ES2650847T3 - Método para colar en continuo un desbaste plano - Google Patents

Método para colar en continuo un desbaste plano Download PDF

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ES2650847T3 ES14814284.7T ES14814284T ES2650847T3 ES 2650847 T3 ES2650847 T3 ES 2650847T3 ES 14814284 T ES14814284 T ES 14814284T ES 2650847 T3 ES2650847 T3 ES 2650847T3
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Abstract

Un método para colar en continuo un desbaste plano (6), comprendiendo el método una serie de: una etapa 1 de colar con una lingotera (4) un desbaste plano (6) que tiene una sección transversal redonda; una etapa 2 de reducir el espesor del desbaste plano (6) por una pluralidad de pares de rodillos (9) que consisten en rodillos cilíndricos cuyos ejes están dispuestos en dirección horizontal hasta que no haya ninguna porción no solidificada en el interior del desbaste plano (6), para formar en el desbaste plano un par de superficies paralelas; una etapa 3 de reducir alternativamente el espesor en el desbaste plano (6) solidificado completamente después de la reducción del espesor de la etapa 2, por un par de rodillos cilíndricos horizontales (11) cuyos ejes están dispuestos en dirección horizontal y un par de rodillos cilíndricos verticales (12) cuyos ejes están dispuestos en dirección vertical, para formar en el desbaste plano (6) un par de superficies paralelas que son verticales al par de superficies paralelas formadas en la etapa (2); en el que: en la etapa 2, la relación de reducción del espesor del desbaste plano (6) por cada par de la pluralidad de pares de rodillos (9) es mayor que 0,5% y no mayor que 3% y la relación del ancho (W2) de la porción no solidificada en la sección transversal del desbaste plano (6) en una posición de la reducción del espesor por el citado cada par de rodillos al ancho (W1) de una parte del desbaste plano donde contacta con los rodillos es de 0 a 7,15; y en la etapa 3, cada una de la relación de reducción del espesor del desbaste plano (6) por los rodillos horizontales (11) y la relación de reducción del espesor del desbaste plano por los rodillos verticales es de 5,4 a 6,8%.

