ES2348023T3 - Chapa fina de acero en carbono, pieza colada de acero bajo en carbono y método para la producción de las mismas. - Google Patents
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Abstract
Una chapa fina de acero bajo en carbono que tiene un contenido de carbono de 0,01% en masa o menos, en la que no menos de 60% en peso en masa de las inclusiones de óxido presentes son inclusiones de óxido que contienen no menos de 20% en masa de al menos La y/o Ce en forma de La2O3 y/o Ce2O3, chapa fina de acero que contiene inclusiones compuestas de TiOn-La2O3-Ce2O3, inclusiones compuestas de TiOn-La2O3 o inclusiones compuestas de TiOn-Ce2O3.
Description
Campo técnico
La presente invención se refiere a chapa fina de acero
bajo en carbono y a un desbaste de acero bajo en carbono
que tienen una capacidad de ser trabajados y una
conformabilidad excelentes y en los que difícilmente se
forman defectos de superficie, y a un procedimiento para
producirlos.
Además, el término “bajo en carbono” no define en
particular en la presente invención un límite superior de
una concentración de carbono, sino que significa que la
concentración de carbono es relativamente baja en
comparación con otros tipos de acero. Además, a causa de
que una chapa fina de acero se usa para aplicaciones en las
que se ha sometido en la conformación a una deformación
particularmente fuerte, por ejemplo, chapas exteriores de
automóviles, la chapa fina de acero debe tener capacidad de
ser trabajada. Por tanto, la concentración de carbono debe
ser de hasta 0,05% en masa, preferiblemente de hasta 0,01%
en masa. El límite inferior de la concentración no está
definido particularmente.
Técnica antecedente
Un acero fundido que ha sido refinado en un
convertidor o un recipiente de tratamiento en vacío
contiene una gran cantidad de oxígeno disuelto.
Generalmente, el oxígeno en exceso se desoxida con
aluminio, que es un elemento desoxidante que tiene una
fuerte afinidad por el oxígeno. Sin embargo, por la
desoxidación, el Al forma inclusiones de Al2O3 y las
inclusiones se agregan para formar cúmulos groseros de
alúmina, cada uno de ellos de un tamaño de como mínimo
varios cientos de micrómetros. Los cúmulos de alúmina
causan la generación de defectos superficiales durante la
producción de la chapa fina de acero y deterioran en gran
medida la calidad de la chapa fina de acero. En particular,
para un acero fundido de bajo contenido de carbono como
material para una chapa fina de acero que tiene una
concentración baja de carbono y, después del refino, una
concentración alta de oxígeno disuelto, la cantidad de
cúmulos de alúmina es muy grande. La proporción de los
defectos superficiales generados en una chapa fina de acero
producida con tal acero es extremadamente alta y es un
problema importante a resolver el desarrollo de medidas
para disminuir las inclusiones de Al2O3.
Con el fin de disminuir las inclusiones de Al2O3,
hasta el momento se han propuesto y llevado a la práctica
los procedimientos siguientes: un procedimiento descrito en
la Publicación de Patente Japonesa no Examinada (Kokai) nº.
5-104219, que comprende añadir fundente para adsorber
inclusiones en una superficie de acero fundido para
eliminar inclusiones de Al2O3; y un procedimiento descrito
en la Publicación de Patente Japonesa no Examinada (Kokai)
nº. 63-149057, que comprende añadir fundente de CaO a un
acero fundido con el chorro de vertido del acero fundido
utilizado, con lo que se adsorben y eliminan las
inclusiones de Al2O3. Por otra parte, la Publicación de
Patente Japonesa no Examinada (Kokai) nº. 5-302112 da a
conocer, no como procedimiento para eliminar inclusiones de
Al2O3 sino como procedimiento para que no se formen
inclusiones de Al2O3, un procedimiento para preparar un
acero fundido para chapa fina de acero, que comprende
desoxidar con Mg un acero fundido, no desoxidándose
sustancialmente con Al el acero fundido.
Sin embargo, es muy difícil eliminar en gran cantidad
inclusiones de Al2O3 formadas en un acero fundido bajo en
carbono, por los procedimientos que se han explicado en lo
anterior y de manera que no se formen defectos
superficiales. A mayor abundamiento, cuando un acero
fundido se desoxida con Mg no formándose inclusiones de
Al2O3, la presión de vapor del Mg es alta y el rendimiento
de Mg en el acero fundido es muy bajo. Consecuentemente, se
requiere una gran cantidad de Mg para desoxidar sólo con Mg
un acero fundido que tiene una concentración elevada de
oxígeno disuelto, como es un acero bajo en carbono. Por
tanto, no se puede decir que el procedimiento sea práctico
cuando se toma en consideración el coste de producción.
La patente JP 11 323 426 no usa titanio y se refiere a
un acero con un contenido de carbono de 0,05-0,20% en peso.
A la vista de estos problemas, un objetivo de la
presente invención es proporcionar una chapa fina de acero
bajo en carbono y un desbaste de acero bajo en carbono en
el que se pueda evitar con seguridad la formación de
defectos superficiales evitando la agregación de
inclusiones en el acero fundido y dispersando finamente las
inclusiones en la chapa fina o el desbaste de acero, y un
procedimiento para producir la chapa fina y el desbaste de
acero.
Descripción de la invención
La presente invención está definida por las
reivindicaciones y se ha desarrollado para resolver los
problemas anteriores. Seguidamente se exponen aspectos de
la invención:
- (1)
- Una chapa fina de acero bajo en carbono caracterizada porque están dispersadas en ella
- (2)
- Una chapa fina de acero bajo en carbono caracterizada porque no menos de 60% en masa de las inclusiones de óxido contienen como mínimo La y/o Ce.
- (3)
- Una chapa fina de acero bajo en carbono caracterizada porque no menos de 60% en masa de las inclusiones de óxido presentes en ella son inclusiones de óxido esféricas o de tipo de husillo que contienen como mínimo La y/O Ce.
- (4)
- Una chapa fina de acero bajo en carbono caracterizada porque no menos de 60% en masa de laa inclusiones de óxido presentes en ella son inclusiones de óxido que contienen no menos de 20% en masa de al menos La y/o Ce en forma de La2O3 y/o Ce2O3.
- (5)
- Una chapa fina de acero bajo en carbono caracterizada porque no menos de 60% en masa de las inclusiones de óxido presentes en ella son inclusiones de óxido esféricas o de tipo de husillo que contienen no menos de 20% en masa de al menos La y/o Ce en forma de La2O3 y/o Ce2O3.
- (6)
- Una chapa fina de acero bajo en carbono caracterizada porque están dispersadas en ella
- (7)
- Una chapa fina de acero bajo en carbono caracterizada porque están dispersadas en ella inclusiones finas de óxido que tienen un diámetro de 0,5 a 30 µm, siendo el número de inclusiones de no menos de 1.000 a menos de
- inclusiones
- finas de óxido que tienen un
- diámetro
- de 0,5 a 30 µm, siendo el número de
- inclusiones
- de no menos de 1.000 a menos de
- 100.000 piezas/cm2 .
- inclusiones
- finas de óxido que tienen un
- diámetro
- de 0,5 a 30 µm, siendo el número de
- inclusiones
- de no menos de 1.000 a menos de
- 100.000 piezas/cm2
- y porque no menos de 60% en
- masa
- de las inclusiones de óxido contienen al
- menos La y/o Ce.
100.000 piezas/cm2 y porque no menos de 60% en
masa de las inclusiones de óxido son inclusiones
esféricas o del tipo de husillo que contienen al
menos La y/o Ce.
