ITUD940091A1

ITUD940091A1 - Procedimento di colata continua per acciai ad alto contenuto di carbonio

Info

Publication number: ITUD940091A1
Application number: IT94UD000091A
Authority: IT
Inventors: Umberto Meroni; Domenico Wogler Ruzza; Andrea Carboni
Original assignee: Danieli Off Mecc
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 1995-11-30
Also published as: CN1117413A; RU95108321A; US5598885A; BR9502158A; RU2140829C1; TW295557B; IT1267244B1; CN1050550C; CA2149394A1; EP0685280A1; KR950031315A; ITUD940091A0; JPH08150440A

Abstract

Procedimento di colata continua per acciai ad alto contenuto di carbonio per ottenere bramme sottili, detti acciai essendo caratterizzati da un contenuto percentuale di carbonio superiore allo 0,50%, detto procedimento essendo la conicità del cristallizzatore dovendo essere compresa tra 0,8 e 1,15%/m, la frequenza di oscillazione della lingottiera essendo compresa tra 180 e 350 oscillazioni per minuto con una corsa dell'ordine di ?5?9 mm, con una corsa totale di 10?18 mm, essendo il raffreddamento al primario molto intenso ed i tempi del transitorio di avvio della colata ridotti da 1/3 a 1/4 rispetto al transitorio di avvio normale.

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"PROCEDIMENTO DI COLATA CONTINUA PER ACCIAI AD ALTO CONTENUTO DI CARBONIO"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Forma oggetto del presente trovato un procedimento di colata continua per acciai ad alto contenuto di carbonio come espresso nella rivendicazione principale.

Per acciai ad alto contenuto di carbonio si intendono acciai con contenuto percentuale di carbonio maggiore di 0,50%.

Il procedimento oggetto del presente trovato si applica nel settore della produzione per colata continua di bramme sottili di acciai speciali presentanti elevate caratteristiche meccaniche e tecnologiche.

Per bramme sottili si intende una bramma avente uno spessore inferiore a 90+95 mm ed una larghezza compresa tra 800 e 2500+3000 mm.

Il procedimento secondo il trovato si propone di perfezionare le caratteristiche strutturali e tecnologiche al fine di adeguare la macchina di colata continua alle caratteristiche metallurgiche che detti acciai speciali presentano.

STATO DELLA TECNICA

Gli acciai ad alto contenuto di carbonio, definiti come quegli acciai che presentano un contenuto di carbonio almeno dello 0,50%, presentano alcune caratteristiche metallurgiche, derivanti specificatamente dalla loro composizione, che ne rendono molto delicato il processo di colata continua se si vogliono ottenere soddisfacenti risultati qualitativi.

Tali acciai ad alto contenuto di carbonio, al contrario degli acciai con basso contenuto di carbonio quali ad esempio i peritettici, sono caratterizzati da una bassa tendenza al ritiro ed alla contrazione durante la fase di solidificazione. Detti acciai ad alto contenuto di carbonio non presentano quindi problemi di formazione di depressione o di distacco dalle pareti in rame della lingottiera.

Al contrario, essi sono caratterizzati da una forte tendenza all'incollaggio, ossia alla saldatura tra la pelle in solidificazione e le pareti in rame della lingottiera.

Detto incollaggio porta all'interruzione del processo di colata.

Tali acciai inoltre presentano una elevata velocità di solidificazione in lingottiera e ciò può determinare incuneamenti nell'invaso della lingottiera se il transitorio di avvio della colata viene condotto troppo lentamente.

In Iron & Steel International del 1994, all'articolo "Gallatin Steel follow thin slab route", pagg. 55 e seguenti, si dice chiaramente che fino ad oggi ancora nessuno è riuscito a colare in continuo acciai ad alto contenuto di carbonio.

Anche la tabella a pag. 57 chiaramente evidenzia l’assenza di tali tipi di acciai con contenuto percentuale di carbonio superiore allo 0.50%.

Al convegno tenutosi a Pechino nel settembre 1993 è stata presentata una relazione avente per titolo "Near-Net-Shape-Casting" illustrata da pag. 391 in poi degli Atti della Conferenza stessa.

In tale relazione si indica quanto successivamente confermato nel citato articolo di Iron & Steel International.

Ciò a dimostrare che da molto tempo i tecnici sono alla ricerca di un qualche procedimento idoneo a colare in continuo, e vantaggiosamente sotto forma di bramme sottili, acciai ad alto contenuto di carbonio senza peraltro esserci ancora riusciti.

Per risolvere questi ed altri problemi che non hanno permesso di colare acciai ad alto contenuto di carbonio, nonché per ottenere altri ed ulteriori vantaggi, la proponente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nella rivendicazione principale.

Le rivendicazioni secondarie espongono varianti all'idea di soluzione principale.

Lo scopo del trovato è quello di concretizzare un procedimento di colata continua per poter colare bramme sottili in acciai ad alto contenuto di carbonio.

