BRPI0516301B1 - PROCESS AND INSTALLATION FOR THE REMODELING OF BASIC MATERIAL WITH NEEDLY NEAR MEASURES IN WIRE AND BAR SHAPE AND FLAT PROFILE PRODUCED ACCORDING TO THE PROCESS - Google Patents
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Description
Processo e instalação para a remodelagem de material básico com medidas quase que definitivas em forma de fio e de barra e perfil plano produzido de acordo com o processo. A presente invenção refere-se a um processo para a moldagem definitiva de material básico em forma de fio e de barra de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, um dispositivo apropriado para a execução do processo de acordo com a reivindicação 26, e a um perfil plano produzido com o processo de acordo com a reivindicação 38. A produção de fitas relativamente estreitas e planas de materiais de aço, a seguir denominadas de perfis planos, pode ser feita de várias maneiras, dependendo das características exigidas do material, das dimensões dos perfis planos a serem produzidos e do uso pretendido dos perfis planos. Perfis planos são as formas comuns de perfis, onde a largura da seção transversal não é superior a 10 a 20 vezes a espessura. Este tipo de perfis planos é usado para componentes funcionais e freqüentemente também para peças de desgaste em equipamentos técnicos, por exemplo, para molas ou componentes semelhantes na construção de automóveis, aeronaves e espaçonaves, na construção de equipamentos e máquinas agrícolas. Estes perfis planos também são usados como material de partida, por exemplo, para a produção de serras, lâminas de serras, correntes de buchas para bicicletas e motocicletas, polias, mancais de rolamento, bordas de esquis ou também para anéis de segmento. Muitas vezes estes perfis planos são componentes mecanicamente muito solicitados, cujas características de resistência são de suma importância além de ter de manter as formas de seção transversal e dimensões exigidas.Process and installation for remodeling basic material with almost definitive wire and bar measurements and flat profile produced according to the process. The present invention relates to a process for the definitive molding of wire and bar base material according to the preamble of claim 1, a device suitable for carrying out the process according to claim 26, and a The flat profile produced by the process according to claim 38. The production of relatively narrow flat ribbons of steel materials, hereinafter referred to as flat profiles, can be made in various ways depending on the required material characteristics, the dimensions of the flat profiles to be produced and the intended use of the flat profiles. Flat profiles are the common forms of profiles where the width of the cross section is not greater than 10 to 20 times the thickness. This type of flat profiles is used for functional components and often also for wear parts in technical equipment, for example for springs or similar components in the construction of automobiles, aircraft and spacecraft, construction of agricultural equipment and machinery. These flat profiles are also used as a starting material, for example for the production of saws, saw blades, bicycle and motorcycle bushing chains, pulleys, roller bearings, ski edges or also for segment rings. Often these flat profiles are mechanically demanding components whose strength characteristics are of paramount importance in addition to maintaining the required cross-sectional shapes and dimensions.
Com as características normalmente exigidas, estes perfis planos freqüentemente são cortados a partir de fitas de aço mais largas através da divisão longitudinal, razão pela qual podem ser usadas fitas de aço comercialmente disponíveis que podem ser colocadas nas dimensões correspondentes através de processos conhecidos de laminação a quente e/ou a frio. Também o ajuste das características do material, via de regra, não é problemático neste tipo de fitas de aço, pois, via de regra, no corte longitudinal o material dos perfis planos não se altera mais em comparação com aquele das fitas de aço. Porém, os perfis planos assim produzidos têm a desvantagem de não possuir determinadas configurações das bordas necessárias ou vantajosas para o uso final que realmente possuem uma importância muito grande para a capacidade de uso ou a vida útil dos componentes assim produzidos. Assim sendo, depois da divisão longitudinal de fitas de aço mais largas para produzir as fitas de aço desejadas, precisa ser realizado um tratamento de bordas através de processos de acabamento adicionais, o que gera custos adicionais.With the characteristics normally required, these flat profiles are often cut from wider steel strips through longitudinal splitting, which is why commercially available steel strips can be used which can be placed in the corresponding dimensions through known rolling processes. hot and / or cold. Also, the adjustment of the material characteristics is usually not problematic in this type of steel band, since, as a rule, in the longitudinal section the material of the flat sections no longer changes in comparison with that of the steel band. However, the flat profiles thus produced have the disadvantage that they do not have certain necessary or advantageous end-use edge configurations that are of great importance to the usability or service life of the components thus produced. Therefore, after longitudinally dividing wider steel strips to produce the desired steel strips, edge treatment needs to be carried out through additional finishing processes, which generates additional costs.