(8) Una chapa fina de acero bajo en carbono caracterizada porque están dispersadas en ella inclusiones finas de óxido que tienen un diámetro de 0,5 a 30 µm, siendo el número de inclusiones de no menos de 1.000 a menos de
100.000 piezas/cm2 y porque no menos de 60% en
masa de las inclusiones de óxido son inclusiones
de óxido que contienen no menos de 20% en masa
de al menos La y/o Ce en forma de La2O3 y/o Ce2O3.
(9) Una chapa fina de acero bajo en carbono caracterizada porque están dispersadas en ella inclusiones finas de óxido que tienen un diámetro de 0,5 a 30 µm, siendo el número de inclusiones de no menos de 1.000 a menos de
100.000 piezas/cm2 y porque no menos de 60% en
masa de las inclusiones de óxido son inclusiones
de óxido esféricas o de tipo de husillo que
contienen no menos de 20% en masa de La y/o Ce
en forma de La2O3 y/o Ce2O3.
(10)Un desbaste de acero bajo en carbono caracterizado porque están dispersadas inclusiones finas de óxido que tienen un diámetro de 0,5 a 30 µm en la capa superficial del desbaste desde la superficie a la profundidad de 20 mm, siendo el número de inclusiones de no menos de 1.000 a menos de
(11)Un desbaste de acero bajo en carbono
caracterizado porque no menos de 60% en masa de
las inclusiones de óxido presentes en la capa
superficial del desbaste desde la superficie a
la profundidad de 20 mm contienen al menos La
y/o Ce.
(12)Un desbaste de acero bajo en carbono
caracterizado porque no menos de 60% en masa de
las inclusiones de óxido presentes en la capa
superficial del desbaste desde la superficie a
la profundidad de 20 mm son inclusiones de óxido
esféricas o del tipo de husillo que contienen al
menos La y/o Ce.
(13)Un desbaste de acero bajo en carbono
caracterizado porque no menos de 60% en masa de
las inclusiones de óxido presentes en la capa
superficial del desbaste desde la superficie a
la profundidad de 20 mm son inclusiones de óxido
que contienen no menos de 20% en masa de al
menos La y/o Ce en forma de La2O3 y/o Ce2O3.
(14)Un desbaste de acero bajo en carbono
caracterizado porque no menos de 60% en masa de
las inclusiones de óxido presentes en la capa
superficial del desbaste desde la superficie a
la profundidad de 20 mm son inclusiones de óxido
esféricas o de tipo de husillo que contienen no
menos de 20% en masa de al menos La y/o Ce en
forma de La2O3 y/o Ce2O3.
(15)Un desbaste de acero bajo en carbono caracterizado porque en la capa superficial del desbaste desde la superficie a la profundidad de 20 mm están dispersadas inclusiones finas de óxido que tienen un diámetro de 0,5 a 30 µm, siendo el número de ellas de no menos de 1.000 a menos de 100.000 piezas/cm2, y porque no menos de 60% en masa de las inclusiones de óxido contiene al menos La y/o Ce.
(16)Un desbaste de acero bajo en carbono caracterizado porque en la capa superficial del desbaste desde la superficie a la profundidad de 20 mm están dispersadas inclusiones finas de óxido que tienen un diámetro de 0,5 a 30 µm, siendo el número de ellas de no menos de 1.000 a menos de 100.000 piezas/cm2, y porque no menos de 60% en masa de las inclusiones de óxido son inclusiones esféricas o de tipo de husillo que contienen al menos La y/o Ce.
(17)Un desbaste de acero bajo en carbono caracterizado porque en la capa superficial del desbaste desde la superficie a la profundidad de 20 mm están dispersadas inclusiones finas de óxido que tienen un diámetro de 0,5 a 30 µm,
siendo el número de ellas de no menos de 1.000 a
menos de 100.000 piezas/cm2, y porque no menos de
60% en masa de las inclusiones de óxido son
inclusiones de óxido que contienen no menos de
20% en masa de al menos La y/o Ce en forma de
La2O3 y/o Ce2O3.
(18)Un desbaste de acero bajo en carbono caracterizado porque en la capa superficial del desbaste desde la superficie a la profundidad de 20 mm están dispersadas inclusiones finas de óxido que tienen un diámetro de 0,5 a 30 µm, siendo el número de ellas de no menos de 1.000 a menos de 100.000 piezas/cm2, y porque no menos de 60% en masa de las inclusiones de óxido son inclusiones de óxido esféricas o de tipo de husillo que contienen no menos de 20% en masa de al menos La y/o Ce en forma de La2O3 y/o Ce2O3.
(19)Un procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono, que comprende las
etapas de: decarburar un acero fundido para
producir una concentración de carbono de hasta
0,01% en masa; añadir al menos La y/o Ce para
producir una concentración ajustada de oxígeno
disuelto de 0,001 a 0,02% en masa; y colar el
acero fundido.
(20)Un procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono, que comprende las
etapas de: decarburar un acero fundido para
producir una concentración de carbono de hasta
0,01% en masa; añadir Ti y al menos La y/o Ce; y
colar el acero fundido.
(21)Un procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono, que comprende las
etapas de: decarburar un acero fundido para
producir una concentración de carbono de hasta
0,01% en masa; predesoxidar el acero fundido
añadiendo Al para producir una concentración de
oxígeno disuelto de 0,01 a 0,04% en masa; añadir
Ti y al menos La y/o Ce; y colar el acero
fundido.
(22)Un procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono, que comprende las
etapas de: decarburar un acero fundido para
producir una concentración de carbono de hasta
0,01% en masa; predesoxidar el acero fundido
añadiendo Al y agitar el acero fundido durante
al menos 3 minutos para producir una
concentración de oxígeno disuelto de 0,01 a
0,04% en masa; añadir Ti en una cantidad de
0,003 a 0,4% en masa y al menos La y/o Ce en una
cantidad de 0,001 a 0,03% en masa; y colar el
acero fundido.
(23)Un procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono, que comprende las
etapas de: decarburar un acero fundido con un
- aparato
- de desgasificación en vacío para
- producir
- una concentración de carbono de hasta
- 0,01%
- en masa; añadir al menos La y/o Ce para
- producir
- una concentración ajustada de oxígeno
- disuelto
- de 0,001 a 0,02%; y colar el acero
- fundido.
(24)Un procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono, que comprende las
etapas de: decarburar un acero fundido con un
aparato de desgasificación en vacío para
producir una concentración de carbono de hasta
0,01% en masa; añadir Ti y al menos La y/o Ce; y
colar el acero fundido.
(25)Un procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono, que comprende las
etapas de: decarburar un acero fundido con un
aparato de desgasificación en vacío para
producir una concentración de carbono de hasta
0,01% en masa; predesoxidar el acero fundido
añadiendo Al para producir una concentración de
oxígeno disuelto de 0,01 a 0,04% en masa; añadir
Ti y al menos La y/o Ce; y colar el acero
fundido.
(26)Un procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono, que comprende las
etapas de: decarburar un acero fundido con un
aparato de desgasificación en vacío para
producir una concentración de carbono de hasta
0,01% en masa; predesoxidar el acero fundido
añadiendo Al y agitar el acero fundido durante
al menos 3 minutos para producir una
concentración de oxígeno disuelto de 0,01 a
0,04% en masa; añadir Ti en una cantidad de
0,003% a 0,4% en masa y al menos La y/o Ce en
una cantidad de 0,001 a 0,03% en masa; y colar
el acero fundido.
(27)El procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones (19) a (26),
en el que, durante la colada del acero fundido,
el acero fundido se cuela en un molde que tiene
una función de agitación electromagnética.
(28)El procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones (19) a (26),
en el que, durante la colada del acero fundido,
el acero fundido se cuela usando un fundente de
molde que tiene una viscosidad no inferior a 4
poise a 1.300ºC.
(29)El procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones (19) a (26),
en el que, durante la colada del acero fundido,
el acero fundido se cuela en un molde que tiene
una función de agitación mecánica usando un
fundente de molde que tiene una viscosidad no
inferior a 4 poise a 1.300ºC.
