<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE AMELIORE DE LAMINAGE A CHAUD
SUR UN TRAIN S TECKEL
DESCRIPTION OBJET DE L'INVENTION
L'invention traite d'un nouveau procédé pour pouvoir réaliser un laminage à chaud d'un bloom rectangulaire en acier inoxydable austénitique, afin d'obtenir une bobine laminée à chaud et où le produit final a de telles caractéristiques qui rendent superflu le processus postérieur de recuit de la bobine laminée à chaud qui est effectué dans les systèmes conventionnels.
ANTECEDENTS DE L'INVENTION
Les bobines en acier inoxydable austénitique qu'on obtient dans les processus de laminage à chaud en utilisant un train steckel réversible, exigent un traitement thermique de recuit postérieur afin de doter l'acier inoxydable de qualités déterminées telles que la recristallisation de la structure et, en outre, l'élimination dans la matrice des carbures de chrome, précipités sur le joint de grain cristallin, formés pendant le processus conventionnel de laminage à chaud, lorsque le matériel passe par des températures critiques autour des 6750 C.
C'est-à-dire que dans les procédés conventionnels de laminage à chaud, on obtient une structure non recristallisée (sans un réarrangement interne de sa structure) qui présente, de plus, les carbures de chrome cités, fondamentalement dans les bandes de déformation.
Sur le même acier antérieur, on observait, après le traitement thermique de recuit, le changement d'aspect de la structure résultante, les frontières entre les grains cristallins étant observables, ce qui était un signe que la structure s'était recristallisée, c'est-à-dire qu'elle avait atteint
<Desc/Clms Page number 2>
une situation d'équilibre par reconditionnement des tensions internes du matériel.
Un autre effet de ce changement de structure est que le matériel gagne en ductilité et que, par conséquent, il est approprié à une utilisation industrielle, en chaudronnerie fondamentalement, ou bien qu'il est laminable à d'autres épaisseurs plus fines par : des processus de réduction à froid (à la tempérture ambiante).
De même, il n'y a pas de carbures de chrome précipités intergranulairement, ce qui a une importance vitale pour les propriétés anticorrosives des aciers inoxydables.
Ce chrome, combiné sous forme de carbure, réduit la teneur dudit élément dans la matrice métallique et on peut obtenir localement des teneurs inférieures à 12% en poids dans la matrice. Ces zones ne sont pas proprement inoxydables, car elles se sont appauvries en chrome depuis 18% ou plus, aux teneurs susmentionnées.
La recristallisation du matériel est obtenue actuellement en maintenant ledit matériel à des températures de l'ordre de 1.050-1. 1000 C environ. Ensuite, on le refroidit brusquement, en obtenant ainsi la recristallisation, les carbures de chrome se redissolvant dans la matrice, de sorte qu'on obtient un produit ductile et résistant à la corrosion.
On a fait des progrès dans cette technique conventionnelle moyennant le laminage à chaud qui contrôle le rapport entre les réductions d'épaisseur et la température de la bande sur le train de finissage du laminoir et qui, après un temps de refroidissement de jusqu'à 10-15 secondes, refroidit le matériel brusquement à l'eau. On obtient'ainsi une structure recristallisée et sans précipitation de carbure significative.
Toutefois, la réalisation de ces méthodes est très critique pour les raisons suivantes :
<Desc/Clms Page number 3>
- En général, la gamme des températures de travail est difficile à contrôler pour que celles-ci ne diminuent pas excessivement, de sorte que pour des cas d'une faible réduction d'épaisseur programmée, elles sont insuffisantes et on n'obtient donc pas d'une façon sûre la recristallisation dans les temps de refroidissement à l'air susmentionnés.
- De plus, la température peut tomber pendant le temps de refroidissement, surtout dans les zones de la bande de perte thermique maximum (bouts de bobine, bords, etc.),
EMI3.1
aux gammes des températures de précipitation de carbures (à a partir de températures inférieures à environ 8000 C). Lorsqu'on se trouve dans cette zone défavorable, le refroidissement brusque à l'eau ne serait pas efficace.
- Même dans les cas où le processus s'effectuerait dans les conditions idéales requises, il pourrait se produire un manque d'isotropie dans le matériel, dû aux différents gradients thermiques en long et en large'de la bande.