Description

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6,8% es que si la relación de reducción es menor que 5,4%, no se reduce suficientemente el espesor del desbaste plano, por lo que es difícil unir por presión y disminuir la porosidad central. Por otro lado, si la relación de reducción del espesor es mayor que 6,8%, la relación de reducción del espesor del desbaste plano es excesivamente grande, por lo que se forman grietas superficiales en el desbaste plano. Las grietas superficiales incluyen grietas originadas por deformación por pandeo originadas por la reducción.
Los rodillos de reducción después de solidificación completa usados en la etapa 3 pueden ser un grupo formado por un par de rodillos horizontales y un par de rodillos verticales, adyacentes entre sí, pero es preferible usar dos a siete grupos.
En la etapa 3, es preferible realizar la reducción en condiciones en las que la temperatura de la parte central del desbaste plano sea mayor que la temperatura de la superficie en 150°C o más. En el caso en el que la temperatura de la parte central del desbaste plano sea mayor que la temperatura de la superficie en 150°C o más, la resistencia a la deformación del desbaste plano es suficientemente pequeña comparada con la resistencia a la deformación de la superficie del desbaste plano, por lo que es posible incrementar el grado de penetración de la reducción incluso con una cantidad pequeña de reducción. Por lo tanto, es posible con mayor certeza inhibir la segregación central y disminuir la porosidad central mediante unión por presión. El estado en el que la temperatura de la parte central del desbaste plano es mayor que la temperatura de la superficie en 150°C o más se puede conseguir controlando suficientemente la velocidad de colada y la cantidad específica de agua usada en el enfriamiento secundario. Además, la diferencia de temperatura entre la parte central y la superficie se puede obtener, por ejemplo, por una temperatura de la parte central obtenida por un cálculo de modelo de solidificación, basado en la temperatura de la superficie del desbaste plano medida por un visualizador de temperatura o termómetro de radiación. En la etapa 3, la diferencia de temperatura entre la parte central y la superficie del desbaste plano es preferiblemente 500°C o menos-
Además, en la etapa 3 es preferible que los dos pares de superficies paralelas del desbaste plano tengan un mismo intervalo de 235 a 270 mm, es decir, que la sección transversal del desbaste plano sea un cuadrado regular de 235 a 270 mm de lado, con esquinas redondeadas. La razón es que, en la laminación del desbaste plano realizada después de preparar un tocho (cuya sección transversal es un cuadrado regular cuyo lado es 100 a 200 mm o un cuadrado con esquinas redondeadas cuyo diámetro es 100 a 200 mm), es posible eliminar la etapa de formación de desbastes cuadrados grandes (etapa de laminación primaria para conformar la sección transversal del desbaste plano en forma de cuadrado regular cuyo lado sea 235 a 275 mm). Por lo tanto es posible reducir el coste energético necesario para calentar el desbaste plano antes de la laminación.
Ejemplos
Sr realizó el siguiente ensayo de colada para confirmar el efecto del método para colar en continuo un desbaste plano de la presente invención.
(1) Condiciones del ensayo
Para el ensayo de colada se usó el aparato de colada continua mostrado en la figura 2. Se dispusieron los rodillos de reducción en estado no solidificado en una sección de 17 a 32 m desde el menisco en la lingotera en el lado corriente abajo de la dirección de colada y se dispusieron los rodillos de reducción después de solidificación completa en una sección de 32 a 45 m desde el menisco en el lado corriente abajo de la dirección de colada. Como rodillos de reducción en estado no solidificado, se dispusieron seis pares de rodillos horizontales que tenían una separación (distancia entre pares de rodillos adyacentes entre sí en la dirección de colada) de 1,2 m. Como rodillos de reducción después de solidificación completa, se dispusieron un par de rodillos horizontales y un par de rodillos verticales formando un grupo y se dispusieron siete grupos en la dirección de colada desde el lado corriente arriba de la dirección de colada.
La velocidad de colada fue 0,30 m/min (ensayo número 3) o 0,50 m/min (ensayos números 1 a 2 y 4 a 9). La cantidad específica de agua usada en el enfriamiento secundario fue 0,20 litros/kg de acero. El acero usado en el ensayo de colada tenía la composición química indicada en la tabla 1.
Tabla 1
Composición química (% en masa; el resto es Fe e impurezas)
C
Si Mn P S Cr Al N
0,72
0,27 0,73 0,016 0,010 0,09 0,024 0,0040
La tabla 2 indica, como condiciones del ensayo, cada forma de la sección transversal de la superficie de la pared interior de las lingoteras, las condiciones de reducción en la etapa 2 (método de reducción en estado no solidificado) y las condiciones de reducción en la etapa 3 (método de reducción después de solidificación completa). Como
condiciones de reducción en la etapa 2 se indican el intervalo de la relación de reducción por cada par de rodillos de reducción en estado no solidificado; el intervalo de la relación de contacto (relación W2/W1) o relación del ancho (W2 en la figura 4) de la porción no solidificada del desbaste plano al ancho (W1 en la figura 4) de la parte de contacto del desbaste plano con los rodillos de reducción en estado no solidificado); y la relación de reducción total
5 por todos los rodillos de reducción en estado no solidificado. Como condiciones de reducción en la etapa 3 se indican la relación de reducción por cada par de rodillos de reducción después de solidificación completa (rodillos horizontales y rodillos verticales) y la relación de reducción total por todos los rodillos horizontales y todos los rodillos verticales. El intervalo en la dirección de reducción de cada par de rodillos de reducción en estado no solidificado se fijó para formar una cierta cantidad de conicidad de la reducción...