(30)El procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones (19) a (26),
en el que, durante la colada del acero fundido,
el acero fundido se cuela por colada continua.
(31)El procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones (19) a (26),
en el que, durante la colada del acero fundido,
el acero fundido se cuela por colada continua en
un molde que tiene una función de agitación
mecánica.
(32)El procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones (19) a (26),
en el que, durante la colada del acero fundido,
el acero fundido se cuela por colada continua
usando un fundente de molde que tiene una
viscosidad no menor que 4 poise a 1.300ºC.
(33)El procedimiento para producir un desbaste
de acero bajo en carbono de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones (19) a (26),
en el que, durante la colada del acero fundido,
el acero fundido se cuela por colada continua en
un molde que tiene una función de agitación
electromagnética usando un fundente de molde que
tiene una viscosidad no menor que 4 poise a
1.300ºC.
Mejor modo de realizar la invención
Se explicará detalladamente La presente invención.
Un acero fundido decarburado con un convertidor y un
recipiente de tratamiento en vacío contiene una gran
cantidad de oxígeno disuelto. A causa de que la mayor parte
del oxígeno disuelto usualmente disminuye por desoxidación
con el Al añadido (reacción de acuerdo con la fórmula (1)),
se forma también una gran cantidad de inclusiones de Al2O3.
2Al + 3O –� Al2O3 (1)
Estas inclusiones se agregan juntas inmediatamente
después de la desoxidación para formar cúmulos groseros de
alúmina, cada uno de ellos con un tamaño de varios cientos
de micrómetros, para causar defectos superficiales durante
la producción de una chapa fina de acero.
Con el fin de que no se formen cúmulos de alúmina, los
presentes inventores han prestado atención a la eliminación
de oxígeno disuelto por desoxidación del acero disuelto
después de la decarburación con un agente de desoxidación
que no es Al.
Los presentes inventores han ideado, como
procedimiento de la invención, un procedimiento que
comprende las etapas de: decarburar un acero fundido para
producir una concentración de carbono de hasta 0,01% en
masa por refino del acero fundido con un horno de
fabricación de acero tal como un convertidor o un horno
eléctrico de fabricación de acero, y someter posteriormente
el acero fundido a un proceso de desgasificación en vacío o
similar; añadir al menos La y/o Ce para producir una
concentración de oxígeno disuelto ajustada de 0,001 a 0,02%
en masa; y colar el acero fundido. La frase “añadir al
menos La y/o Ce” descrita aquí significa añadir La, añadir
Ce o añadir ambos, La y Ce. La frase se usa seguidamente
con el mismo significado. La idea fundamental de este
procedimiento es dejar que quede oxígeno disuelto en
cuantía tal que no tenga lugar la reacción de C con oxígeno
para formar CO gas durante la colada y ajustar la energía
superficial entre el acero fundido y las inclusiones por la
acción del oxígeno disuelto de manera que se inhiba la
agregación de inclusiones y dispersando las inclusiones
finas de La2O3, inclusiones de Ce2O3 o inclusiones compuestas
de La2O3 y Ce2O3. Cuando se añade al menos La y/o Ce para
permitir que quede oxígeno disuelto, no se forman
inclusiones en una cantidad que corresponde a la cantidad
de oxígeno disuelto que queda.
Además, los presentes inventores han evaluado
experimentalmente el comportamiento de agregación de
inclusiones en un acero fundido variando la concentración
de oxígeno disuelto después de añadir al menos La y/o al
acero fundido. Como resultado de ello han hecho los
descubrimientos siguientes: incluso cuando se elimina
sustancialmente el oxígeno disuelto por desoxidación con al
menos La y/o Ce, se agregan difícilmente las inclusiones de
La2O3, inclusiones de Ce2O3 o las inclusiones compuestas de
La2O3-Ce2O3 comparativamente con las inclusiones de tipo de
alúmina; además, cuando la concentración de oxígeno
disuelto se fija en 0,001% en masa o más, las inclusiones
de La2O3, las inclusiones de Ce2O3 o las inclusiones
compuestas de La2O3-Ce2O3 se afinan al aumentar la
concentración de oxígeno disuelto. Los anteriores fenómenos
tienen lugar por las razones siguientes. Tanto el efecto de
variar la composición de inclusiones del tipo de alúmina a
inclusiones de La2O3, inclusiones de Ce2O3 o inclusiones
compuestas de La2O3-Ce2O3 como el efecto de aumentar la
concentración de oxígeno disuelto en el acero fundido,
rebajan significativamente la energía superficial entre las
inclusiones y el acero fundido inhibiendo la agregación de
inclusiones.
Cuando un acero fundido que contiene una gran cantidad
de oxígeno disuelto se cuela después de la decarburación
sin desoxidación, durante la solidificación se generan
burbujas de CO rebajando marcadamente la colabilidad. Por
tanto, se ha añadido convencionalmente un agente
desoxidante tal como Al a un acero fundido después de la
decarburación para desoxidar el acero fundido en cuantía
tal que no quede sustancialmente oxígeno disuelto. Sin
embargo, a causa de que un acero del que se requiere que
tenga una alta capacidad de ser trabajado tiene una
concentración baja de carbono, difícilmente tiene lugar una
reacción de formación de burbujas de CO según la fórmula
(2)
C + O –� CO (2) durante la colada incluso aunque quede en alguna cuantía oxígeno disuelto en el acero fundido. El límite de la concentración de oxígeno disuelto a la que no se generan burbujas de CO es de aproximadamente 0,006% en masa a una concentración de C de 0,04% en masa y de aproximadamente 0,01% en masa a una concentración de C de 0,01% en masa. Además, para un acero de ultrabajo carbono que tiene una concentración aún más baja de C, no se generan burbujas de CO incluso aunque se deje oxígeno disuelto a una concentración de aproximadamente 0,015% en masa. Recientemente se ha equipado una máquina de colada continua con un aparato de agitación electromagnética dentro del molde y no quedan atrapadas burbujas de CO en el desbaste a una concentración de oxígeno disuelto tan alta como, por ejemplo, 0,02% en masa cuando el acero fundido se agita durante la solidificación. Consecuentemente, se puede colar un acero fundido para chapa fina de acero que tiene una concentración de C de hasta 0,01% en masa mientras se deja un contenido de oxígeno disuelto a una concentración de aproximadamente 0,02% en masa. Inversamente, cuando la concentración de oxígeno disuelto es superior a 0,02% en masa, incluso un acero fundido para chapa fina de acero genera burbujas de CO.
Además, cuando se rebaja la concentración de oxígeno
disuelto, la energía superficial entre un acero fundido y
las inclusiones no se puede rebajar mucho. Como resultado
de ello, incluso las inclusiones de La2O3, las inclusiones
de Ce2O3 y las inclusiones compuestas de La2O3-Ce2O3 se
agregan gradualmente y las inclusiones se engrosan en
parte. El examen experimental concluye que se requiere al
menos 0,001% en masa de oxígeno disuelto para evitar el
engrosamiento de las inclusiones.
Consecuentemente, la concentración de oxígeno disuelto
de un acero fundido, cuya concentración de carbono se ha
fijado en 0,01% en masa o menos, se restringe a 0,001-0,02%
en masa durante la adición de al menos Ce y/o La. Esto es,
aunque la adición de al menos Ce y/o La es eficaz para
afinar inclusiones, la adición de al menos Ce y/o La en
gran cantidad rebaja marcadamente la concentración de
oxígeno disuelto porque los elementos son agentes
desoxidantes muy fuertes y se empeora el efecto de afino de
la invención. Por tanto, se debe añadir al menos La y/o Ce
en una cantidad tal que el oxígeno disuelto quede a una
concentración de 0,001 a 0,02% en masa.
