ES2907234T3 - Process for the manufacture of a non-slip aluminum checker plate - Google Patents
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Abstract
Un proceso para la fabricación de una chapa estriada de aluminio antideslizante que comprende las etapas de: a) proporcionar una aleación de aluminio fundido; b) colar continuamente la aleación en una máquina de colada continua en un planchón de aluminio que tiene un espesor de 14 a 20 mm y que está a una temperatura de 400 °C a 550 °C; c) laminar en caliente en un proceso continuo el planchón de aluminio obtenido en la etapa b) para formar una chapa estriada que tiene un espesor de 1,3 mm a 5,0 mm, en donde el laminado en caliente se lleva a cabo en un tren de laminado en caliente que tiene al menos dos cajas que comprenden al menos una caja de laminado en caliente y una caja de laminado de patrones, y en donde la caja de laminado de patrones se coloca después de la al menos una caja de laminado en caliente; y d) someter la chapa estriada obtenida en la etapa c) a recocido; donde el proceso se lleva a cabo sin realizar ninguna etapa de homogeneización, laminado en frío o recocido antes de la etapa de laminado de patrones.A process for the manufacture of a non-slip aluminum checker plate comprising the steps of: a) providing a cast aluminum alloy; b) continuously casting the alloy in a continuous casting machine into an aluminum slab having a thickness of 14 to 20 mm and having a temperature of 400°C to 550°C; c) hot rolling in a continuous process the aluminum slab obtained in step b) to form a checkered plate having a thickness of 1.3 mm to 5.0 mm, where the hot rolling is carried out in a hot rolling mill having at least two stands comprising at least one hot rolling stand and one pattern rolling stand, and wherein the pattern rolling stand is placed after the at least one rolling stand hot; and d) subjecting the checkered plate obtained in step c) to annealing; where the process is carried out without performing any homogenization, cold rolling or annealing step before the pattern rolling step.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Proceso para la fabricación de una chapa estriada de aluminio antideslizanteProcess for the manufacture of a non-slip aluminum checker plate
Campo técnicotechnical field
La presente invención se refiere a un proceso para la fabricación de chapas estriadas de aluminio antideslizantes. El proceso comprende colada continua, laminado en caliente, laminado de patrones y recocido de una aleación de aluminio.The present invention relates to a process for manufacturing non-slip aluminum checkered plates. The process comprises continuous casting, hot rolling, pattern rolling and annealing of an aluminum alloy.
Técnica anteriorprior art
Las chapas estriadas de aluminio antideslizantes muestran un dibujo regular que sobresale o queda embebido en el material en al menos una de sus caras. Las figuras que generan el relieve de la chapa pueden presentar diferentes morfologías, incluyendo normalmente formas de diamante, almendras o palillos. Es un material utilizado en una amplia gama de aplicaciones entre las que destacan la fabricación de superficies con alto agarre para evitar resbalones, tales como escaleras o suelos industriales, pero también se utilizan en aplicaciones decorativas, cajas de herramientas, suelos de camiones, revestimientos de paredes, y similares. En todas estas aplicaciones el material debe proporcionar suficiente estabilidad mecánica y una superficie brillante con buena calidad superficial, según los requisitos del cliente. Algunos factores como la ligereza hacen que la fabricación en aleaciones de aluminio de planchas estriadas antideslizantes sea especialmente requerida en industrias como la automoción.Non-slip aluminum checkered sheets show a regular pattern that stands out or is embedded in the material on at least one of its faces. The figures that generate the relief of the sheet can have different morphologies, usually including diamond, almond or toothpick shapes. It is a material used in a wide range of applications, including the manufacture of surfaces with high grip to prevent slipping, such as stairs or industrial floors, but it is also used in decorative applications, tool boxes, truck floors, walls, and the like. In all these applications the material must provide sufficient mechanical stability and a bright surface with good surface quality, depending on the customer's requirements. Some factors such as lightness make the manufacture of non-slip grooved plates in aluminum alloys especially required in industries such as the automotive industry.
Las aleaciones de aluminio que se ofrecen actualmente en el mercado incluyen las de las series 1000, 3000, 5000, 6000 y 7000. Dentro de estas, las aleaciones empleadas habitualmente para la fabricación de chapas estriadas de aluminio son las siguientes: EN AW-1050A, EN AW-3003, EN AW-3103, EN AW-5026, EN AW-5052, EN AW-5083, EN AW-5086, EN AW-5754, EN AW-6061, EN AW-6082 y EN AW-7020, conforme con la norma EN 573-3.The aluminum alloys currently offered on the market include the 1000, 3000, 5000, 6000 and 7000 series. Within these, the alloys commonly used for the manufacture of aluminum checkered plates are the following: EN AW-1050A , EN AW-3003, EN AW-3103, EN AW-5026, EN AW-5052, EN AW-5083, EN AW-5086, EN AW-5754, EN AW-6061, EN AW-6082 and EN AW-7020 , in accordance with standard EN 573-3.
La fabricación de aluminio a partir de la colada continua de bandas móviles Hazelett es un proceso fiable que se utiliza comúnmente para la fabricación de series de aluminio con intervalos de solidificación estrechos, que incluyen la serie 1XXX, 3XXX y 5XXX en desarrollo. La colada continua de bandas móviles ofrece la posibilidad de una alta productividad en comparación con los sistemas convencionales de colada de enfriamiento directo (DC) que trabajan con velocidades de solidificación muy altas, que permiten mantener la productividad de la banda de aluminio en 14 a 20 mm a una velocidad habitualmente entre 7,0 y 11 m/min en la salida de colada.Aluminum fabrication from Hazelett Moving Belt Continuous Casting is a reliable process that is commonly used for the fabrication of narrow solidification interval aluminum series, including the 1XXX, 3XXX and 5XXX series under development. Continuous moving strip casting offers the possibility of high productivity compared to conventional direct cooling (DC) casting systems that work with very high solidification rates, which allow the productivity of the aluminum strip to be maintained at 14 to 20 mm at a speed usually between 7.0 and 11 m/min at the casting outlet.