Uma outra possibilidade para a produção destes perfis planos é trefilar os materiais como fio através de moldes de estirar com a respectiva forma que produzem automaticamente as seções transversais de perfil necessárias e sua geometria fina, e também a configuração das bordas. O problema do trefilar de perfis planos correspondentes que de uma maneira geral é amplamente usado para a produção de fios é, por um lado, as velocidades de tração relativamente baixas que podem ser alcançadas por causa do desgaste excessivo dos moldes de trefilar, por outro lado, a solidificação fria dos materiais que ocorre no trefilar dos materiais correspondentes devido à deformação que somente pode ser eliminada novamente com a ajuda de tratamentos térmicos intermediários dispendiosos dos fios trefilados. Por esta razão, uma produção deste tipo de perfis planos é dispendiosa e tecnicamente problemática.Another possibility for the production of these flat profiles is to draw the materials as wire through their shaped drawing molds which automatically produce the necessary profile cross sections and their fine geometry, as well as the edge configuration. The problem with drawing corresponding flat profiles which is generally widely used for wire production is, on the one hand, the relatively slow traction speeds that can be achieved because of excessive wear of the drawing molds, on the other hand. , the cold solidification of the materials that occurs in the drawing of the corresponding materials due to deformation which can only be eliminated again with the aid of costly intermediate heat treatments of the drawn wires. For this reason, producing such flat profiles is expensive and technically problematic.
Também é conhecido, produzir os respectivos perfis planos através de laminação a frio, remodelando-se através de retiradas relativamente pequenas da seção transversal um material de partida executado, por exemplo, como fio redondo, pouco a pouco e em dependência da respectiva modelagem, através de laminação a frio para se tomar um perfil plano. Nisso também é possível, através da respectiva tecnologia, garantir as dimensões e as configurações de bordas exigidas. Mas, no caso é desvantajoso, como é o caso em todos os processos de laminação a frio que os materiais laminados a frio, semelhante como no trefilar, estão sujeitos a uma solidificação a frio e, portanto, analogamente ao tratamento térmico necessário durante o trefilar, também precisam de um tratamento intermediário. Justamente em caso de alterações grandes da seção transversal é necessário um recozimento intermediário frequente dos materiais durante o processo do esfriamento.It is also known to produce the respective flat profiles by cold rolling, by remodeling through relatively small cross-sectional withdrawals a starting material executed, for example, as round wire, little by little and depending on the respective modeling, through cold rolling to take a flat profile. It is also possible, through its technology, to guarantee the required dimensions and edge configurations. But in the case it is disadvantageous, as is the case in all cold rolling processes that cold rolled materials, similar as in cold drawing, are subjected to cold solidification and thus, similarly to the heat treatment required during cold drawing. , also need intermediate treatment. Precisely in case of large cross-sectional changes, frequent intermediate annealing of the materials is required during the cooling process.