Seguidamente, los presentes inventores han
desarrollado como otro aspecto de la invención un
procedimiento que comprende las etapas de: decarburar un
acero fundido para producir una concentración de hasta
0,01% en masa de C refinando el acero fundido en un horno
de producción de acero tal como un convertidor o un horno
eléctrico, o sometiendo el acero fundido a un procedimiento
de desgasificación en vacío o similar; añadir Ti y al menos
La y/o Ce y colar el acero fundido.
Los presentes inventores han usado Al o Ti y al menos
La y/o Ce en combinaciones adecuadas como agentes
desoxidantes a añadir a aceros fundidos y han evaluado
experimentalmente el comportamiento de agregación de estas
inclusiones. Como resultado de ello, han descubierto lo
siguiente: las inclusiones de Al2O3, las inclusiones de
TiOn, las inclusiones compuestas de Al2O3-La2O3-Ce2O3, las
inclusiones compuestas de Al2O3-La2O3 o las inclusiones
compuestas de Al2O3-Ce2O3 se agregan de forma relativamente
facil; a diferencia con las inclusiones anteriores, las
inclusiones compuestas de TiOn-La2O3-Ce2O3, las inclusiones
compuestas de TiOn-La2O3 o las inclusiones compuestas de
TiOn-Ce2O3 se agregan difícilmente y están finamente
dispersadas en los aceros fundidos. Los fenómenos
anteriores se producen por las siguientes razones: la
energía superficial entre un acero fundido y cualquiera de
las inclusiones de TiOn-La2O3-Ce2O3, TiOn-La2O3 y TiOn-Ce2O3 es
mucho más baja comparativamente con la energía superficial
entre un acero fundido y cualquiera de las inclusiones de
Al2O3, TiOn, Al2O3-La2O3-Ce2O3, Al2O3-La2O3 y Al2O3-Ce2O3, y se
inhibe la agregación de las inclusiones. Sobre la base de
estos descubrimientos, el oxígeno disuelto en un acero
fundido disminuye por desoxidación con Ti, y se añade
además al menos La y/o Ce para modificar las inclusiones de
TiOn en inclusiones compuestas de TiOn-La2O3-Ce2O3,
inclusiones compuestas de TiOn-La2O3 o inclusiones
compuestas de TiOn-Ce2O3.
Como se ha descrito antes, las inclusiones se pueden
dispersar finamente en un acero fundido modificando las
inclusiones de óxido. Por tanto, la concentración de
oxígeno disuelto en un acero fundido tras la adición de Ti
y al menos La y/o Ce no está definida específicamente. Sin
embargo, Ti, Ce y La son los tres agentes desoxidantes y la
adición de los mismos a un acero fundido en gran cantidad
rebaja mucho la concentración de oxígeno disuelto.
Consecuentemente, se prefiere añadir Ti, Ce y La de manera
que se produzca una concentración de oxígeno disuelto en el
intervalo de 0,001 a 0,02% en masa porque se pueden lograr
los efectos de rebajar la energía superficial del acero
fundido y evitar la agregación de inclusiones.
Los presentes inventores han desarrollado además, como
otro aspecto de la invención, un procedimiento que
comprende las etapas de: decarburar un acero fundido para
producir una concentración de carbono de hasta 0,01% en
masa por refino del acero fundido en un horno para producir
acero tal como un convertidor o un horno eléctrico, o
sometiendo además el acero a un proceso de desgasificación
en vacío o similar; predesoxidar el acero fundido añadiendo
Al para producir una concentración de oxígeno disuelto de
0,01 a 0,04% en masa; añadir Ti y al menos La y/o Ce, y
colar el acero fundido.
A la vista del coste de producción, se considera un
procedimiento más práctico. No se realiza la desoxidación
completa con Al de un acero fundido después de la
decarburación, sino que el acero fundido se predesoxida con
Al de manera que quede oxígeno disuelto; se deja que floten
las inclusiones de Al2O3 resultantes y se eliminan en un
período de tiempo corto en cuantía tal que las inclusiones
no tengan efectos adversos, y el acero fundido se desoxida
de nuevo con un elemento que no es Al. El procedimiento
produce la mejora de la calidad de un producto de acero y
la compatibiliza con la reducción del coste de producción.
Como se ha explicado antes, los presentes inventores
han usado Al o Ti y al menos La y/o Ce en combinaciones
adecuadas como agentes desoxidantes a añadir a aceros
fundidos y han evaluado el comportamiento de agregación de
estas inclusiones. Han alcanzado los resultados siguientes:
las inclusiones de Al2O3, las inclusiones de TiOn, las
inclusiones compuestas de Al2O3-La2O3-Ce2O3, las inclusiones
compuestas de Al2O3-La2O3 o las inclusiones compuestas de
Al2O3-Ce2O3 se agregan de forma relativamente fácil; a
diferencia con las inclusiones anteriores, las inclusiones
de TiOn-La2O3-Ce2O3, las inclusiones compuestas de TiOn-La2O3
o las inclusiones compuestas de TiOn-Ce2O3 se agregan
difícilmente y están finamente dispersadas en los aceros
fundidos. Los presentes inventores han sido capaces, sobre
la base de los descubrimientos anteriores, de formar
inclusiones compuestas de TiOn-La2O3-Ce2O3, inclusiones
compuestas de TiOn-La2O3 o inclusiones compuestas de TiOnCe2O3 que no contienen inclusiones de Al2O3 y dispersar las
inclusiones en aceros fundidos por el procedimiento
siguiente: en vez de desoxidar sólo con Ti un acero fundido
después de decarburar, el acero fundido se predesoxida
primeramente con Al de manera que se elimine parte del
oxígeno fundido, y se deja que floten las inclusiones de
Al2O3, y se eliminan en un período de tiempo corto por
agitación o un procedimiento similar en cuantía tal que las
inclusiones de Al2O3 que quedan no ejerzan efectos
adversos; el acero fundido se desoxida nuevamente con Ti,
reduciéndose el oxígeno disuelto que queda; y se añade
luego al menos La y/o Ce. De esta manera se pueden evitar
con seguridad defectos superficiales en la chapa fina de
acero evitando la formación de agregados de inclusiones en
el acero fundido y dispersando finamente las inclusiones en
la chapa fina de acero. No se define específicamente la
concentración de las inclusiones de Al2O3 restantes tras la
predesoxidación con Al que no ejerce efectos adversos en
tanto se eviten los defectos superficiales de la chapa fina
de acero. Sin embargo, usualmente, la concentración de
inclusiones es, por ejemplo, de aproximadamente 50 ppm o
menos.
A causa de que el La y el Ce tienen una capacidad de
desoxidación muy alta en comparación con la del Ti, las
inclusiones de TiOn formadas después de añadir Ti se pueden
modificar fácilmente en inclusiones compuestas de TiOnLa2O3-Ce2O3, inclusiones compuestas de TiOn-La2O3 o
inclusiones compuestas de TiOn-Ce2O3 reduciendo las
inclusiones de TiO2 con una pequeña cantidad de Ce y/o La.
Sin embargo, cuando la concentración de oxígeno disuelto
tras la predesoxidación con Al supera el 0,04% en masa,
después de añadir Ti se forma una gran cantidad de
inclusiones de TiOn. Como resultado, quedan inclusiones de
TiOn no modificadas aunque se añada La y/o Ce que tienden a
formar cúmulos groseros de óxido de titanio. Por otra
parte, cuando se aumenta la cantidad que se añade de Al
para que disminuya la concentración de oxígeno disuelto
después de la predesoxidación, se forma una gran cantidad
de inclusiones de Al2O3. Consecuentemente, con el fin de
disminuir las inclusiones de Al2O3 que es probable que
engrosen, se prefiere, en la medida posible, fijar una
concentración de oxígeno disuelto después de la
desoxidación con Al de 0,01% en masa o más. Por tanto, en
la presente invención, la concentración de oxígeno disuelto
tras la predesoxidación con Al preferiblemente se ajusta a
un intervalo de 0,01% a 0,04% en masa.