Secondo i l t rovato, per prevenire la forte tendenza all ' incollaggio di detti acciai, fra la pelle in solidificazione e le pareti in rame della lingottiera, viene predisposta un cristallizzatore le cui pareti coniche sono caratterizzate da conicità ridotta, con valori contenuti compresi fra circa 0, 8+1, 15 %/m.

L ' oscillazione della lingottiera, in ragione della summenzionata tendenza all'incollaggio fra pelle e pareti, deve essere caratterizzata, secondo il trovato, da un’ampia corsa e da una bassa frequenza. Esemplificativamente, valori sperimentalmente verificati come vantaggiosi sono, per la corsa dell’ordine di ± 5+9 mm, con una corsa totale compresa tra 10 e 18 mm, e per la frequenza dell'ordine di 180+350 oscillazioni per minuto.

Inoltre, la frequenza di oscillazione deve essere variata in funzione della velocità di colata in modo tale che il tempo di strip negativo permanga sostanzialmente costante.

Per tempo di strip negativo si intende quel tempo nel periodo dell’oscillazione nel quale la lingottiera scende con una velocità superiore a quella della bramma colata.

Tale tempo ha una notevole influenza sulla lubrificazione .

Si è verificato sperimentalmente che il tempo di strip negativo ottimale per acciai ad alto contenuto di carbonio è compreso nel campo fra 0, 09 e 0, 12 s, vantaggiosamente tra 0, 10 e 0, 11 s .

Secondo il trovato, è vantaggioso mantenere un elevato scambio termico all ’ interno della lingottiera .

Per questa ragione, è conveniente utilizzare un’alta velocità dell'acqua di raffreddamento al primario, cioè in lingottiera, dell'ordine di circa 5,5+7,5 m/s per cristallizzatori idonei a produrre bramine sottili.

Secondo il trovato, è anche necessario utilizzare polveri di lubrificazione con bassa basicità, circa 0,9, che non limitano il flusso termico.

Ancora, è vantaggioso utilizzare valori elevati di sovratemperatura, ossia la differenza tra la temperatura dell'acciaio liquido misurato in paniera immediatamente prima e durante il colaggio e la temperatura di inizio solidificazione dell'acciaio stesso, ciò favorendo anche la fusione delle polveri di lubrificazione.

I valori di sovratemperatura previsti sono dell'ordine di 30+45°C, vantaggiosamente tra 33 e 37°C.

Inoltre, secondo il trovato, è necessario accelerare il transitorio di avvio della colata allo scopo di evitare incuneamenti della dramma nell'invaso della lingottiera, ciò essendo dovuto alla rapida solidificazione dell'acciaio ad alto contenuto di carbonio in lingottiera.

Esemplificativamente, il transitorio di avvio della colata deve essere ridotto da 1/3 a 1/4 rispetto al transitorio normale, esemplificativamente a circa 30 secondi, contro i 45 secondi del transitorio convenzionale per bramme di spessore nell'intorno di 60 miri.

La figura allegata illustra, soltanto a titolo esemplificativo, la configurazione del cristallizzatore 10 utilizzato per verificare tutti i parametri del procedimento secondo il trovato.

Variando il tipo di cristallizzatore alcuni parametri possono subire variazioni.

La lingottiera 10 presenta pareti lunghe 11 e pareti strette 12, eventualmente mobili, e presenta un invaso centrale passante 14 per l'introduzione dello scaricatore 15.

Con 16 e 17 sono indicate rispettivamente le sezioni di entrata e di uscita dalla lingottiera 10. In cooperazione con l'uscita 17 sono presenti i rulli 13 di soft reduction.

Nel caso di specie, la conicità della lingottiera, definita dalla formula: [(11 - 12)/(12 * h)]* 100, assume un valore compreso tra 0,8+1,15%/m, che rappresenta la riduzione di larghezza percentuale per ogni metro lineare andando verso il fondo della lingottiera stessa 10.

Claims

RIVENDICAZIONI 1 - Procedimento di colata continua per acciai ad alto contenuto di carbonio per ottenere bramine sottili, detti acciai essendo caratterizzati da un contenuto percentuale di carbonio superiore allo 0,50%, detto procedimento essendo caratterizzato dal fatto che la conicità del cristallizzatore deve essere compresa tra 0,8 e 1,15%/m, la frequenza di oscillazione della lingottiera è compresa tra 180 e 350 oscillazioni per minuto con una corsa dell’ordine di ±5+9 mm, con una corsa totale di 10+18 mm, essendo il raffreddamento al primario molto intenso ed i tempi del transitorio di avvio della colata ridotti da 1/3 a 1/4 rispetto al transitorio di avvio normale. 2 - Procedimento come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la frequenza dell’oscillazione è legata alla velocità di colata secondo una legge tale da mantenere il tempo di strip negativo, al variare della velocità di colata stessa, costantemente in un intervallo compreso tra 0,09+0,12 s, vantaggiosamente tra 0,10 e 0,11 s. 3 - Procedimento come alla rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che le polveri di lubrificazione presentano una bassa basicità, pari a circa 0, 9. 4 - Procedimento come ad una o l'altra delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato da fatto che la sovratemperatura è dell'ordine di 30+45°C