La colada continua (CC) de aleaciones de aluminio puede generar ahorros sustanciales de energía y ahorros totales en los costes de conversión. Sin embargo, en la colada continua, la composición de la aleación y las etapas de procesamiento deben controlarse cuidadosamente para obtener un producto final con las propiedades mecánicas y estéticas requeridas para el uso específico. Esto es particularmente relevante cuando se utiliza chatarra de aluminio, que son aleaciones de aluminio no tratables térmicamente, en concreto, son endurecibles por trabajado en frío, pero no por tratamiento térmico.Continuous casting (CC) of aluminum alloys can lead to substantial energy savings and overall savings in conversion costs. However, in continuous casting, the alloy composition and processing steps must be carefully controlled to obtain a final product with the required mechanical and aesthetic properties for the specific use. This is particularly relevant when using aluminum scrap, which are non-heat treatable aluminum alloys, in particular, they are hardenable by cold working, but not by heat treatment.
Cuando el producto final es una chapa estriada, los procesos divulgados en la técnica anterior incorporan una o más etapas seleccionadas de una etapa de homogeneización, una etapa de laminado en frío, o una etapa de recocido antes del laminado de patrones. Por consiguiente, los procesos conocidos para la preparación de chapas estriadas de aluminio son discontinuos.When the final product is a checkered plate, the processes disclosed in the prior art incorporate one or more steps selected from a homogenization step, a cold rolling step, or an annealing step prior to pattern rolling. Consequently, the known processes for the preparation of aluminum checkered plates are discontinuous.
El documento WO 2009082495 divulga un método para producir una chapa de aluminio de alta resistencia no tratable térmicamente a partir de chatarra de aluminio utilizando una máquina de colada continua. El documento US 2015321232 divulga un aparato y un método para laminar chapas de aluminio. El documento US 2017157655 divulga un aparato y un método para aplicar una textura por descarga eléctrica a una chapa de aluminio. Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar un proceso mejorado y económicamente más ventajoso para la fabricación de chapas estriadas de aluminio antideslizantes que cumplan con los requisitos del cliente, particularmente a partir de aleaciones no tratables térmicamente.WO 2009082495 discloses a method for producing a non-heat treatable high strength aluminum sheet from aluminum scrap using a continuous casting machine. US 2015321232 discloses an apparatus and method for rolling aluminum sheets. US 2017157655 discloses an apparatus and method for applying electrical discharge texture to an aluminum sheet. Therefore, there is a need to develop an improved and economically more advantageous process for the manufacture of non-slip aluminum checker plates that meet customer requirements, particularly from non-heat-treatable alloys.
Breve descripción de la invenciónBrief description of the invention
Los inventores han desarrollado un nuevo proceso para la fabricación de chapas estriadas de aluminio antideslizantes que se lleva a cabo en un sistema (denominado en el presente documento "miniplanta compacta Hazelett" o simplemente "miniplanta compacta") en donde se cuela continuamente una aleación de aluminio en un planchón, que se somete a laminado en caliente en un tren de laminado en caliente que tiene al menos dos cajas donde la última caja funciona como laminado de patrones en un proceso continuo. Sin homogeneizar, la etapa de laminado en frío o recocido se realiza antes de la etapa de laminado de patrones.The inventors have developed a new process for the manufacture of non-slip aluminum checkered plates which is carried out in a system (herein referred to as "Hazelett compact mini-plant" or simply "compact mini-plant") in which an alloy of aluminum into a slab, which is hot-rolled in a hot-rolling mill having at least two stands where the last stand functions as pattern rolling in a continuous process. Without homogenizing, the cold rolling or annealing step is performed before the pattern rolling step.
De manera ventajosa y sorprendente, el proceso de la presente descripción permite la fabricación de chapas o bobinas estriadas de aluminio en una sola línea de producción con tiempos reducidos de colada y laminado, al tiempo que permite obtener un producto que cumpla con los requisitos del mercado, concretamente de acuerdo con la norma UNE 1386. Esto da como resultado un ahorro sustancial de energía y un ahorro total en los costes de conversión.Advantageously and surprisingly, the process of the present description allows the manufacture of sheets or coils aluminum fluted bars in a single production line with reduced casting and rolling times, while allowing a product to be obtained that meets market requirements, specifically in accordance with the UNE 1386 standard. This results in substantial energy savings and total savings on conversion costs.