Portanto, tornou-se conhecida uma tentativa do aprimoramento da laminação de perfis planos de material de partida em forma de fio, onde, de acordo com a patente EP 0 314 667 B2, no lugar a laminação a frio é executada uma laminação a quente para realizar a alteração de seção transversal essencial durante a remodelagem do material de partida em forma de fio que é mais fácil de ser deformado em estado quente do material. Para tal o material de partida em forma de fio é aquecido através de aquecimento condutivo até uma temperatura de no máximo ou até uma temperatura de remodelagem na área y da liga e depois, é laminado em um equipamento de vários estágios. Em seguida, o perfil plano laminado pode ser esfriado. A desvantagem deste modo de procedimento é que a remodelagem pode ser feita relativamente já com as medidas definitivas, mas o controle das propriedades do material durante um processo destes é tudo menos simples. Também o processamento de materiais de aço é restrito a determinadas classes de material.Therefore, an attempt has been made to improve the lamination of flat wire-shaped starting material profiles where, according to EP 0 314 667 B2, cold rolling is performed instead of hot rolling to perform the essential cross-sectional change during remodeling of the wire-shaped starting material that is easier to deform in the hot state of the material. For this purpose the wire-shaped starting material is heated by conductive heating to a temperature of at most or to a remodeling temperature in the y-area of the alloy and then laminated in a multistage apparatus. Then the laminated flat profile can be cooled. The disadvantage of this mode of procedure is that remodeling can be done relatively well with definitive measurements, but controlling material properties during such a process is anything but simple. Also the processing of steel materials is restricted to certain material classes.
Portanto, a presente invenção tem a tarefa de fornecer um processo para a moldagem com as medidas quase que definitivas de material básico em forma de fio e de barra que une as vantagens da moldagem a quente do material básico em forma de fio e barra com a manutenção do procedimento do processo para os valores característicos do material e assim permite a produção de um grande número de propriedades diferentes, porém, muito constantemente reguláveis, do material e das peças. A solução da tarefa de acordo com a presente invenção resulta, no que se refere ao processo para o beneficiamento de passagem de fita de aço, das características da reivindicação 1, no que refere ao equipamento apropriado para a execução do processo, das características da reivindicação 26, e no que se refere a um perfil plano produzido deste modo, das características da reivindicação 38, respectivamente em conjunto com as características do respectivo preâmbulo. Outras realizações vantajosas da presente invenção resultam das sub-reivindicações. A presente invenção, de acordo com a reivindicação 1, parte de um processo para a remodelagem de um material básico em forma de fio e de barra, especialmente para laminar perfis planos de fio laminado, onde em uma estação de aquecimento o material básico é aquecido até uma temperatura desejada, o material básico é remodelado em pelo menos um passo de iaminação, e em seguida, é esfriado. Um processo desse gênero é aperfeiçoado pelo fato de que depois do aquecimento do material básico na estação de aquecimento, o material básico é esfriado em uma estação de resfriamento até uma temperatura de Iaminação, nesta temperatura de Iaminação é deformado pela técnica de Iaminação para receber as medidas quase que finais em um perfil plano e em seguida é esfriado e/ou pós-tratado de acordo com as propriedades da estrutura a serem ajustadas. Em virtude do esfriamento dirigido do material até a temperatura de Iaminação desejada antes da execução do processo de Iaminação, apesar do aquecimento anterior do material até uma temperatura necessária para disparar as transformações de estrutura desejadas, mas que, via de regra, é mais alta do que antes da Iaminação do material básico, pode ser ajustada precisamente a estrutura de partida que junto com a alteração do material devido à Iaminação e um pós-tratamento eventualmente conectados em série com a Iaminação do perfil plano garante as propriedades de estrutura desejadas do perfil plano. Nisso, através do aquecimento do material básico até uma temperatura que, por exemplo, garante uma austenitização segura acima da temperatura A3, garante a respectiva alteração da estrutura, que então por meio do esfriamento dirigido do material básico até a temperatura necessária para a Iaminação regula um estado de estrutura que permite essencialmente a alteração da estrutura do perfil plano no sentido de alcançar a seção transversal desejada quase que com as medidas finais. Isto pode ainda ser seguido por outros pós-tratamentos, tais como resfriamentos e beneficiamentos que permitem uma outra alteração das propriedades da estrutura. Com isto foi encontrada uma possibilidade de combinar uma moldagem quase que definitiva de