DESCRIPTION DE L'INVENTION
Moyennant le procédé qu'on propose, on obtient une bobine laminée à chaud possédant de telles caractéristiques qui rendent le processus conventionnel de recuit de la bobine laminée à chaud superflu, processus nécessaire dans les procédés traditionnels.
Ci-dessous, on décrit en détail la façon de réaliser le processus faisant l'objet de l'invention. On commence par la production dans l'aciérie d'un alliage d'acier inoxydable austénitique, d'une composition à base de fer, avec des additions de chrome et de nickel. On peut ajouter optionnellement d'autres éléments tels que le molybdène, le titane, etc.
Cet acier inoxydable austénitique est coulé dans une machine à coulée continue, qui prend une forme géométrique, à section rectangulaire, connue comme bloom. La section droite du bloom a une largeur qui est environ celle de la
<Desc/Clms Page number 4>
bobine à obtenir et la gamme des épaisseurs typiques se situe entre 150 mm et 200 mm environ.
Ce bloom est le semi-produit qui va être laminé à chaud.
Pour réaliser cette opération, on commence à chauffer le bloom en acier inoxydable austénitique dans des fours à une température comprise entre les 1150 et 12500 C, pendant un temps suffisant, afin d'assurer l'homogénéité de la température à chaque point de la section droite du matériel.
Après le passage par une instalation décalamineu- se (pour éliminer les oxydes superficiels formés par l'atmosphère oxydante pendant l'échauffement dans les fours précités), le matériel passe par des chanfreineuses qui préparent les bords du bloom et celui-ci passe finalement au train dégrossisseur.
Ce dispositif de laminage à chaud réduit l'épais- seur du bloom jusqu'à arriver à des épaisseurs typiques de l'ordre de 20 à 40 mm. Ceci se fait habituellement moyennant un nombre de passes entre six et neuf.
Ainsi, le bloom s'est transformé en une pièce de 20 à 30 mm d'épaisseur, qui entre dans le train finisseur situé à la suite, à une température comprise typiquement entre 1.000 et 1. 1000 C.
Ce train se compose fondamentalement d'une débobineuse, d'une bobineuse et d'un nombre de caisses qui réduisent l'épaisseur de la plaque en acier inoxydable. Typiquement, on dispose de six à sept caisses.
Sur la bobineuse et la débobineuse, il y a une série de brûleurs qui apportent de l'énergie calorifique au matériel pendant le processus, ce qui permet de contrôler le cycle thermique du matériel.
Le travail sur le train finisseur se réalise d'une façon réversible et normalement, la réduction est effectuée moyennant quatre à six passes.
Les conditions sur le train finisseur sont fixées de telle façon que la température se situe dans une gamme com-
<Desc/Clms Page number 5>
prise entre 1.035 et 1. 1000 C et que la réduction totale effectuée du matériel sur le train mentionné soit supérieure à 40%. Les diverses passes sont programmées de telle façon que la dernière de celles-ci réalise une réduction de 20% au minimum. La température minimum de travail concrète à fixer est obtenue en soustrayant de 1.105 le pourcentage de réduction qu'on réalisera sur le train finisseur. Le résultat est en degrés centigrades.
Une fois l'épaisseur de la bande réduite à la valeur programmée finale, on réalise une dernière passe par le train finisseur en faisant reculer le matériel depuis la bobineuse à la débobineuse du train cité. Cette passe, sans réduction d'épaisseur du matériel, se réalise pendant un temps compris entre 25 et 150 secondes, la température étant graduée de la façon indiquée ci-dessus.
Cette opération réalisée, le matériel est refroidi d'une façon brusque à l'eau jusqu'à ce que sa température baisse jusqu'à la gamme comprise entre 300 et 4000 C, température à laquelle la bande est rebobinée.
Ce matériel présente une structure recristallisée et exempte de précipités de carbures de chrome et ne nécessite pas de traitement thermique d'hypertrempe.
Ci-dessous, on exposera un exemple réel illustrant le processus décrit.
Un bloom en acier inoxydable austénitique du type AISI 304 est laminé sur le train dégrossisseur de steckel jusqu'à une épaisseur de 25 mm. L'épaisseur finale à obtenir, sur le train finisseur, pour la bande est de 9 mm.
La réduction totale du matériel qu'il faut effec- tuer sur le train finisseur est de (25-9) /25 x 100, soit de 64%.
La température minimum de travail sur le train cité sera (1. 105-64), c'est-à-dire, 1. 0410 C. Nous fixerons la température de travail à 1. 050 C.