Por lo tanto, un aspecto de la invención es un proceso para la fabricación de una chapa estriada de aluminio antideslizante que comprende las etapas de:Therefore, one aspect of the invention is a process for the manufacture of a non-slip aluminum checker plate comprising the steps of:
a) proporcionar una aleación de aluminio fundido;a) providing a cast aluminum alloy;
b) colar continuamente la aleación en una máquina de colada continuo en un planchón de aluminio que tiene un espesor de 14 mm a 20 mm, tal como de 19 mm, y que está a una temperatura de 400 °C a 550 °C;b) continuously casting the alloy in a continuous caster into an aluminum slab having a thickness of 14mm to 20mm, such as 19mm, and having a temperature of 400°C to 550°C;
c) laminar en caliente en un proceso continuo el planchón de aluminio obtenido en la etapa b) para formar una chapa estriada que tiene un espesor de 1,3 mm a 5,0 mm, en donde el laminado en caliente se lleva a cabo en un tren de laminado en caliente que tiene al menos dos cajas que comprenden al menos una caja de laminado en caliente y una caja de laminado de patrones, y en donde la caja de laminado de patrones se coloca después de la al menos una caja de laminado en caliente; yc) hot rolling in a continuous process the aluminum slab obtained in step b) to form a checkered sheet having a thickness of 1.3 mm to 5.0 mm, where the hot rolling is carried out in a hot rolling mill having at least two stands comprising at least one hot rolling stand and one pattern rolling stand, and wherein the pattern rolling stand is placed after the at least one rolling stand hot; Y
d) someter la chapa estriada obtenida en la etapa c) a recocido;d) subjecting the checkered plate obtained in step c) to annealing;
en donde el proceso se lleva a cabo sin realizar ninguna etapa de homogeneización, laminado en frío o recocido antes de la etapa de laminado de patrones.wherein the process is carried out without performing any homogenizing, cold rolling or annealing step before the pattern rolling step.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
Como se utiliza en el presente documento, la expresión "laminado en caliente" significa un proceso para reducir el espesor de una banda o chapa de aluminio a una temperatura superior a aproximadamente 180 °C.As used herein, the term "hot rolling" means a process for reducing the thickness of an aluminum strip or sheet at a temperature greater than about 180°C.
Como se utiliza en el presente documento, la expresión "punto neutro" se refiere al punto donde la velocidad de los rodillos de trabajo y la velocidad de la chapa son iguales.As used herein, the term "neutral point" refers to the point where the speed of the work rolls and the speed of the plate are equal.
Como se utiliza en el presente documento, el término "corona" se refiere a la forma geométrica de los rodillos de trabajo, incluida la concavidad, convexidad o forma plana.As used herein, the term "crown" refers to the geometric shape of the work rolls, including concavity, convexity, or flatness.
Como se utiliza en el presente documento, la expresión "condiciones de configuración" se refiere a todas las disposiciones para garantizar un comienzo exitoso de la fundición.As used herein, the term "setup conditions" refers to all arrangements to ensure a successful start of the casting.
Como se utiliza en el presente documento, la expresión "carga establecida para la calibración del espacio entre los rodillos" se refiere a la carga aplicada a los rodillos de trabajo para establecer el valor cero del espacio entre los rodillos.As used herein, the term "load set for roll gap calibration" refers to the load applied to the work rolls to set the roll gap to zero.
Como se utiliza en el presente documento, la expresión "condiciones de laminado" se refiere a las condiciones estabilizadas del sistema que conducen a obtener buenas propiedades mecánicas y estéticas.As used herein, the term "rolling conditions" refers to stabilized system conditions that are conducive to good mechanical and aesthetic properties.
Como se utiliza en el presente documento, la expresión "concentración de aceite de emulsión (%)" se refiere al porcentaje de aceite emulsionado con el agua utilizada como lubricación y refrigeración.As used herein, the term "emulsion oil concentration (%)" refers to the percentage of oil emulsified with the water used for lubrication and cooling.
Como se utiliza en el presente documento, la expresión "sobrevelocidad inicial" se refiere al aumento de la velocidad de los rodillos de trabajo en comparación con la velocidad del planchón durante el proceso de mordentado inicial. Como se utiliza en el presente documento, la expresión "tensión de la malla de los enrolladores de bobinadoras " se refiere a la tensión de la malla de los enrolladores que rodea la chapa cuando se estría en la bobinadora.As used herein, the term "initial overspeed" refers to the increase in speed of the work rolls compared to the speed of the slab during the initial etching process. As used herein, the term "winder winder mesh tension" refers to the tension of the winder mesh that surrounds the sheet as it is scored on the winder.
Como se utiliza en el presente documento, la expresión "velocidad de soplado de aire a la salida del laminado en caliente" se refiere a la velocidad de salida del aire en la boquilla que apunta hacia la chapa de aluminio a la salida del laminado de patrones.As used herein, the term "hot rolling exit air blowing velocity" refers to the exit velocity of the air at the nozzle pointing towards the aluminum sheet upon pattern rolling exit. .
Como se utiliza en el presente documento, la expresión "reducción en la caja 3 (%Red)" se refiere a la proporción de la modificación del espesor de acuerdo con:As used herein, the expression "reduction in box 3 (%Red)" refers to the rate of change in thickness according to:
Como se utiliza en el presente documento, la expresión "tensión específica entre las cajas 2 y 3" se refiere a la tensión entre la caja de laminado de patrones y la caja de laminado en caliente 2.As used herein, the term "specific stress between stands 2 and 3" refers to the stress between the pattern rolling stand and hot rolling stand 2.
Como se utiliza en el presente documento, la expresión "tensión específica de la bobinadora" se refiere a la tensión que la bobinadora aplica a la chapa durante el bobinado.As used herein, the term "winder-specific tension" refers to the tension that the winder applies to the sheet during winding.
Como se utiliza en el presente documento, la expresión "aplicación de carga de flexión de los rodillos" se refiere a la carga aplicada en los alojamientos de los rodillos de trabajo para separarlos.As used herein, the term "roll bending load application" refers to the load applied on the work roll pockets to separate them.
Como se ha mencionado anteriormente, el proceso de la presente descripción para la fabricación de chapas estriadas de aluminio comprende colar continuamente una aleación de aluminio en un planchón de aluminio, laminado en caliente del planchón de aluminio para formar una chapa de aluminio, laminado de patrones de la chapa de aluminio con el fin de obtener una chapa estriada, y someter la chapa estriada a recocido. El proceso se lleva a cabo en condiciones específicas para obtener un producto laminar con el espesor requerido y las propiedades mecánicas y estéticas requeridas.As mentioned above, the process of the present disclosure for the manufacture of aluminum checkered sheets comprises continuously casting an aluminum alloy into an aluminum slab, hot rolling of the aluminum slab to form an aluminum sheet, pattern rolling of aluminum sheet in order to obtain a checkered sheet, and subjecting the checkered sheet to annealing. The process is carried out under specific conditions to obtain a laminar product with the required thickness and the required mechanical and aesthetic properties.