Además, Ti, Ce y La son agentes desoxidantes y su
adición a un acero fundido en una gran cantidad disminuye
mucho la concentración de oxígeno disuelto. Se prefiere
añadir Ti, Ce y La para producir una concentración de
oxígeno disuelto de 0,001 a 0,02% en masa porque se pueden
alcanzar los efectos de rebajar la energía superficial del
acero fundido y evitar la agregación de inclusiones.
Es deseable, además, no dejar que quede Al en el acero
fundido con el fin de que no se formen inclusiones del tipo
de alúmina que es probable que se agreguen. Sin embargo se
puede dejar Al cuando la cantidad es pequeña. En este caso,
se puede dejar que quede oxígeno disuelto en el acero
fundido en una cantidad de como mínimo 0,001% en masa. De
acuerdo con el cálculo termodinámico, la concentración de
Al disuelto a 1.600ºC sería de hasta 0,005% en masa.
Además, los presentes inventores han desarrollado,
como un aspecto detallado de la invención, un procedimiento
que comprende las etapas de: decarburar un acero fundido
para producir una concentración de carbono de hasta 0,01%
en masa mediante refino del acero fundido en un horno de
producción de acero tal como un convertidor o un horno
eléctrico de fabricación de acero, o sometiendo el acero
fundido a un proceso de desgasificación en vacío o similar;
predesoxidar el acero fundido añadiendo Al al acero fundido
y agitando el acero fundido durante al menos 3 minutos para
obtener una concentración de oxígeno disuelto de 0,01 a
0,04% en masa; añadir al acero fundido Ti en una cantidad
- de
- 0,003 a 0,4% en masa y al menos La y/o Ce en una
- cantidad
- de 0,001 a 0,03% en masa, y colar el acero
- fundido.
El examen experimental ha aclarado que se puede dejar
que flote la mayor parte de las inclusiones de Al2O3 y que
se elimine fijando una concentración de oxígeno disuelto
tras la adición de Al durante la predesoxidación de 0,01%
en masa o más, y asegurando un tiempo de agitación de como
mínimo 3 minutos después de la adición de Al. En
particular, cuando se emplea un aparato de desgasificación
en vacío, comúnmente, el acero fundido circula como
procedimiento de agitación después de la adición de Al.
Cuando el acero fundido se desoxida tras la
predesoxidación añadiendo una pequeña cantidad de Ti, parte
del oxígeno disuelto queda en el acero disuelto debido a la
débil capacidad de desoxidación del Ti en comparación con
el Al. Como se ha explicado antes, cuando la concentración
de oxígeno disuelto excede a 0,02% en masa en un acero
fundido para chapas finas de acero que tienen una
concentración de hasta 0,01% en masa, se generan burbujas
de CO. Por tanto se debe añadir Ti al acero fundido para
producir una concentración de oxígeno disuelto de hasta
0,02% en masa. El cálculo del equilibrio indica que la
concentración de Ti es de como mínimo 0,003% en masa. Por
otra parte, aunque el Ti es un agente desoxidante que tiene
una capacidad de desoxidación relativamente débil, la
adición de Ti al acero fundido en una cantidad grande
rebaja mucho la concentración de oxígeno disuelto en el
acero fundido. Como resultado, incluso una adición
posterior de al menos La y/o Ce difícilmente modifica las
inclusiones del acero fundido en inclusiones compuestas de
TiOn-La2O3-Ce2O3, TiOn-La2O3 o TiOn-Ce2O3. Por tanto, empeora
el efecto de afino de inclusiones de la invención. Por
tanto, la concentración de Ti se debe fijar en 0,4% en masa
o menos para que el oxígeno disuelto quede a una
concentración de aproximadamente varias ppm. De la
explicación anterior se puede concluir que, deseablemente,
la concentración de Ti se fija entre 0,003% en masa o más y
0,4% en masa.
La adición de al menos La y/o Ce es eficaz en el afino
de inclusiones. Sin embargo, a causa de que el La y/o el Ce
son fuertes agentes desoxidantes, reaccionan con los
refractarios y el fundente del molde para contaminar el
acero fundido y deteriorar los refractarios y el fundente
del molde. Por tanto, la cantidad a añadir de al menos La
y/o Ce es como mínimo la cantidad necesaria para modificar
las inclusiones de TiOn así formadas y hasta una cantidad
que no contamine el acero fundido por reacción de La y/o Ce
con los refractarios y el fundente del molde. Del examen
experimental se concluye que el intervalo apropiado de la
concentración de al menos La y/o Ce en el acero fundido es
de como mínimo 0,001% en masa a 0,03% en masa. Además, no
siempre se añaden La y/o Ce dentro de un aparato de
desgasificación en vacío y se pueden añadir al acero
fundido después de añadir el Ti y antes de dejar que el
acero fundido fluya al molde. Por ejemplo, se pueden añadir
en una artesa. Además, se pueden añadir La y/o Ce usando La
y/o Ce puros. También se pueden añadir en forma de una
aleación que contiene La y/o Ce, como puede ser mischmetal.
Aun cuando se mezclen en el acero fundido otras impurezas
en combinación con La y/o Ce, no se empeora el efecto de la
presente invención siempre que la concentración total de La
y/o Ce en la aleación sea de como mínimo 30% en masa.
Además, en el procedimiento anterior, el acero fundido
se puede decarburar con un aparato de desgasificación en
vacío.
Asimismo, el Ti, el Ce y el La son, todos ellos,
agentes desoxidantes y su adición a un acero fundido en
gran cantidad disminuye mucho la concentración de oxígeno
disuelto. Se prefiere añadir Ti, Ce y La para obtener una
concentración de oxígeno disuelto de 0,001 a 0,02% en masa
- porque
- se pueden conseguir los efectos de rebajar la
- energía
- superficial del acero fundido y evitar la
- agregación de inclusiones.
Cuando se cuela por colada continua un acero fundido
de la presente invención, las inclusiones de La2O3, las
inclusiones de Ce2O3, las inclusiones compuestas de La2O3Ce2O3, las inclusiones compuestas de TiOn-La2O3, las
inclusiones compuestas de TiOn-Ce2O3 y las inclusiones
compuestas de TiOn-La2O3-Ce2O3 se absorben en el fundente del
molde a medida que transcurre el tiempo de colada y hay la
posibilidad de que sea más baja la viscosidad del fundente
del molde. La disminución de la viscosidad del fundente del
molde promueve la inclusión del fundente y esta inclusión
causa defectos debidos al fundente del molde. Por ello,
cuando un acero fundido de la invención se ha de colar por
colada continua, es eficaz diseñar antes una viscosidad del
fundente del molde más alta teniendo en consideración la
disminución de la viscosidad causada por la absorción de
las inclusiones. Los resultados experimentales revelan que
no se forman los defectos causados por el fundente del
molde cuando la viscosidad del fundente del molde a 1300ºC
se ha fijado en 4 poise o más.
Además, el fundente del molde tiene la función de
lubricar un movimiento entre el molde y el desbaste, no
estando particularmente definido el límite superior de la
viscosidad en tanto que no se empeore la función.
La presente invención se puede aplicar a la colada de
lingotes y la colada continua. Para la colada continua, la
presente invención se aplica no sólo a la colada continua
de un desbaste ordinario que tiene un espesor de
aproximadamente 250 mm, sino también a la colada continua
de un desbaste delgado con una máquina de colada continua
que tiene un molde menor, de por ejemplo 150 mm o menos,
para poner de manifiesto efectos suficientes y obtener un
desbaste que tiene muchísimos menos defectos superficiales.