perfis planos feitos de materiais de aço em estado quente, com um ajuste da estrutura dirigida, visando os valores característicos de material a serem ajustados, o que minimiza o pós-tratamento de perfis planos assim produzidos. É especialmente vantajoso se o aquecimento do material básico ocorre na estação de aquecimento até uma temperatura acima de temperatura A3 do cristal misto y (austenita). Deste modo podem ser geradas as mais diversas estruturas a partir de uma estrutura de austenita como estrutura de partida, antes da laminação do material básico, que correspondem às diversas propriedades necessárias do material de aço para os usos típicos dos perfis planos, assim abrindo um amplo campo de uso para os perfis planos produzidos de maneira apropriada.Therefore, the present invention has the task of providing a process for molding with almost definitive measurements of wire and bar base material that combines the advantages of hot molding the wire and bar base material with maintenance of the process procedure to the characteristic values of the material and thus allows the production of a large number of different but very constantly adjustable properties of the material and parts. The solution of the task according to the present invention results, with regard to the process for the processing of steel strip, from the features of claim 1, with respect to the appropriate equipment for carrying out the process, from the features of claim 26, and with respect to a flat profile thus produced, of the features of claim 38, respectively in conjunction with the features of the respective preamble. Other advantageous embodiments of the present invention result from the subclaims. The present invention according to claim 1 is part of a process for remodeling a basic wire and bar material, especially for laminating flat rolled wire profiles, where in a heating station the basic material is heated. To a desired temperature, the base material is reshaped in at least one step of heating, and then cooled. Such a process is enhanced by the fact that after heating of the base material in the heating station, the base material is cooled in a cooling station to a lamination temperature, at this lamination temperature it is deformed by the lamination technique to receive the almost final measurements on a flat profile and then cooled and / or post-treated according to the properties of the structure to be adjusted. Due to the directed cooling of the material to the desired lamination temperature prior to the execution of the lamination process, despite prior heating of the material to a temperature necessary to trigger the desired structure transformations, but which is generally higher than that prior to the lamination of the base material, the starting structure can be precisely adjusted which together with the change of material due to the lamination and an after treatment possibly connected in series with the lamination of the flat profile ensures the desired structure properties of the flat profile . In this way, by heating the base material to a temperature which, for example, guarantees safe austenitization above the temperature A3, it ensures the respective structure change, which then by directed cooling of the base material to the temperature required for lamination regulates a state of structure which essentially permits the alteration of the structure of the flat profile to achieve the desired cross section almost with the final measurements. This may be further followed by other aftertreatments, such as cooling and processing that allow another change in structure properties. With this it was found a possibility to combine almost definite molding of flat profiles made of hot steel materials with a directed structure adjustment, aiming at the characteristic values of the material to be adjusted, which minimizes the post-treatment of flat profiles thus produced. It is especially advantageous if the heating of the base material occurs in the heating season to a temperature above temperature A3 of the mixed crystal y (austenite). In this way the most diverse structures can be generated from an austenite structure as a starting structure, prior to lamination of the base material, which correspond to the various properties required of the steel material for typical flat profile uses, thus opening a wide field of use for properly produced flat profiles.
Uma outra realização do processo de acordo com a presente invenção prevê que 0 aquecimento do material básico na estação de aquecimento vai até uma temperatura na faixa do cristal misto α/y (ferrita / austenita). Assim sendo pode ser regulada, de modo dirigido, especialmente para aços pobres em carbono, uma estrutura de partida vantajosa para a laminação seguinte.Another embodiment of the process according to the present invention provides that the heating of the base material in the heating station is up to a temperature in the α / y (ferrite / austenite) mixed crystal range. Accordingly, an advantageous starting structure for the next rolling can be adjusted, especially for low carbon steels.