En una realización del proceso de la invención, en la etapa c), después de al menos una caja de laminado en caliente, se obtiene una chapa de aluminio que tiene un espesor de 1,9 mm a 8,3 mm, o de 1,9 mm a 7,1 mm, y que se encuentra a una temperatura de 230 °C a 300 °C y se lleva posteriormente a la caja de laminado de patrones.In one embodiment of the process of the invention, in step c), after at least one hot rolling stand, an aluminum sheet is obtained having a thickness of 1.9 mm to 8.3 mm, or 1 .9 mm to 7.1 mm, and which is at a temperature of 230 °C to 300 °C and is subsequently brought to the pattern rolling box.
En otra realización, opcionalmente en combinación con una o más características de las realizaciones particulares definidas anteriormente, la chapa estriada obtenida en la etapa d) está a una temperatura de 200 °C a 250 °C. En una realización, opcionalmente en combinación con una o más características de las realizaciones particulares definidas anteriormente, la aleación de aluminio se obtiene a partir de chatarra de aluminio. La chatarra de aluminio incluye, pero sin limitación, aleaciones de aluminio no tratables térmicamente tales como, por ejemplo, aleaciones de la Asociación del Aluminio (AA) 1XXX, 3XXX y 5XXXIn another embodiment, optionally in combination with one or more characteristics of the particular embodiments defined above, the checkered plate obtained in step d) is at a temperature of 200 °C to 250 °C. In one embodiment, optionally in combination with one or more features of the particular embodiments defined above, the aluminum alloy is obtained from aluminum scrap. Aluminum scrap includes, but is not limited to, non-heat treatable aluminum alloys such as, for example, Aluminum Association (AA) 1XXX, 3XXX, and 5XXX alloys.
De acuerdo con la Asociación del Aluminio Inc., en Norteamérica, las aleaciones de aluminio forjado de la serie 1XXX se refieren a una composición controlada sin alear (pura) que tiene un mínimo de 99,0 % de aluminio; las de la serie 3XXX se refieren a aleaciones en las que el manganeso es el principal elemento aleante; y las de la serie 5XXX se refieren a aleaciones en las que el magnesio es el principal elemento aleante.According to the Aluminum Association Inc., in North America, 1XXX series wrought aluminum alloys refer to a controlled unalloyed (pure) composition having a minimum of 99.0% aluminum; those of the 3XXX series refer to alloys in which manganese is the main alloying element; and those of the 5XXX series refer to alloys in which magnesium is the main alloying element.
El denominado "sistema de miniplanta compacta" utilizado en el proceso de la presente descripción incluye la colada continua de bandas móviles junto con un tren de laminado en caliente en el que la banda de aluminio solidificado se alimenta directamente, permitiendo que el calor residual de la banda se utilice como fuente para el laminado en caliente. Además, después del laminado en caliente, el laminado de patrones se lleva a cabo en un proceso continuo. La fabricación de chapas estriadas, en particular, en forma de bobinas, comienza con la fusión de la aleación de aluminio. A modo ejemplo, se puede utilizar chatarra de aluminio contaminada (presencia de pintura, aceites, etc.) y se funde en los hornos rotatorios. La aleación de aluminio se transfiere a un horno de fusión y mantenimiento donde se completa la fusión, opcionalmente, con la adición de chatarra de aluminio limpia o recortes internos de aluminio generados por el proceso. A continuación, la aleación de aluminio fundido se desgasifica y filtra en dispositivos de filtrado y desgasificación para reducir los gases disueltos y las inclusiones en la aleación de aluminio fundido.The so-called "compact mini-plant system" used in the process of the present description includes the continuous casting of mobile strips together with a hot rolling train in which the solidified aluminum strip is fed directly, allowing the residual heat of the strip is used as a source for hot rolling. Also, after hot rolling, pattern rolling is carried out in a continuous process. The manufacture of checkered plates, in particular in the form of coils, begins with the melting of the aluminum alloy. For example, contaminated aluminum scrap can be used (presence of paint, oils, etc.) and it is melted in rotary furnaces. The aluminum alloy is transferred to a melting and holding furnace where the melting is completed, optionally with the addition of clean aluminum scrap or internal aluminum trimmings generated by the process. Next, the molten aluminum alloy is degassed and filtered in filtering and degassing devices to reduce dissolved gases and inclusions in the molten aluminum alloy.
Como se ha mencionado anteriormente, en el proceso de la presente descripción, una aleación de aluminio fundido se cuela continuamente en una máquina de colada continua para formar un planchón de aluminio que tenga el espesor requerido. El planchón de aluminio se puede preparar mediante cualquier técnica de colada continua bien conocida por los expertos en la materia, tal como colada de bandas móviles.As mentioned above, in the process of the present disclosure, a molten aluminum alloy is continuously cast in a continuous casting machine to form an aluminum slab having the required thickness. The aluminum slab can be prepared by any continuous casting technique well known to those skilled in the art, such as moving strip casting.
En una realización, opcionalmente en combinación con una o más características de las realizaciones particulares definidas anteriormente, la máquina de colada continua es una máquina de colada de bandas móviles Hazelett. A modo ejemplo, la temperatura del metal a la entrada de la máquina de colada, particularmente de la máquina de colada Hazelett, normalmente es de 675 a 690 °C. El metal se solidifica en la máquina de bandas móviles que se enfría internamente con agua.In one embodiment, optionally in combination with one or more features of the particular embodiments defined above, the continuous caster is a Hazelett moving belt caster. By way of example, the temperature of the metal at the inlet of the caster, particularly the Hazelett caster, is typically 675 to 690°C. The metal solidifies in the moving band machine which is cooled internally with water.