Además, con los desbastes obtenidos por el
procedimiento anterior se pueden producir chapas finas de
acero mediante procedimientos convencionales tales como
laminación en caliente y laminación en frío.
La evaluación del estado dispersado de las inclusiones en la capa superficial desde la superficie a una profundidad de 20 mm de un desbaste obtenido por el procedimiento de las presente invención ha dado los resultados siguientes: están dispersadas en esa zona dispersiones finas de óxido que tienen un diámetro de 0,5 a 30 µm, siendo el número de inclusiones de no menos de 1.000 a 100.000 piezas/cm2. Cuando las inclusiones están dispersadas como inclusiones finas de óxido según se ha explicado antes, se puede conseguir evitar defectos superficiales. El estado dispersado de las inclusiones se ha evaluado a partir de la distribución del tamaño de las partículas en una unidad de superficie observando con el microscopio óptico la superficie pulida de un desbaste o una chapa fina de acero a 100 aumentos y 1000 aumentos. El tamaño de partícula, esto es, el diámetro de una inclusión se obtiene midiendo los ejes mayor y menor y calculando con la fórmula
tamaño de partícula (diámetro) = (eje mayor x eje menor)1/2
Los ejes mayor y menor usados aquí son los mismos
usados para una elipse o similar.
Además, cuando no menos de 60% en masa de las
inclusiones de óxido presentes en la capa superficial del
desbaste desde la superficie a una profundidad de 20 mm
contiene al menos La y/o Ce, se inhibe la agregación de
inclusiones como se ha explicado antes y se logra el efecto
- de dispersar finamente las inclusiones.
- Además,
- usualmente las inclusiones de óxido son
- esféricas o del tipo de husillo.
- Además,
- cuando no menos de 60% en masa de las
inclusiones de óxido presentes en la capa superficial de un
desbaste desde la superficie a una profundidad de 20 mm son
inclusiones de óxido que contienen no menos de 20% en masa
de al menos La y/o Ce, preferiblemente no menos de 40% en
masa, más preferiblemente no menos de 55% en masa de al
menos La y/o Ce en forma de La2O3 y/o Ce2O3, se produce el
efecto de afino de las inclusiones como se ha explicado
antes.
Además, las inclusiones de óxido usualmente son
inclusiones de óxido esféricas o de tipo de husillo.
A mayor abundamiento, los presentes inventores han
prestado atención a la distribución de las inclusiones en
la capa superficial desde la superficie a una profundidad
de 20 mm porque es muy posible que las inclusiones del
intervalo indicado antes sean expuestas a la superficie
después de la laminación y formen defectos superficiales.
Además, una chapa fina de acero obtenida por
deformación de un desbaste que tiene inclusiones de óxido
dispersadas de una composición y forma según se ha
explicado antes, por ejemplo, una chapa fina obtenida por
laminación en caliente, una chapa fina laminada en frío por
laminación en frío de una chapa laminada en caliente y
chapas finas similares, se definen en esta invención,
todas ellas, como chapa fina de acero.
De la evaluación del estado dispersado de inclusiones
en una chapa fina de acero se ha concluido que el estado
dispersado es sustancialmente el mismo que el de
inclusiones de óxido en la capa superficial de un desbaste
desde la superficie a una profundidad de 20 mm.
Una chapa fina de acero obtenida por trabajado de un
desbaste que tiene un estado dispersado, una composición y
una forma de las inclusiones como se ha explicado antes, no
tiene formados defectos superficiales. De los resultados
anteriores se deduce que, dado que con la presente
invención se pueden dispersar finamente las inclusiones en
un acero fundido, las inclusiones no causan la formación de
defectos superficiales durante la producción de una chapa
fina de acero y que se mejora mucho la calidad de una chapa
fina de acero.
Ejemplos
La presente invención se explicará haciendo referencia
a ejemplos y ejemplos comparativos.
Ejemplo 1
Un acero fundido en la cantidad de 300 toneladas en un
caldero, que se había refinado en un aparato de
desgasificación en vacío del tipo de circulación obteniéndose
una concentración de carbono de 0,003% en masa, se desoxidó
con Ce de manera que la concentración de Ce fuera de
0,0002% en masa y una concentración de oxígeno disuelto de
0,0014% en masa. El acero fundido se coló por colada
continua a desbaste de acero de un espesor de 250 mm y una
anchura de 1.800 mm. El desbaste de acero se cortó para
obtener desbastes de 8.500 mm de longitud (correspondiendo
cada desbaste a una bobina). Cada desbaste así obtenido se
laminó en caliente y en frío convencionalmente
obteniéndose finalmente una bobina de 0,7 mm de espesor y
anchura de 1.800 mm. Se examinó visualmente la chapa fina
de acero laminada en frío en la línea de inspección tras la
laminación en frío, y se evaluó la calidad del desbaste a
partir del número de defectos superficiales formados por
bobina. El resultado fue que no se encontraron defectos
superficiales.
Ejemplo 2
Un acero fundido en la cantidad de 300 toneladas en un
caldero, que se había refinado en convertidor y tratado en
un aparato de desgasificación en vacío del tipo de
circulación obteniéndose una concentración de carbono de
0,003% en masa, se desoxidó con Ti y Ce de manera que la
concentración de Ti fuera de 0,008% en masa y la de Ce de
0,0001% en masa, siendo la concentración de oxígeno
disuelto de 0,0022 en masa. El acero fundido se coló por
colada continua a desbaste de un espesor de 250 mm y una
anchura de 1.800 mm. El desbaste de acero se cortó para
obtener desbastes de 8.500 mm de longitud (correspondiendo
cada desbaste a una bobina). Cada desbaste así obtenido se
laminó en caliente y en frío convencionalmente obteniéndose
finalmente una bobina de 0,7 mm de espesor y anchura de
1.800 mm. Se examinó visualmente la chapa fina laminada en
frío en la línea de inspección tras a la laminación en
frío, y se evaluó su calidad del desbaste a partir del
número de defectos superficiales formados por bobina. El
resultado fue que no se encontraron defectos superficiales.
Ejemplo 3
Se añadieron 100 kg de Al para predesoxidación a una
carga de 300 toneladas de un acero fundido que se había
refinado en convertidos y tratado con un aparato de
desgasificación en vacío obteniéndose una concentración de
carbono de 0,003% en masa; el acero fundido se hizo
circular durante 3 minutos, obteniéndose una concentración
de oxígeno disuelto de 0,02% en masa. Se añadieron 200 kg
de Ti al acero fundido y el acero fundido se hizo circular
durante 1 minuto. Posteriormente se añadieron los aditivos
La, Ce y 40% en masa de La-60% en masa de Ce, cada uno en
la cantidad de 40 kg, a tres aceros fundidos separados cada
uno en un caldero, respectivamente. Como resultado, uno de
los aceros fundidos tenía una concentración de Ti de 0,03%
en masa y una concentración de Ce de 0,007% en masa. Otro
acero fundido tenía una concentración de Ti de 0,03% en
masa y una concentración de La de 0,007%. El otro acero
fundido tenía una concentración de Ti de 0,03% en masa y
una concentración de La y una concentración de Ce en total
de 0,007% en masa. Cada acero fundido se coló por colada
continua a desbaste de un espesor de 250 mm y una anchura
de 1.800 mm. El fundente de molde usado durante la colada
tenía una viscosidad de 6 poise. El desbaste de acero
colado se cortó en desbastes de una longitud de 8.500 mm
(correspondiendo cada uno a una bobina). Se examinaron las
inclusiones de la capa superficial desde la superficie a
una profundidad de 20 mm del desbaste. Cada desbaste preparado por adición de Ce solo o La solo, o por adición del material compuesto de La-Ce tenía inclusiones finas de óxido de un diámetro de 0,5 a 30 µm dispersadas, siendo su número de 11.000 a 13.000 piezas/cm2. El 75% en masa de las inclusiones finas de óxido eran inclusiones esféricas o del tipo de husillo que contenían no menos de 57% en masa de La2O3 solo, Ce2O3 solo o La2O3 y Ce2O3 en total. Cada desbaste así obtenido se laminó en caliente y en frío convencionalmente, obteniéndose finalmente una bobina de 0,7 mm de espesor y anchura de 1.800 mm. Se examinó visualmente la chapa fina laminada en frío en la línea de inspección tras la laminación en frío, y se evaluó la calidad de la chapa fina de acero sobre la base del número de defectos superficiales formados por bobina. El resultado fue que no se encontraron defectos superficiales en ninguna de las bobinas preparadas por adición de Ce solo o La solo,
o por adición del material compuesto de La-Ce. Además, cuando se examinaron las inclusiones de cualquiera de las chapas finas de acero laminadas en frío, cada una de ellas preparada por adición de Ce solo o La solo o del material compuesto de La-Ce, la chapa fina de acero tenía inclusiones finas de óxido de un diámetro de 0,5-30 µm dispersadas en la chapa, siendo su número de 11.000 a
13.000 piezas/cm2. El 75% en masa de las inclusiones finas
de óxido eran inclusiones de óxido esféricas o del tipo de
husillo que contenían no menos de 57% en masa de La2O3
solo, Ce2O3 solo o La2O3 y Ce2O3 en total.