Nous réaliserons trois passes. Lors dè la première
<Desc/Clms Page number 6>
passe, l'épaisseur est réduite jusqu'à 20 mm. Lors de la
EMI6.1
deuxième passe, l'épaisseur est réduite jusqu'à 15 mm. eme passe, a Lors de la troisième et dernière passe, on obtient l'épais- seur finale programmée de 9 mm. On observe que la réduction lors de la dernière passe est supérieure à 20% (40%).
On effectue une autre passe, en faisant reculer le matériel à une température de 1. 0500 C. Le temps pendant lequel le matériel se maintiendra à cette température est de 100 secondes et dans cette phase, le matériel ne subit plus aucune réduction de son épaisseur.
Ensuite, la bande est refroidie à l'eau jusqu'à une température de 350oC. Une fois la bande refroidie, celle-ci est enroulée, et on obtient ainsi la bobine désirée de 9 mm d'épaisseur et qui ne nécessite pas de traitement thermique postérieur.
Vu le fait que divers changements et modifiations de la présente invention sont évidents pour les experts en la matière, ils doivent être considérés inclus dans la portée de la présente invention, à moins que, autrement, ils ne s'écartent du véritable esprit et des fins correspondantes.
<Desc / Clms Page number 1>
IMPROVED HOT ROLLING PROCESS
ON A TECKEL TRAIN
DESCRIPTION OBJECT OF THE INVENTION
The invention relates to a new method for being able to carry out hot rolling of a rectangular bloom in austenitic stainless steel, in order to obtain a hot rolled coil and where the final product has such characteristics that make the subsequent process superfluous. annealing of the hot rolled coil which is carried out in conventional systems.
BACKGROUND OF THE INVENTION
The coils of austenitic stainless steel obtained in the hot rolling processes using a reversible dachshund train, require a posterior annealing heat treatment in order to provide the stainless steel with specific qualities such as recrystallization of the structure and, moreover, the elimination in the matrix of chromium carbides, precipitated on the crystalline grain boundary, formed during the conventional hot rolling process, when the material passes through critical temperatures around 6750 C.
That is to say that in conventional hot rolling processes, an unrecrystallized structure is obtained (without an internal rearrangement of its structure) which also has the chromium carbides mentioned, basically in the deformation bands. .
On the same prior steel, the change in appearance of the resulting structure was observed after the annealing heat treatment, the boundaries between the crystalline grains being observable, which was a sign that the structure had recrystallized, ie that is to say that she had reached
<Desc / Clms Page number 2>
an equilibrium situation by reconditioning the internal tensions of the material.
Another effect of this change in structure is that the material gains in ductility and that, therefore, it is suitable for industrial use, basically in boilermaking, or that it is laminable to other thinner thicknesses by: cold reduction process (at room temperature).
Likewise, there are no intergranularly precipitated chromium carbides, which is of vital importance for the anticorrosive properties of stainless steels.
This chromium, combined in the form of carbide, reduces the content of said element in the metallic matrix and it is possible to locally obtain contents of less than 12% by weight in the matrix. These zones are not properly stainless because they have been depleted in chromium for 18% or more, at the abovementioned contents.
The recrystallization of the material is currently obtained by maintaining the said material at temperatures of the order of 1.050-1. 1000 C approximately. Then, it is suddenly cooled, thus obtaining recrystallization, the chromium carbides redissolving in the matrix, so that a ductile and corrosion-resistant product is obtained.
Progress has been made in this conventional technique by means of hot rolling which controls the ratio between the thickness reductions and the temperature of the strip on the rolling mill finishing train and which, after a cooling time of up to 10 -15 seconds, cools the equipment suddenly with water. This gives a recrystallized structure and without significant carbide precipitation.
However, the realization of these methods is very critical for the following reasons:
<Desc / Clms Page number 3>
- In general, the range of working temperatures is difficult to control so that they do not decrease excessively, so that for cases of a small programmed thickness reduction, they are insufficient and therefore we do not obtain safely recrystallization in the above-mentioned air cooling times.
- In addition, the temperature may drop during the cooling time, especially in the areas of the maximum heat loss strip (coil ends, edges, etc.),
EMI3.1
carbide precipitation temperature ranges (from temperatures below about 8000 C). When you are in this unfavorable zone, the sudden cooling with water would not be effective.