El planchón de aluminio solidificado sale de la colada a una velocidad de 7,0 a 11,0 m/min, un espesor de 14 a 20 mm, tal como de 19 mm, y una temperatura de 400 a 550 °C, dependiendo de las condiciones de los hornos, la colada y la posición transversal de la medida.The solidified aluminum slab comes out of the casting at a speed of 7.0 to 11.0 m/min, a thickness of 14 to 20 mm, such as 19 mm, and a temperature of 400 to 550 °C, depending on the conditions of the ovens, the casting and the transverse position of the measurement.
La banda de aluminio pasa en su camino al tren de laminado en caliente a través de un rodillo transportador que aplica una menor velocidad de avance con respecto al sistema de colada para provocar una mejor compactación del metal dentro de la máquina. Particularmente, la reducción de la velocidad de avance es de 0,01 m/min a 0,07 m/min. La chapa de aluminio a su salida del rodillo transportador es conducida por una mesa de entrada al tren de laminado en caliente. Después, a través de varias cajas, en donde la última es una caja de laminado de patrones, el espesor de la chapa de aluminio se reduce progresivamente desde el espesor inicial, tal como de 19 mm, hasta el espesor final de la chapa estriada a la salida del tren de laminado de patrones.The aluminum strip passes on its way to the hot rolling mill through a conveyor roller that applies a lower speed of advance with respect to the casting system to cause a better compaction of the metal inside the machine. Particularly, the feed speed reduction is from 0.01 m/min to 0.07 m/min. The aluminum sheet at its exit from the conveyor roller is driven by an input table to the hot rolling train. Then, through several stands, where the last one is a pattern rolling stand, the thickness of the aluminum sheet is progressively reduced from the initial thickness, such as 19mm, to the final thickness. of the checkered plate at the exit of the pattern rolling mill.
Por lo tanto, en una realización, opcionalmente en combinación con una o más características de las realizaciones particulares definidas anteriormente, la aleación de aluminio es de la serie 3XXX y el espesor de la chapa estriada es de 2,0 a 4,0 mm; o la aleación de aluminio es de la serie 5XXX y el espesor de la chapa estriada es de 2,3 a 3,5 mm; o la aleación de aluminio es de la serie 1XXX y el espesor de la chapa estriada es de 1,3 a 5,0 mm a la salida del tren de laminado de patrones.Therefore, in one embodiment, optionally in combination with one or more features of the particular embodiments defined above, the aluminum alloy is of the 3XXX series and the thickness of the checker plate is from 2.0 to 4.0 mm; or the aluminum alloy is 5XXX series and the thickness of the checker plate is 2.3 to 3.5 mm; or the aluminum alloy is of the 1XXX series and the thickness of the checker plate is from 1.3 to 5.0 mm at the exit of the pattern rolling mill.
En un ejemplo, el espesor de la chapa de aluminio durante el laminado de patrones se reduce del 20 % al 40 %. Además, el espesor del planchón de aluminio durante el laminado en caliente y antes de entrar en la caja de laminado de patrones puede reducirse en un total del 40 % al 92 %.In one example, the thickness of the aluminum sheet during pattern rolling is reduced from 20% to 40%. In addition, the thickness of the aluminum slab during hot rolling and before entering the pattern rolling stand can be reduced by a total of 40% to 92%.
En un ejemplo, antes de la caja de laminado de patrones (caja 3) hay dos cajas de laminado en caliente (cajas 1 y 2), en donde el planchón de aluminio se transforma en la caja 1 en una chapa de aluminio que tiene un primer espesor y luego se pasa a través de la caja 2 para obtener una chapa de aluminio que tiene un segundo espesor, y en donde el espesor del planchón de aluminio se reduce un 35-70 % en la caja 1 y el espesor de la chapa de aluminio que sale de la caja 1 se reduce un 35-70 % en la caja 2.In one example, before the pattern rolling stand (stand 3) there are two hot rolling stands (stands 1 and 2), where the aluminum slab is processed in stand 1 into an aluminum sheet having a first thickness and then passed through box 2 to obtain an aluminum sheet having a second thickness, and where the thickness of the aluminum slab is reduced by 35-70% in box 1 and the thickness of the sheet of aluminum leaving box 1 is reduced by 35-70% in box 2.
Durante las etapas de laminado, se puede aplicar un lubricante. La temperatura de la chapa de aluminio desciende progresivamente por contacto con el aire y por el riego de un lubricante que actúa a la vez como sistema de refrigeración. Particularmente, como lubricantes se pueden usar emulsiones de aceite en agua.During the rolling steps, a lubricant can be applied. The temperature of the aluminum sheet falls progressively due to contact with the air and due to the irrigation of a lubricant that acts at the same time as a cooling system. Particularly, oil-in-water emulsions can be used as lubricants.
El contenido de aceite del sistema de lubricación-refrigeración en forma de emulsión se puede ajustar en función de la serie de aleación a tratar, particularmente emulsiones con un contenido de aceite de 3,5 a 4,0 % para la serie 3XXX, de 3,0 a 3,5 % para la serie 1XXX, y de 4,0 a 4,5 % para la serie 5XXX.The oil content of the emulsion lubrication-cooling system can be adjusted depending on the alloy series to be treated, particularly emulsions with an oil content of 3.5 to 4.0% for the 3XXX series, from 3 .0 to 3.5% for the 1XXX series, and from 4.0 to 4.5% for the 5XXX series.
