, 27
después del primer pase de la primera sección de laminado en frío
10, las secciones de recocido y enfriamiento, y las secciones de
desoxidación. En el desescamador 24, la banda se puede estirar en
frío un 2-10%, lo cual proporciona una mejora
significativa de la resistencia. Sin embargo, este tratamiento
también se puede omitir, si no se desea tal aumento de la
resistencia/límite elástico. Como alternativa, el estirado en frío
se puede sustituir o completar por un 2-20% de
laminado en frío en el tren 32 terminal de laminado en frío, que en
ese caso se efectúa sobre superficies no lubricadas, ya que la banda
pasa el tren terminal de laminado en frío una primera vez, después
de lo cual el proceso se termina bobinando la banda.
Otra variante de la realización en la que la
banda se pasa únicamente una vez a través de la línea B de tren de
laminación es la siguiente. Primero, la banda fundida y/o laminada
en caliente se lamina, permaneciendo los óxidos oscuros sobre las
superficies, en al menos uno de los trenes iniciales
11-13 de laminado en frío, en la sección 10 de
laminado en frío con una reducción total de 10-75%,
preferiblemente 20-50% de reducción total antes de
que se recueza en el horno 18 de recocido. La atmósfera del horno
consiste en la atmósfera descrita precedentemente. Después de
enfriar la banda con sus escamas fisuradas, fácilmente rotas, se
aplica un chorro tan suavemente que las superficies metálicas no se
deterioren. La desescamación posiblemente se puede complementar en
el dispositivo 24 de estirado en frío a través de un estiramiento de
2-10%. Posteriormente, la banda se desoxida en las
unidades 26 y 27 de desoxidación. Las superficies desoxidadas aquí
son comparativamente finas, permitiendo que la banda se use con
estas superficies, por ejemplo, para detalles de construcción sin
otro tratamiento superficial. Después de la desoxidación no se
realiza más tratamiento a no ser que, si es necesario, se efectúe un
enderezamiento convencional en el dispositivo 34 de enderezamiento,
corte de bordes, etc., y bobinado.
Estos ejemplos y alternativas ilustran la
versatilidad y adaptabilidad de la línea de tren de laminación para
diversos menesteres siempre que esté implicado el producto
final.
Ejemplo
Un bloque de acero inoxidable austenítico de
calidad ASTM 304 se lamina en caliente 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 se enfría desde
una temperatura final de laminado de aproximadamente 900ºC hasta por
debajo de 500ºC, durante aproximadamente 10 s mediante rociado de
agua, después de lo cual la banda se bobina. Por medio del rápido
enfriamiento anterior al bobinado, se evita esencialmente la
formación de carburos de contorno de grano. Al mismo tiempo también
las capas de óxido oscuro sobre las superficies de la banda se hacen
comparativamente
delgadas.
delgadas.
La bobina de banda entonces se transporta a la
línea del tren de laminación de la invención, se desbobina y se
lamina por primera vez en frío con sus capas de óxido oscuro en dos
de los trenes 11-13 de laminación, en la sección 10
de laminación en frío inicial hasta un espesor de 2,05 mm, con lo
que las capas de óxido se agrietan pero sin aflojarse.
Posteriormente, la banda se recuece en el horno 18 de recocido en la
atmósfera pobre en oxígeno que se ha descrito previamente, a una
temperatura de 1120ºC durante un periodo suficientemente largo de
tiempo para que se recristalice completamente, después de lo cual la
banda se enfría hasta por debajo de 100ºC en las cámaras 19 y 20 de
enfriamiento. Entonces, las superficies de la banda se someten a
chorro con granalla en la unidad 22 de aplicación de chorro con
granalla muy suavemente con granalla de acero, después de lo cual
la banda se somete a desescamado en el dispositivo 24 de estirado
antes de desoxidarse, primeramente a través de una desoxidación
electrolítica en la sección 26 y posteriormente en ácido mezclado
(mezcla de ácido nítrico, HNO_{3} y ácido fluorhídrico, HF) en la
sección 27 de desoxidación. En el tren 32 de laminado en frío de
acabado, la banda desoxidada entonces se lamina en frío con una
reducción de espesor de 9,8% para un espesor de 1,85 mm, después de
lo cual la banda se bobina para formar una bobina.