Ejemplo 4
Se añadieron 150 kg de Al para predesoxidación a una
carga de 300 toneladas en un caldero de un acero fundido
que se había refinado en convertidor y tratado con un
aparato de desgasificación en vacío obteniéndose una
concentración de carbono de 0,005% en masa; el acero
fundido se hizo circular durante 5 minutos, obteniéndose
una concentración de oxígeno disuelto de 0,012% en masa. Se
añadieron 250 kg de Ti al acero fundido y el acero fundido
se hizo circular durante 2 minutos. Posteriormente se
añadieron los aditivos La, Ce y 40% en masa de La-60% en
masa de Ce, cada uno en la cantidad de 100 kg, a tres
aceros fundidos separados cada uno en un caldero,
respectivamente. Como resultado, uno de los aceros fundidos
tenía una concentración de Ti de 0,045% en masa y una
concentración de Ce de 0,018% en masa. Otro acero fundido
tenía una concentración de Ti de 0,045% en masa y una
concentración de La de 0,018% en masa. El otro acero
fundido tenía una concentración de Ti de 0,045% en masa y
una concentración de La y una concentración de Ce en total
de 0,018% en masa. Cada acero fundido se coló por colada
continua a desbaste delgado de acero de un espesor de 70 mm
y una anchura de 1.800 mm. El fundente de molde usado
durante la colada tenía una viscosidad de 5 poise. El
- desbaste
- de acero colado se cortó en desbastes de una
- longitud
- de 10.000 mm (corre spondiendo cada uno a una
- bobina).
- Se examinaron las inclusiones de la capa
superficial desde la superficie a una profundidad de 20 mm del desbaste. Cada desbaste preparado por adición de Ce solo o La solo, o por adición del material compuesto de La-Ce, tenía inclusiones finas de óxido de un diámetro de 0,5 a 30 µm dispersadas en la zona, siendo su número de 12.000 a 14.000 piezas/cm2. El 80% en masa de las inclusiones finas de óxido eran inclusiones esféricas o del tipo de husillo que contenían no menos de 60% en masa de La2O3 solo, Ce2O3 solo o La2O3 y Ce2O3 en total. Cada desbaste delgado así obtenido se laminó en caliente y en frío convencionalmente, obteniéndose finalmente una bobina de 0,7 mm de espesor y anchura de 1.800 mm. Se examinó visualmente la chapa fina de acero laminada en frío en la línea de inspección tras la laminación en frío, y se evaluó la calidad de la chapa fina de acero sobre la base del número de defectos superficiales presentes por bobina. El resultado fue que no se encontraron defectos superficiales en ninguna de las bobinas, cada una preparada por adición de Ce solo o La solo, o por adición del material compuesto de La-Ce. Además, cuando se examinaron las inclusiones de cualquiera de las chapas finas de acero laminadas en frío, cada una de ellas preparada por adición de Ce solo o La solo o del material compuesto de La-Ce, la chapa fina de acero tenía inclusiones finas de óxido de un diámetro de 0,5-30 µm dispersadas, siendo su número de 12.000 a 14.000 piezas/cm2. El 80% en masa de las inclusiones finas de óxido eran inclusiones de óxido esféricas o del tipo de husillo que contenían no menos de 60% en masa de La2O3 solo
o Ce2O3 solo o La2O3 y Ce2O3 en total.
Ejemplo 5
Se añadieron 50 kg de Al para predesoxidación a una
carga de 300 toneladas de un acero fundido que se había
refinado en convertidor y tratado con un aparato de
desgasificación en vacío obteniéndose una concentración de
carbono de 0,001% en masa; el acero fundido se hizo
circular durante 3 minutos, obteniéndose una concentración
de oxígeno disuelto de 0,038% en masa. Se añadieron 80 kg
de Ti al acero fundido y el acero fundido se hizo circular
durante 2 minutos. Posteriormente se añadieron los aditivos
La, Ce y 30% en masa de La-70% en masa de Ce, cada uno en
la cantidad de 30 kg, a tres aceros fundidos separados cada
uno en un caldero, respectivamente. Como resultado, uno de
los aceros fundidos tenía una concentración de Ti de 0,01%
en masa y una concentración de Ce de 0,005% en masa. Otro
acero fundido tenía una concentración de Ti de 0,01% en
masa y una concentración de La de 0,005% en masa. El otro
acero fundido tenía una concentración de Ti de 0,01% en
masa y una concentración de La y una concentración de Ce en
total de 0,005% en masa. Cada acero fundido se coló por
colada continua a desbaste de acero de un espesor de 250 mm
y una anchura de 1.800 mm. El fundente de molde usado
durante la colada tenía una viscosidad de 8 poise. El
- desbaste
- de acero colado se cortó en desbastes de una
- longitud
- de 8.500 mm (corre spondiendo cada uno a una
- bobina).
- Se examinaron las inclusiones de la capa
superficial desde la superficie a una profundidad de 20 mm del desbaste. Cada desbaste preparado por adición de Ce solo o La solo, o por adición del material compuesto de La-Ce, tenía inclusiones finas de óxido de un diámetro de 0,5 a 30 µm dispersadas, siendo su número de 8.000 a 10.000 piezas/cm2. El 75% en masa de las inclusiones finas de óxido eran inclusiones esféricas o del tipo de husillo que contenían no menos de 58% en masa de La2O3 solo, Ce2O3 solo
- o La2O3 y Ce2O3 en total. Cada desbaste así obtenido se laminó en caliente y en frío convencionalmente, obteniéndose finalmente una bobina de 0,7 mm de espesor y anchura de 1.800 mm. Se examinó visualmente la chapa fina laminada en frío en la línea de inspección tras la laminación en frío, y se evaluó la calidad de la chapa fina de acero sobre la base del número de defectos superficiales presentes por bobina. El resultado fue que no se encontraron defectos superficiales en ninguna de las bobinas preparadas por adición de Ce solo o La solo, o por adición del material compuesto de La-Ce. Además, cuando se examinaron las inclusiones de cualquiera de las chapas finas de acero laminadas en frío, cada una de ellas preparada por adición de Ce solo o La solo o del material compuesto de La-Ce, la chapa fina de acero tenía inclusiones finas de óxido de un diámetro de 0,5-30 µm dispersadas, siendo su número de 8.000 a 10.000 piezas/cm2. El 75% en masa de las inclusiones finas de óxido eran inclusiones de óxido esféricas o del tipo de husillo que contenían no menos de 58% en masa de La2O3 solo o Ce2O3 solo
- o La2O3 y Ce2O3 en total.