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En los ensayos números 1 a 5, se usaron lingoteras redondas que tenían una sección transversal de la superficie de la pared interior de 450 mm de diámetro. En los ensayos 6 y 7, se usaron lingoteras rectangulares que tenían una sección transversal de la superficie de la pared interior de 345 mm de espesor y 460 mm de ancho. La longitud de cada lingotera fue 800 mm.
Los ensayos números 1 y 2 son ejemplos de la presente invención que satisfacen las condiciones definidas en la presente invención. El ensayo número 3 es un ejemplo en el que la velocidad de colada fue 0,30 m/min y la diferencia entre la temperatura de la parte central y la temperatura de la superficie del desbaste plano fue menor que 150°C. El ensayo número 4 es un ejemplo comparativo en el que el intervalo de la relación de reducción en la etapa 2 fue el mismo que en el ensayo número 1 pero no se aplicó la etapa 3 (método de reducción por laminación después de solidificación completa) después de la etapa 2 (método de reducción por laminación en estado no solidificado). El ensayo número 5 es un ejemplo comparativo en el que el valor máximo del intervalo de la relación de contacto fue mayor en la etapa 2 que el valor máximo definido en la presente invención y la relación de reducción por cada par de rodillos fue menor en la etapa 2 que la relación de reducción definida en la presente invención. El ensayo número 6 es un ejemplo comparativo en el que la relación de reducción por cada par de rodillos fue menor en la etapa 3 que la relación de reducción definida en la presente invención. El ensayo número 7 es un ejemplo comparativo en el que la relación de reducción por cada par de rodillos fue mayor en la etapa 3 que la relación de reducción definida en la presente invención.
Los ensayos números 8 y 9 son ejemplos comparativos en los que cada desbaste plano fue un desbaste plano rectangular y no se aplicó la etapa 3. En el ensayo número 8, el intervalo de la relación de reducción en la etapa 2 fue el mismo que en el ensayo número 1. En el ensayo número 9, el intervalo de la relación de reducción en la etapa 2 fue mayor que el del ensayo número 8.
(2) Resultados de los ensayos
La tabla 3 indica los resultados de evaluación de la calidad de los desbastes planos obtenidos. Como evaluación de la calidad se evaluaron estados en los que se produjeron segregación central, porosidad central, grietas internas y grietas superficiales en la superficie no reducida. “Grietas en la superficie no reducida” significa grietas en las superficies correspondientes a las superficies de los desbastes planos obtenidos y que no contactaron en la etapa 2 con los rodillos de reducción en estado no solidificado. En la tabla 3, los resultados se valoraron en una escala de 1 a 3, en la que 1 significa que el desbaste plano es de nivel aceptable (se puede usar sin ninguna limitación de aplicación del producto), 2 significa que el desbaste plano es de nivel aceptable si se limita la aplicación del producto y 3 significa que el desbaste plano es rechazable (no se puede usar cualquiera que sea la aplicación del producto).
Se evaluó la segregación central pulimentando hasta conseguir una superficie especular muestras de sección transversal cortadas de los desbastes planos obtenidos y observando las superficies pulimentadas decapándolas con una solución de ácido pícrico. Como resultado de la observación, se consideró que un desbaste plano tenía calidad 1 en el caso de tener una sección transversal en la que el ancho mayor de segregación central generada en la dirección paralela a cada uno de los dos pares de superficies paralelas del desbaste plano fue menor que 3 m. Se consideró que un desbaste plano tenía calidad 2 en el caso de tener una sección transversal en la que el ancho mayor de la segregación central fue no menor que 3 m y menor que 10 mm, y se consideró que tenía calidad 3 en el caso de tener una sección transversal en la que el ancho mayor de la segregación central fue 10 mm o más.
Se evaluó la porosidad central detectando defectos por ultrasonidos en los desbastes planos obtenidos. Como resultado de la detección de defectos por ultrasonidos, se consideró que un desbaste plano tenía calidad 1 en el caso en el que la altura del eco fue menor que 20%. Se consideró que tenía calidad 2 en el caso en el que la altura del eco fue no menor que 20% y menor que 60% y se consideró que tenía calidad 3 en el caso en que la altura del eco fue 60% o más.
Se evaluó la formación de grietas internas pulimentando hasta conseguir una superficie especular muestras de las secciones transversales cortadas de los desbastes planos colados obtenidos y observando visualmente las superficies pulimentadas aplicándolas una impresión de azufre. Se evaluó la formación de grietas superficiales en la superficie no reducida observando visualmente las superficies no reducidas (superficies correspondientes a las superficies que no habían contactado con los rodillos de reducción en estado no solidificado) de los desbastes planos obtenidos.
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Tabla 3
Ensayo número
Clasificación Segregación central Porosidad central Grietas internas Grietas superficiales*
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Ejemplo Ejemplo Ejemplo Ejemplo comparativo Ejemplo comparativo Ejemplo comparativo Ejemplo comparativo Ejemplo comparativo Ejemplo comparativo 1 1 1 1 2 1 1 2 1 1 1 1 2 2 2 1 2 1 Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Se formaron Ninguna Se formaron Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Ninguna Se formaron Ninguna Se formaron
(*) Presencia o ausencia de grietas superficiales en superficies no reducidas del desbaste plano (superficies correspondientes a superficies que no han contactado con rodillos en la etapa 2)