Entonces, la banda se transporta de nuevo a la
posición de iniciación. Debido al fuerte laminado en frío al que se
ha sometido la banda en la operación de laminado en frío terminal en
el tren 32 de laminado, ésta se endurece por deformación en un grado
considerable y, por lo tanto, no se deteriora fácilmente y puede
transportarse y manipularse sin riesgo de que las superficies de la
banda se deterioren. La banda de nuevo se desbobina y en esta vez se
lamina en los tres trenes 11-13 de laminación, en el
tren 10 inicial de laminación en frío con una reducción total de
espesor del 45,9% hasta un espesor de 1,0 mm. La banda se recuece,
se enfría y después se desoxida de la misma forma que durante la
primera pasada a través de la línea del tren de laminación, pero no
se somete a chorro con granalla ni se estira en frío antes de
desoxidarse de acuerdo con el ejemplo. Finalmente, la banda se
lamina con una laminación de endurecimiento superficial en el tren
32 terminal de laminación en frío, agregando una reducción adicional
de espesor de aproximadamente un 0,5%, con lo que la banda consigue
una finura superficial de Ra_012 \mum, es decir, correspondiente a
la superficie 2B.
Como es evidente por lo indicado anteriormente,
el tren de laminado en frío de la invención es extremadamente
versátil hasta su uso para la fabricación de bandas inoxidables con
superficies muy finas y/o para bandas con otras calidades deseables
o características deseadas. En la siguiente tabla, habrá una lista
con varias de estas formas alternativas de fabricación de bandas con
referencia a la utilización de las diversas unidades de reducción de
espesor que se incluyen en la línea del tren de laminación, es
decir, los trenes iniciales de laminación en frío, el
desescamador/dispositivo de estirado en frío, que también se puede
usar para reducir el espesor de la banda, y el tren de laminado en
frío, o posiblemente una pluralidad de trenes de laminado en frío
que terminan la línea.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Claims (11)
1. Método para la fabricación de bandas de acero
inoxidable, que comprende el laminado en frío de una banda que en
un anterior proceso (A) se ha fabricado a través del moldeo de un
material fundido para formar una banda moldeada y/o se ha laminado
en caliente, caracterizado porque el laminado en frío se
efectúa en una línea (B) de tren de laminado que comprende, en la
parte inicial de la línea, al menos dos trenes iniciales de laminado
en frío (11-13) en serie, después de dichos trenes
iniciales de laminado en frío al menos un horno (18) de recocido y
al menos una sección
de desoxidación (26, 27) y, en una parte terminal de la línea, al menos uno o varios trenes (32) de laminado en frío,
de desoxidación (26, 27) y, en una parte terminal de la línea, al menos uno o varios trenes (32) de laminado en frío,
porque la banda fundida o laminada en caliente,
que tiene un color oscuro por los óxidos existentes sobre las
superficies de la banda, quedando los óxidos de color oscuro sobre
las superficies de la misma, primeramente se lamina en frío en al
menos uno de dichos trenes iniciales de laminado en frío
(11-13) de forma que el espesor de la banda se
reduce totalmente un 10-75%, porque posteriormente
la banda se recuece y se desoxida en dichas estaciones de recocido y
de desoxidación y se lamina en frío en dicho al menos algún tren
(32) más de laminado en frío, de forma que su espesor se reduce en
un 2-20%, y porque la banda se suministra una vez
más en la misma dirección a través de la misma línea (B) de tren de
laminado, con lo que la banda se lamina de nuevo en al menos uno de
dichos trenes (11-13) iniciales de laminado en frío,
de forma que la banda se lamina en frío consecutivamente en al menos
uno de dichos más trenes (32) de laminado en frío y en al menos uno
de dichos trenes iniciales de laminado en frío (11, 13), que
comprende laminado en frío en al menos tres trenes de laminado en
frío sin recocido intermedio, reduciendo el espesor en un total de
30-75% antes de que la banda se recueza y se
desoxide de nuevo.