Ejemplo comparativo 1
Se desoxidó en un caldero con Al un acero fundido que
se había refinado en convertidor y tratado en un aparato de
desgasificación en vacío del tipo de circulación
obteniéndose una concentración de carbono de 0,003% en
masa, resultando una concentración de Al de 0,04% en masa
y una concentración de oxígeno disuelto de 0,0002% en masa.
Por colado continua del acero fundido se obtuvo un desbaste
que tenía un espesor de 250 mm y una anchura de 1.800 mm.
El desbaste colado se cortó en desbastes de una longitud de
8.500 mm (correspondiendo cada uno a una bobina). Cada
desbaste así obtenido se laminó convencionalmente en
caliente y en frío obteniéndose finalmente una chapa fina
de acero laminado en frío de un espesor de 0,7 mm y una
anchura de 1.800 mm. La chapa fina de acero laminado en
frío se examinó visualmente en la línea de inspección tras
la laminación en frío y se evaluó la calidad del desbaste
sobre la base del número de defectos superficiales
presentes por bobina. Como resultado, el número medio de
defectos superficiales presentes por bobina era de 5
piezas/bobina.
Ejemplo comparativo 2
Se desoxidó en un caldero con Al un acero fundido que
se había refinado en convertidor y tratado en un aparato de
desgasificación en vacío del tipo de circulación
obteniéndose una concentración de carbono de 0,003% en
masa, resultando una concentración de Al de 0,04% en masa
y una concentración de oxígeno disuelto de 0,0002% en masa.
Por colada continua del acero fundido se obtuvo un desbaste
que tenía un espesor de 250 mm y una anchura de 1.800 mm.
El desbaste de acero colado se cortó en desbastes de una
longitud de 8.500 mm (correspondiendo cada uno a una
bobina). Se examinaron las inclusiones de la capa
superficial desde la superficie a la profundidad de 20 mm
del desbaste. Se vió que estaban presentes en el desbaste
inclusiones finas de óxido que tenían un diámetro de 0,5 a
30 µm de diámetro, siendo su número de sólo 500 piezas/cm2. 98% de las inclusiones de óxido eran cúmulos de alúmina. Cada desbaste así obtenido se laminó convencionalmente en caliente y en frío obteniéndose finalmente una chapa fina 5 de acero laminado en frío de un espesor de 0,7 mm y una anchura de 1.800 mm. La chapa fina de acero laminado en frío se examinó visualmente en la línea de inspección tras la laminación en frío y se evaluó la calidad del desbaste sobre la base del número de defectos superficiales 10 presentes por bobina. Como resultado, el número medio de defectos superficiales presentes por bobina era de 5 piezas/bobina. Además, cuando se examinaron las inclusiones de la chapa fina laminada en frío, en el desbaste estaban presentes inclusiones finas de óxido que tenían un diámetro
15 de 0,5 a 30 µm, siendo su número de 600 piezas/cm2, de las que el 98% en masa eran cúmulos de alúmina.
Aplicabilidad industrial
Como se ha explicado antes, a causa de que las
20 inclusiones de un acero fundido se pueden dispersar finamente de acuerdo con la presente invención, se puede evitar con seguridad que una chapa fina de acero bajo en carbono tenga defectos superficiales y producirla teniendo una capacidad de ser trabajada y una conformabilidad
25 excelentes.
30
35
Claims (11)
- REIVINDICACIONES
- 1.
- Una chapa fina de acero bajo en carbono que tiene un contenido de carbono de 0,01% en masa o menos, en la que no menos de 60% en peso en masa de las inclusiones de óxido presentes son inclusiones de óxido que contienen no menos de 20% en masa de al menos La y/o Ce en forma de La2O3 y/o Ce2O3, chapa fina de acero que contiene inclusiones compuestas de TiOn-La2O3-Ce2O3, inclusiones compuestas de TiOn-La2O3 o inclusiones compuestas de TiOn-Ce2O3.
-
- 2.
- La chapa fina de acero bajo en carbono de la reivindicación 1, en la que las inclusiones de óxido son inclusiones finas de óxido que tienen un diámetro de 0,5 a 30 µm y están dispersadas en la chapa fina, siendo su número de no menos de 1.000 a menos de 100.000 piezas/cm2.
-
- 3.
- La chapa fina de acero bajo en carbono de la reivindicación 1 o 2, en la que las inclusiones de óxido son inclusiones de óxido esféricas o del tipo de husillo.
-
- 4.
- Un desbaste de acero bajo en carbono que tiene un contenido de carbono de 0,01% en masa o menos, en el que no menos de 60% en masa de las inclusiones de óxido presentes en la capa superficial del desbaste desde la superficie a la profundidad de 20 mm son inclusiones de óxido que contienen no menos de 20% en peso de al menos La y/o Ce en forma de La2O3 y/o Ce2O3, desbaste de acero bajo en carbono que contiene inclusiones compuestas de TiOn-La2O3-Ce2O3, inclusiones compuestas de TiOn-La2O3 o inclusiones compuestas de TiOn-Ce2O3 en la capa superficial del desbaste.
-
- 5.
- El desbaste de acero bajo en carbono de la reivindicación 4, en el que los inclusiones de óxido son inclusiones finas de óxido que tienen un diámetro de 0,5 a
30 µm que están dispersadas en la capa superficial del desbaste desde la superficie hasta la profundidad de 20 mm, siendo su número de no menos de 1.000 a menos de 100.000 piezas/cm2. -
- 6.
- El desbaste de acero bajo en carbono de la reivindicación 4 o 5, en el que las inclusiones de óxido son inclusiones de óxido esféricas o del tipo de husillo.
-
- 7.
- Un procedimiento para producir un desbaste de acero bajo en carbono que tiene un contenido de 0,01% en masa de carbono, en el que no menos no menos de 60% en masa de las inclusiones de óxido presentes en el desbaste de acero bajo en carbono son inclusiones de óxido de no menos de 20% en peso de al menos La y/o Ce en forma de La2O3 y/o Ce2O3, procedimiento que comprende las etapas de: decarburar un acero fundido para producir una concentración de carbono de hasta 0,01% en masa; predesoxidar el acero fundido añadiendo Al para obtener una concentración de oxígeno disuelto de 0,01 a 0,04% en masa; añadir Ti en una cantidad de 0,003 a 0,4% en masa y al menos La y/o Ce en una cantidad de 0,001 a 0,03% en masa, y colar el acero fundido.
-
- 8.
- El procedimiento para producir un desbaste de acero bajo en carbono de la reivindicación 7, en el que la mencionada etapa de predesoxidación es predesoxidar el acero fundido añadiendo Al al acero fundido y agitando durante al menos 3 minutos para producir una concentración de oxígeno disuelto de 0,01 a 0,04% en masa.
-
- 9.
- El procedimiento para producir un desbaste de acero bajo en carbono de la reivindicación 7 u 8, en el que la mencionada etapa de decarburación es decarburar un acero fundido con un aparato de desgasificación en vacío para
producir una concentración de carbono de hasta 0,01% en masa. -
- 10.
- El procedimiento para producir un desbaste de acero
5 bajo en carbono de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que, durante la colada del acero fundido, el acero fundido se cuela en un molde que tiene una función de agitación electromagnética.10 11. El procedimiento para producir un desbaste de acero bajo en carbono de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 10, en el que, durante la colada del acero fundido, el acero fundido se cuela usando un fundente de molde que tiene una viscosidad de no menos de 4 poise a15 1.300ºC. - 12. El procedimiento para producir un desbaste de acero bajo en carbono de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 11, en el que, durante la colada del20 acero fundido, el acero fundido se cuela por colada continua.
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