Nesta outra realização também é imaginável que o aquecimento do material básico na estação de aquecimento vá até uma temperatura muito pouco abaixo do ponto Ai. Devido a isto, novamente podem ser disparados outros processos da transformação da estrutura durante a laminação do material básico que levam a um outro espectro da formação da estrutura do perfil plano laminado e eventualmente pós-tratado Uma vantagem essencial para a execução do processo é que como material básico é usado fio redondo ou fio oval. Fio redondo é, no contexto da presente invenção, não apenas fio com uma seção transversal redonda que pode ser obtida, por exemplo, por meio de técnica de laminação ou de trefilagem, mas sim, em geral com qualquer seção transversal apropriada para a deformação por meio de elementos da técnica de laminação para se tornar um perfil plano. Os respectivos fios ovais possuem uma seção transversal oval. Nisso, via de regra, é usada uma largura livre do fio redondo ou do fio oval em um tratamento de laminação, a fim de, por um lado criar as alterações de propriedades exigidas no que se refere à geometria do perfil plano, e, por outro lado, criar as propriedades de estrutura exigidas e com isso, as propriedades do material do perfil plano acabado. Um fio redondo ou fio oval desse tipo é um material básico comercialmente disponível e pode ser facilmente obtido em muitas composições e ligas, o que faz com que os custos para este tipo de fio redondo ou fio oval sejam relativamente favoráveis.In this other embodiment it is also conceivable that the heating of the basic material in the heating station will reach a temperature just below point Ai. Because of this, further structure transformation processes can be triggered during lamination of the base material which lead to another spectrum of the formation of the laminated and eventually post-treated flat profile structure. An essential advantage for the execution of the process is that as Basic material is used round wire or oval wire. Round wire is, in the context of the present invention, not only wire with a round cross-section which can be obtained, for example, by means of lamination or drawing technique, but generally with any cross-section suitable for creep deformation. means of elements of the lamination technique to become a flat profile. The respective oval wires have an oval cross section. Here, as a rule, a free width of the round wire or the oval wire is used in a rolling treatment in order to create the required property changes with respect to the flat profile geometry on the one hand and On the other hand, create the required structure properties and thereby the material properties of the finished flat profile. Such a round wire or oval wire is a commercially available basic material and can be readily obtained in many compositions and alloys, which makes the costs for this type of round wire or oval wire relatively favorable.
No caso pode se imaginar que 0 fio redondo ou o fio oval atravessa 0 processo como material básico enrolável. Assim sendo, será possível um processamento quase que contínuo do fio redondo ou do fio oval usualmente entregue em anéis que como bobina enrolado do perfil plano acabado também pode ser processado posteriormente como material acabado enrolado. Em uma outra realização também é imaginável que o fio redondo ou o fio oval passa pelo processo como material básico em forma de barra, sendo que o material básico em forma de barra também gera perfis planos em forma de barra. É vantajoso que sejam usados como material básico aços ao carbono sem liga ou de baixa liga. Estes aços ao carbono sem liga ou de baixa liga são o material de partida para a produção de muitos componentes e peças diferentes e oferecem para o uso de perfis planos produzidos de acordo com a presente invenção uma ampla paleta de possibilidades de uso.In this case one can imagine that the round wire or the oval wire goes through the process as a basic rolling material. Thus, almost continuous processing of the round yarn or oval yarn usually delivered in rings will be possible which as a coil of the finished flat profile can also be further processed as a coiled finished material. In another embodiment it is also conceivable that the round wire or oval wire goes through the process as bar-shaped base material, and the bar-shaped base material also generates flat bar-shaped profiles. It is advantageous to use non-alloyed or low alloyed carbon steels as a basic material. These unalloyed or low alloyed carbon steels are the starting material for the production of many different components and parts and offer for the use of flat profiles produced in accordance with the present invention a wide palette of possibilities of use.
No caso é imaginável que o aquecimento do material básico na estação de aquecimento seja feita até uma temperatura acima do ponto A3. Tal temperatura do material básico, para os aços usualmente usados, fica claramente na faixa da austenita, de modo que as alterações da estrutura que ocorrem na austenitização são a base para uma série de alterações usuais das propriedades de material visando as propriedades de material a serem alcançadas dos perfis planos.In this case it is conceivable that the heating of the basic material in the heating station is carried out to a temperature above point A3. Such temperature of the base material for commonly used steels is clearly in the austenite range, so that the changes in structure that occur in austenitization are the basis for a series of usual changes in material properties aimed at the material properties to be achieved from the flat profiles.