Las emulsiones de aceite en agua útiles como lubricantes en el proceso de la presente descripción son conocidas por los expertos en la materia y están disponibles en el mercado. A modo ejemplo, las emulsiones de aceite en agua pueden comprender varios componentes seleccionados del grupo que consiste en aceites minerales, emulsionante, ésteres, ácidos grasos, detergentes y aditivos de alta presión, y mezclas de los mismos.Oil-in-water emulsions useful as lubricants in the process of the present disclosure are known to those skilled in the art and are commercially available. By way of example, oil-in-water emulsions may comprise various components selected from the group consisting of mineral oils, emulsifier, esters, fatty acids, detergents and high pressure additives, and mixtures thereof.
A medida que pasa por las diferentes cajas de laminado, debido al contacto con la emulsión lubricante, la chapa de aluminio pierde temperatura progresivamente hasta alcanzar una temperatura de 180 a 250 °C a la salida de la caja de laminado de patrones. La aplicación de la emulsión lubricante se mantiene con caudal bajo en los bordes de la chapa y con caudal alto en la zona central para conseguir una planitud adecuada del producto, en combinación con las otras condiciones de laminado.As it passes through the different rolling stands, due to contact with the lubricant emulsion, the aluminum sheet progressively loses temperature until it reaches a temperature of 180 to 250 °C at the outlet of the pattern rolling stand. The application of the lubricant emulsion is maintained at a low flow rate on the edges of the sheet and with a high flow rate in the central area to achieve adequate flatness of the product, in combination with the other rolling conditions.
Por lo tanto, en una realización particular, opcionalmente en combinación con una o más características de las realizaciones particulares definidas anteriormente, durante la etapa de laminado de patrones, se aplica un lubricante que es una emulsión de aceite en agua sobre la chapa de aluminio, teniendo la chapa de aluminio bordes y un área central, en donde la cantidad de lubricante que se aplica en los bordes de la chapa es inferior a la cantidad de lubricante aplicado en el área central.Therefore, in a particular embodiment, optionally in combination with one or more features of the particular embodiments defined above, during the pattern rolling stage, a lubricant is applied that is an oil-in-water emulsion on the aluminum sheet, the aluminum sheet having edges and a central area, where the amount of lubricant applied to the edges of the sheet is less than the amount of lubricant applied to the central area.
Para evitar un exceso de lubricante retenido en la superficie de la chapa, se puede aplicar soplado de aire a máxima velocidad en la superficie de la chapa de aluminio a la salida de la última caja de laminado, es decir, de la caja de laminado de patrones.To avoid an excess of lubricant retained on the surface of the sheet, air blowing at maximum speed can be applied to the surface of the aluminum sheet at the outlet of the last rolling stand, that is, from the rolling stand of patterns.
En otra realización particular, opcionalmente en combinación con una o más características de las realizaciones particulares definidas anteriormente, al establecer las condiciones de inicio, la sobrevelocidad de la caja de laminado de patrones se establece en un máximo de 0,5 m/s, es decir, de 0 a 0,5 m/s, para permitir el centrado de la banda de aluminio, lo cual es necesario para conducir la chapa a la bobinadora.In another particular embodiment, optionally in combination with one or more features of the particular embodiments defined above, when setting the start conditions, the overspeed of the pattern rolling stand is set to a maximum of 0.5 m/s, i.e. that is, from 0 to 0.5 m/s, to allow the centering of the aluminum strip, which is necessary to lead the sheet to the winder.
En un ejemplo, el laminado en caliente y de patrones se pueden realizar en un tren de laminado en tándem de 3 cajas, en donde la tercera caja (caja 3) está provista de rodillos de estampado para obtener el producto de chapa estriada. Por lo tanto, en una realización, opcionalmente en combinación con una o más características de las realizaciones particulares definidas anteriormente, el tren de laminado en caliente tiene tres cajas, en concreto, caja 1, caja 2 y caja 3. En las cajas 1 y 2, se lleva a cabo el propio laminado en caliente, y la chapa de aluminio que sale de la caja 2 se somete a laminado de patrones en un proceso continuo en la caja 3.In one example, hot and pattern rolling can be performed in a 3 stand tandem rolling mill, where the third stand (stand 3) is provided with embossing rolls to obtain the checker plate product. Therefore, in one embodiment, optionally in combination with one or more features of the particular embodiments defined above, the hot rolling mill has three stands, namely stand 1, stand 2 and stand 3. In stands 1 and 2, hot rolling itself is carried out, and the aluminum sheet coming out of stand 2 is pattern rolled in a continuous process in stand 3.
Para obtener el espesor de la chapa de aluminio definido anteriormente a la salida de cada caja, entre las condiciones de partida, la carga establecida para la calibración del espacio entre rodillos es de 100 a 300 toneladas (t). Además, el espesor inicial de las diferentes cajas se establece en consecuencia. En un ejemplo de un tren de laminado en tándem de 3 cajas, el espesor inicial de las diferentes cajas para aleaciones de aluminio de la serie 3XXX se puede fijar de 5,5 a 6,5 mm en la segunda caja de laminado en caliente (caja 2), y de 4,7 a 5,3 mm en la caja de laminado de patrones (caja 3); para aleaciones de aluminio de la serie 1XXX se puede fijar de 5,5 a 6,5 mm en la segunda caja de laminado en caliente (caja 2), y de 4,4 a 5,0 mm en la caja de laminado de patrones (caja 3); y para las aleaciones de aluminio de la serie 5XXX se puede fijar de 6,4 a 7,0 mm en la segunda caja de laminado en caliente (caja 2), y de 5,0 a 5,5 mm en la caja de laminado de patrones (caja 3).To obtain the thickness of the aluminum sheet defined above at the exit of each box, between the starting conditions, the load established for the calibration of the space between rollers is from 100 to 300 tons (t). Also, the initial thickness of the different boxes is set accordingly. In an example of a 3-stand tandem rolling mill, the initial thickness of the different stands for 3XXX series aluminum alloys can be set from 5.5 to 6.5 mm in the second hot rolling stand ( box 2), and from 4.7 to 5.3 mm in the laminated box of patterns (box 3); for 1XXX series aluminum alloys can be set from 5.5 to 6.5 mm in the second hot rolling stand (Stand 2), and from 4.4 to 5.0 mm in the pattern rolling stand (box 3); and for 5XXX series aluminum alloys 6.4 to 7.0mm can be set in the second hot rolling stand (Stand 2), and 5.0 to 5.5mm in the rolling stand of patterns (box 3).