Como se indica en la tabla 3, las evaluaciones de la segregación central y la porosidad central de los desbastes planos de los ensayos números 1 y 2, que son ejemplos de la presente invención, fueron 1. Cada uno de los desbastes planos tenía buena calidad interna en la que no se confirmaron grietas internas y tenía buena calidad superficial en la que no se confirmaron grietas superficiales en la superficie no reducida. El ensayo número 3 en el que la diferencia de la temperatura de la parte central y la temperatura de la superficie del desbaste plano fue menor que 150°C tenía un valor mayor de la altura del eco que el del ensayo número 2. Sin embargo, la evaluación de la porosidad central fue 1. La evaluación de la segregación central y porosidad central del ensayo número 3 mantuvo el nivel aceptable. El ensayo número 3 tenía buena calidad interna en la que no se confirmaron grietas internas y tenía buena calidad superficial en la que no se confirmaron grietas superficiales en la superficie no reducida.
Se consideró que el desbaste plano del ensayo número 4, que fue un ejemplo comparativo, tenía calidad 2 en la evaluación de la porosidad central y tenía mala calidad interna. Se consideró esto porque no se aplicó el método de reducción por laminación después de solidificación completa de la etapa 3 y, por lo tanto, se mantuvo la porosidad central. Se consideró que las evaluaciones de otras cualidades distintas de la porosidad central fueron iguales que en el ensayo número 1.
Se consideró que el desbaste plano del ensayo número 5, que fue un ejemplo comparativo, tenía calidad 2 en la evaluación de la segregación central y porosidad central y tenía mala calidad interna. Se considera que tenía calidad 2 en la evaluación de la segregación central puesto que la relación de contacto en la etapa 2 fue alta y la cantidad de reducción del desbaste plano en estado no solidificado fue insuficiente. Además, se considera que tenía calidad 2 en la evaluación de la porosidad 2 puesto que la relación de reducción después de solidificación completa en la etapa 3 fue baja, por lo que se mantuvo la porosidad central. No se confirmaron grietas internas ni grietas superficiales en la superficie no reducida.
Se consideró que el desbaste plano del ensayo número 6, que fue un ejemplo comparativo, tenía calidad 1 en la evaluación de la segregación central pero calidad 2 en la evaluación de la porosidad central y tenía mala calidad interna. Se considera tenía calidad 2 en la evaluación de la porosidad central 2 puesto que la relación de reducción después de solidificación completa en la etapa 3 fue baja y, por lo tanto, se mantuvo la porosidad central. No se confirmaron grietas internas ni grietas superficiales en la superficie no reducida.
Se confirmó que el desbaste plano del ensayo número 7, que fue un ejemplo comparativo, tenía grietas internas y grietas superficiales en la superficie no reducida junto con deformación por pandeo. Se considera que esto es porque la relación de contacto en la etapa 2 fue baja y la cantidad de reducción del desbaste plano en estado no solidificado fue excesivamente alta y porque la relación de reducción después de solidificación completa en la etapa 3 fue excesivamente alta. Se consideró que la evaluación de la segregación central y porosidad central dio los mismos valores que en el ensayo número 1.
Se consideró que el desbasta plano rectangular del ensayo número 8, que fue un ejemplo comparativo, tenía calidad 2 en la evaluación de la segregación central y porosidad central y tenía peor calidad interna que el desbaste plano redondo del ensayo número 1 que tenía la misma relación de reducción. Se considera que esto es porque: los
rodillos de reducción en estado no solidificado contactaron con todo el ancho del desbaste plano rectangular mientras que el desbaste plano redondo tenía, en la parte en la que el desbaste plano había contactado con los rodillos, un ancho menor que el desbaste plano rectangular. Por lo tanto, el desbaste plano rectangular tenía un grado de penetración durante la reducción menor que el del desbaste plano redondo. No se confirmaron grietas internas ni grietas superficiales en la superficie no reducida.
Se confirmó que el desbaste plano rectangular del ensayo número 9, que fue un ejemplo comparativo, tenía grietas internas y grietas superficiales en la superficie no reducida. En el ensayo número 9, la relación de reducción en la etapa 2 se incrementó más que en el ensayo número 8 para incrementar el grado de penetración durante la reducción. Se considera que se formaron grietas superficiales en la superficie no reducida (superficie en el lado menor del desbaste plano rectangular) puesto que la cantidad de reducción fue excesivamente alta por lo que se generó una distorsión grande en la superficie no reducida del desbaste plano originada por deformación por pandeo en la reducción. Se consideró que la evaluación de la segregación central y porosidad central dio los mismos valores que en el ensayo número 1.
Aplicabilidad industrial El método para colar en continuo un desbaste plano de la presente invención es aplicable a diversos tipos de aceros a usar para productos de barras de acero de alta calidad. De acuerdo con el método para colar en continuo un desbaste plano de la presente invención, es posible fabricar un desbaste plano que tiene una sección transversal
grande, que es adecuado para un producto de barra de acero de alta calidad y fácil de manejar y que no tiene segregación central, porosidad central, grietas internas ni grietas superficiales., Lista de números de referencia 1 artesa de distribución 2 acero fundido 3 boquilla sumergida 4 molde de colada 5 menisco 6 desbaste plano 6a porción no solidificada 7 rodillo guía 8 grupo de rodillos de reducción 9 rodillo de reducción en estado no solidificado 10 rodillos de reducción después de solidificación completa 11 rodillo horizontal 12 rodillo vertical 100 desbaste plano rectangular 101 rodillo plano 102 grieta superficial

Claims (1)

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ES14814284.7T 2013-06-20 2014-06-18 Método para colar en continuo un desbaste plano Active ES2650847T3 (es)

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