- Even in cases where the process is carried out under the ideal conditions required, there could be a lack of isotropy in the material, due to the different thermal gradients along and across the strip.
DESCRIPTION OF THE INVENTION
By means of the process that is proposed, a hot-rolled coil having such characteristics is obtained which makes the conventional process of annealing the hot-rolled coil unnecessary, a process necessary in traditional methods.
Below, a detailed description is given of how to carry out the process which is the subject of the invention. We start with the production in the steelworks of an austenitic stainless steel alloy, an iron-based composition, with additions of chromium and nickel. You can optionally add other elements such as molybdenum, titanium, etc.
This austenitic stainless steel is cast in a continuous casting machine, which takes a geometric shape, with a rectangular section, known as bloom. The cross section of the bloom has a width which is approximately that of the
<Desc / Clms Page number 4>
coil to be obtained and the range of typical thicknesses is between 150 mm and 200 mm approximately.
This bloom is the semi-finished product that will be hot rolled.
To carry out this operation, one begins to heat the bloom in austenitic stainless steel in ovens at a temperature between 1150 and 12500 C, for a sufficient time, in order to ensure the homogeneity of the temperature at each point of the section. material right.
After passing through a descaling installation (to remove the surface oxides formed by the oxidizing atmosphere during the heating in the aforementioned ovens), the material passes through chamfers which prepare the edges of the bloom and the latter finally passes to the roughing train.
This hot rolling device reduces the thickness of the bloom until it reaches typical thicknesses of the order of 20 to 40 mm. This is usually done with a number of passes between six and nine.
Thus, the bloom is transformed into a piece of 20 to 30 mm thick, which enters the finishing train located in succession, at a temperature typically between 1,000 and 1,1000 C.
This train basically consists of a unwinder, a winder and a number of boxes that reduce the thickness of the stainless steel plate. Typically, there are six to seven cases.
On the winder and unwinder, there is a series of burners which provide heat energy to the material during the process, which allows to control the thermal cycle of the material.
The work on the finishing train is carried out in a reversible manner and normally, the reduction is carried out with four to six passes.
The conditions on the finishing train are set so that the temperature is within a range
<Desc / Clms Page number 5>
taken between 1.035 and 1. 1000 C and that the total reduction made of the material on the mentioned train is greater than 40%. The various passes are programmed in such a way that the last of them achieves a reduction of at least 20%. The minimum concrete working temperature to be set is obtained by subtracting from 1.105 the percentage reduction that will be carried out on the finishing train. The result is in degrees centigrade.
Once the thickness of the strip has been reduced to the final programmed value, a final pass is made through the finishing train by moving the material back from the winder to the unwinder of the mentioned train. This pass, without reducing the thickness of the material, is carried out for a time of between 25 and 150 seconds, the temperature being graduated as indicated above.
Once this operation has been completed, the equipment is suddenly quenched with water until its temperature drops to the range between 300 and 4000 ° C., the temperature at which the strip is rewound.
This material has a recrystallized structure and free from precipitates of chromium carbides and does not require thermal treatment of hyper quenching.
Below, we will expose a real example illustrating the process described.
A bloom in austenitic stainless steel of the type AISI 304 is laminated on the roughing train of dachshund to a thickness of 25 mm. The final thickness to be obtained, on the finishing train, for the strip is 9 mm.
The total reduction in material to be carried out on the finishing train is (25-9) / 25 x 100, or 64%.
The minimum working temperature on the mentioned train will be (1. 105-64), that is to say, 1. 0410 C. We will fix the working temperature at 1. 050 C.
We will make three passes. During the first
<Desc / Clms Page number 6>
passes, the thickness is reduced to 20 mm. When
EMI6.1
second pass, the thickness is reduced to 15 mm. th pass, a In the third and last pass, the final programmed thickness of 9 mm is obtained. It is observed that the reduction during the last pass is greater than 20% (40%).
Another pass is carried out, making the material move back to a temperature of 1. 0500 C. The time during which the material will remain at this temperature is 100 seconds and in this phase, the material does not undergo any reduction in its thickness. .
Then the strip is cooled with water to a temperature of 350oC. Once the strip has cooled, it is wound up, and the desired coil 9 mm thick is obtained, which does not require subsequent heat treatment.
In view of the fact that various changes and modifications to the present invention are obvious to those skilled in the art, they should be considered to be within the scope of the present invention, unless they are otherwise deviating from the true spirit and corresponding purposes.