Particularmente, durante las etapas de laminado, la posición del punto neutro debe permanecer más cerca de lo habitual hacia el sitio del mordentado. Por lo tanto, en una realización particular, opcionalmente en combinación con una o más características de las realizaciones particulares definidas anteriormente, el laminado en caliente se lleva a cabo en un tren de laminado en caliente que tiene dos cajas de laminado en caliente (cajas 1 y 2) y una caja de laminado de patrones (caja 3), y una de las cajas de laminado en caliente (caja 2) está al lado de la caja de laminado de patrones y, cuando la aleación de aluminio sea de las series 3XXX y 5XXX, el proceso comprende aplicar una tensión específica de 0,20 a 0,23 kg/mm2 entre la caja de laminado en caliente que se coloca junto a la caja de laminado de patrones y la caja de laminado de patrones, y una tensión específica de salida de la caja de laminado de patrones de 1,3 a 2,0 kg/mm2, tal como de 1,8 mm2, y cuando la aleación de aluminio es de la serie 1XXX, el proceso comprende aplicar una tensión específica de 0,08 a 0,10 kg/mm2 entre la caja de laminado en caliente que se coloca junto a la caja de laminado de patrones y la caja de laminado de patrones, y una tensión específica de salida de la caja de laminado de patrones de 1,0 a 1,7 kg/mm2, tal como de 1,5 kg/mm2.Particularly during the rolling steps, the position of the neutral point should remain closer than usual to the etching site. Therefore, in a particular embodiment, optionally in combination with one or more features of the particular embodiments defined above, hot rolling is carried out in a hot rolling mill having two hot rolling stands (stands 1 and 2) and a pattern rolling stand (box 3), and one of the hot rolling stands (box 2) is next to the pattern rolling stand and, where the aluminum alloy is 3XXX series and 5XXX, the process comprises applying a specific tension of 0.20 to 0.23 kg/mm2 between the hot rolling stand that is placed next to the pattern rolling stand and the pattern rolling stand, and a tension specific pattern rolling stand output of 1.3 to 2.0 kg/mm2, such as 1.8 mm2, and when the aluminum alloy is 1XXX series, the process comprises applying a specific stress of 0.08 to 0.10 kg/mm2 between the hot-rolled box that is placed j next to the pattern rolling stand and the pattern rolling stand, and a specific pattern rolling stand output stress of 1.0 to 1.7 kg/mm2, such as 1.5 kg/mm2 .
El rodillo de estampado en la caja de laminado de patrones puede tener una rugosidad de 0,3 a 0,9 pm, tal como 0,7 pm, y una corona mecánica plana.The embossing roller in the pattern rolling stand may have a roughness of 0.3 to 0.9 µm, such as 0.7 µm, and a flat mechanical crown.
La rugosidad de los rodillos de las cajas de laminado en caliente suele ser de 1,0 a 1,3 pm. Además, los rodillos de las cajas de laminado en caliente suelen tener una corona negativa. Estos parámetros en combinación con una o más características de las realizaciones particulares definidas anteriormente definen realizaciones adicionales.The roll roughness of hot rolling stands is typically 1.0 to 1.3 pm. Also, hot rolling stand rolls often have a negative crown. These parameters in combination with one or more features of the particular embodiments defined above define additional embodiments.
En otra realización particular, opcionalmente en combinación con una o más características de las realizaciones particulares definidas anteriormente, el recocido de la chapa estriada se lleva a cabo a una temperatura de 400 a 480 °C, particularmente de hasta 450 °C para las series 1XXX y 5XXX, y hasta 480 °C para las series 3XXX.In another particular embodiment, optionally in combination with one or more characteristics of the particular embodiments defined above, the annealing of the checkered plate is carried out at a temperature of 400 to 480 °C, particularly up to 450 °C for the 1XXX series. and 5XXX, and up to 480 °C for the 3XXX series.
En otra realización particular, opcionalmente en combinación con una o más características de las realizaciones particulares definidas anteriormente, la etapa de recocido se lleva a cabo en atmósfera de gas inerte, tal como nitrógeno, que tiene un nivel de oxígeno por debajo de 2000 ppm durante un mínimo de 1 hora, y luego se aumenta el nivel de oxígeno hasta alcanzar los niveles atmosféricos durante al menos 1 o 2 horas, manteniendo la temperatura como se ha mencionado anteriormente.In another particular embodiment, optionally in combination with one or more characteristics of the particular embodiments defined above, the annealing step is carried out in an inert gas atmosphere, such as nitrogen, which has an oxygen level below 2000 ppm during for a minimum of 1 hour, and then the oxygen level is increased to atmospheric levels for at least 1-2 hours, maintaining the temperature as mentioned above.