2. Método de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el espesor de la banda de acero
inoxidable se reduce en un 20-50% cuando pasa a
través de dicha sección (10) inicial de laminado en frío por primera
vez y en un máximo de un 15% cuando pasa a través del tren (32)
terminal de laminado en frío durante la primera vez.
3. Método de acuerdo con la reivindicación 2,
caracterizado porque la banda se lamina en frío, reduciendo
su espesor en al menos 3, preferiblemente al menos 8, y como máximo
12% cuando pasa a través de dicho tren (32) terminal de laminado en
frío durante la primera vez.
4. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el espesor
de la banda se reduce en un 20-60% cuando pasa a
través de dicha primera sección (10) de laminado en frío durante la
segunda vez.
5. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la banda se
lamina con pasada de endurecimiento superficial de alrededor de un
0,5% cuando pasa a través de dicho tren (32) terminal de laminado en
frío durante la segunda vez.
6. Método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1-5, caracterizado porque la
banda se lamina en duro 2-20%, preferiblemente
10-15%, cuando pasa a través de dicho tren (32)
terminal de laminado en frío durante la segunda vez.
7. Línea de tren de laminado para laminar en
frío bandas de acero inoxidable, que comprende bandas iniciales de
laminación en frío que tienen superficies oxidadas de color oscuro;
obtenidas en una fabricación anterior por medio de fundición de
bandas y/o laminación en caliente de bandas de acero inoxidable,
caracterizada porque, en la parte inicial de la línea hay una
línea (10) de laminado en frío que comprende al menos dos trenes
(11-13) de laminado en frío en serie, en la parte
terminal de la línea al menos un tren (32) terminal de laminado en
frío y al menos una sección de recocido y al menos una sección de
desoxidación (26-27) entre dicha sección inicial de
laminado en frío y dicho tren (32) terminal de laminado en frío.
8. Línea de tren de laminado de acuerdo con la
reivindicación 7, caracterizada porque dichos trenes
iniciales de laminado en frío en serie están dispuestos para reducir
el espesor de una banda laminada en caliente o fundida en un total
de al menos un 10%, preferiblemente al menos un 20% y como máximo un
75% y porque dicho tren terminal de laminación en frío está
dispuesto para ser capaz de reducir el espesor de un acero
inoxidable recocido y desoxidado en hasta un 20% y también puede
usarse para laminado de endurecimiento superficial de una banda
inoxidable desoxidada.
9. Línea de tren de laminado de acuerdo con la
reivindicación 7, caracterizada porque dichos trenes
iniciales de laminado en frío, en serie, están dispuestos para ser
capaces de reducir el espesor de una banda laminada en caliente o
fundida en un total de al menos un 10%, preferiblemente al menos un
20% y como máximo un 75%, y porque dicho tren terminal de laminado
en frío es un tren de laminado de endurecimiento superficial.
10. Línea de tren de laminado de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 7-9,
caracterizada porque cada uno de los trenes de laminado en
frío de la parte inicial de la línea comprende un par de rodillos de
trabajo y al menos dos rodillos de soporte sobre y debajo del
respectivo rodillo de trabajo y dicho al menos un tren de laminado
en frío en la parte terminal de la línea consiste en un tren de
laminado de cuatro alturas que comprende un par de rodillos de
trabajo y al menos un rodillo de soporte sobre y debajo del
respectivo rodillo de trabajo o consiste en un tren de laminado de
dos alturas para laminado de endurecimiento superficial.
11. Línea de tren de laminado de acuerdo con
cualquiera de las reivindicaciones 7-10,
caracterizada porque está dispuesto un desescamador (24)
entre las secciones de recocido y desoxidación en la forma de un
dispositivo de estirado en frío en el que la banda se dispone para
ser curvada alternativamente en direcciones diferentes alrededor de
una pluralidad de rodillos, al mismo tiempo que la banda se está
estirando permanentemente.
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