El producto recocido final generalmente se produce en forma bobinada. Por lo tanto, después de la etapa de laminado de patrones, la chapa estriada obtenida se puede enrollar antes de la etapa de recocido para producir un producto recocido en forma bobinada. Ventajosamente, el proceso de la presente descripción aprovecha el calor latente residual del patrón laminado y, opcionalmente, del producto enrollado en la etapa de recocido. Después del recocido, la chapa o bobina estriada se enfría a temperatura ambiente, por ejemplo, con aire.The final annealed product is usually produced in coiled form. Therefore, after the pattern rolling step, the obtained checker plate can be rolled before the annealing step to produce an annealed product in coiled form. Advantageously, the process of the present description takes advantage of the residual latent heat of the rolled pattern and, optionally, of the rolled product in the annealing step. After annealing, the checkered sheet or coil is cooled to room temperature, for example with air.
Ejemplosexamples
Se coló continuamente una aleación de aluminio fundido en una máquina de colada de bandas móviles Hazelett a una temperatura de 675 a 690 °C. Un planchón de aluminio solidificado que tenía un espesor de 19 mm y una temperatura de 420 a 550 °C salió de la máquina de colada a una velocidad de 7,4 a 8,5 m/min.A molten aluminum alloy was continuously cast in a Hazelett moving belt caster at a temperature of 675 to 690°C. A solidified aluminum slab having a thickness of 19 mm and a temperature of 420 to 550 °C exited the caster at a speed of 7.4 to 8.5 m/min.
En su camino hacia el tren de laminado en caliente, la banda de aluminio se hizo pasar a través de un rodillo transportador y, posteriormente, fue conducida por una mesa de entrada a un tren de laminado en tándem de 3 cajas. El laminado en caliente propiamente dicho se realizó en las dos primeras cajas (cajas 1 y 2) y el laminado de patrones se realizó en una tercera caja (caja 3) que tenía rodillos de estampado, para obtener una plancha estriada de aluminio. Se ajustaron varios parámetros tanto en las etapas de laminado como en el tratamiento térmico.On its way to the hot rolling mill, the aluminum strip was passed through a conveyor roller and then passed through an infeed table into a 3-stand tandem rolling mill. The actual hot rolling was done on the first two stands (stands 1 and 2) and the pattern rolling was done on a third stand (stand 3) which had embossing rolls, to obtain an aluminum checker plate. Several parameters were adjusted both in the rolling stages and in the heat treatment.
La sobrevelocidad de la caja 3 se fijó en 0,5 m/s.The overspeed of box 3 was fixed at 0.5 m/s.
En la Tabla 1 se muestran los principales parámetros del proceso y los intervalos de valores correspondientes para los ejemplos de la presente descripción y los ejemplos comparativos. Table 1 shows the main process parameters and the corresponding value ranges for the examples of the present description and the comparative examples.
A la salida del proceso de laminado, incluido el laminado de patrones, la chapa estriada de aluminio es conducida a la bobinadora donde la malla del enrollador comienza a enrollar la bobina con una presión de 80 bar.At the end of the rolling process, including pattern rolling, the aluminum checker plate is led to the coiler where the coiler mesh begins to wind the coil with a pressure of 80 bar.
A continuación, bobinas de 8,5 t fabricadas en un tiempo de 16-18 min por unidad se sometieron a un tratamiento térmico a una temperatura de 400 °C en atmósfera controlada mediante la inyección de un gas inerte (nitrógeno con un nivel de oxígeno inferior a 2000 ppm) durante un mínimo de 1 h. Después, se aumentó el nivel de oxígeno hasta alcanzar los niveles atmosféricos y se mantuvo la temperatura durante al menos 1 hora, tal como durante 2 horas. Las bobinas se dejaron enfriar a temperatura ambiente. Por último, las bobinas se sometieron a un proceso de corte de bordes para eliminar las fisuras laterales formadas durante el proceso de laminado en caliente y adaptar la anchura de la bobina a los requisitos que demanda el mercado.Next, coils of 8.5 t manufactured in a time of 16-18 min per unit were subjected to a heat treatment at a temperature of 400 °C in a controlled atmosphere by injecting an inert gas (nitrogen with an oxygen level less than 2000 ppm) for a minimum of 1 h. The oxygen level was then increased to atmospheric levels and the temperature was maintained for at least 1 hour, such as 2 hours. The coils were allowed to cool to room temperature. Lastly, the coils underwent an edge cutting process to eliminate the lateral cracks formed during the hot rolling process and adapt the width of the coil to the requirements demanded by the market.
A lo largo de toda la descripción y en las reivindicaciones, la palabra "comprende" y variaciones de la misma, no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o etapas. Objetos adicionales, ventajas y características de la invención serán evidentes para los expertos en la materia tras examinar la descripción o pueden aprenderse poniendo en práctica la invención. Los siguientes ejemplos se proporcionan a modo de ilustración y no pretenden ser limitantes de la presente invención. Cabe señalar que las realizaciones de la presente descripción son para la explicación de la presente descripción, y no para la limitación de la presente descripción. El alcance de la presente descripción se define en las reivindicaciones adjuntas. Throughout the description and in the claims, the word "comprise" and variations thereof are not intended to exclude other technical characteristics, additives, components or steps. Additional objects, advantages and features of the invention will be apparent to those skilled in the art upon examination of the description or may be learned by practice of the invention. The following examples are provided by way of illustration and are not intended to limit the present invention. It should be noted that the embodiments of the present description are for the explanation of the present description, and not for the limitation of the present description. The scope of the present description is defined in the appended claims.
Claims (15)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP18382712.0A EP3636366B1 (en) | 2018-10-09 | 2018-10-09 | Process for the manufacture of a non-skid aluminum tread sheet |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2907234T3 true ES2907234T3 (en) | 2022-04-22 |
Family
ID=64049024
Family Applications (1)
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