Uma primeira realização do processo de acordo com a presente invenção é o fato de que o esfriamento na estação de esfriamento do material básico antes da laminação baixa até uma temperatura para regular uma estrutura de austenita apenas pouco acima da temperatura A3 de aproximadamente 800°C. Sendo assim, o próprio processo de laminação é feito ainda na formação da estrutura do material básico como estrutura de austenita, em virtude do que ainda podem processar-se os processos de difusão respectivamente simples e a influência sobre as alterações da estrutura pretendidas pode ser efetuada de modo controlado.A first embodiment of the process according to the present invention is the fact that cooling in the cooling station of the base material prior to lamination lowers to a temperature to regulate an austenite structure just above the A3 temperature of approximately 800 ° C. Thus, the lamination process itself is still done in the formation of the structure of the basic material as austenite structure, by virtue of which the simple diffusion processes can still be processed respectively and the influence on the desired structure changes can be effected. in a controlled manner.
Para isso, em uma outra execução vantajosa desta execução do processo, depois da laminação do perfil plano na faixa de temperatura da estrutura da austenita, um esfriamento da estrutura de austenita para a transformação em uma estrutura de sorbitol é feito diretamente em seguida. Esta estrutura de sorbitol é feita em lamelas muito finas e oferece as melhores condições para determinadas áreas de uso destes perfis planos.For this, in another advantageous embodiment of this process execution, after lamination of the flat profile in the temperature range of the austenite structure, a cooling of the austenite structure for transformation into a sorbitol structure is performed directly thereafter. This sorbitol structure is made of very thin coverslips and offers the best conditions for certain areas of use of these flat profiles.
Uma outra execução do processo de acordo com a presente invenção pode ser visto no fato de que o esfriamento na estação de esfriamento esfria o material básico antes da laminação até uma temperatura para regular uma estrutura de patente, por exemplo, para um aço C 75, entre 400 a 550 °C. Tal estrutura de patente é formada de perlita de tiras finas e é especialmente bem apropriado para, por exemplo, a posterior moldagem a frio de perfis planos correspondentes, ou também para áreas de uso dos perfis planos, onde precisam ser combinadas altas resistências à tração e boa tenacidade dos materiais. Um esfriamento respectivamente lento da estrutura de patente da fase de perlita usualmente segue a laminação. A formação de uma estrutura de patente (o correspondente também se aplica para as estruturas de bainita e de austenita mencionadas a seguir) ocorre em cada material aqui relevante devido à sua composição em uma outra temperatura, esta, porém, é conhecida e característica para cada material. As relações entre as formações de estrutura e as respectivas temperaturas e processos dos diversos materiais podem ser obtidas dos chamados gráficos de conversão de tempo e temperatura (chamados gráficos ZTU). Por esta razão, a seguir, a temperatura para a regulagem de uma estrutura de patente (respectivamente uma estrutura de bainita ou uma estrutura de austenita) é uma temperatura diferente para cada material aqui relevante, porém, na predeterminação de um material apropriado, uma temperatura definida, para a qual, por exemplo, para um aço C 75, também são dados valores concretos. De resto, o técnico sabe para cada material aqui relevante qual é a temperaturas que ele precisa regular para ajustar uma estrutura de patente respectivamente uma estrutura de bainita ou uma estrutura de austenita.Another embodiment of the process according to the present invention can be seen in the fact that cooling in the cooling station cools the base material prior to rolling to a temperature to regulate a patent structure, for example for a C 75 steel, 400 to 550 ° C. Such a patent structure is formed of thin strip perlite and is especially well suited for, for example, subsequent cold molding of corresponding flat profiles, or also for areas of use of flat profiles, where high tensile strengths must be combined and good toughness of materials. A respectively slow cooling of the perlite phase patent structure usually follows lamination. The formation of a patent structure (the corresponding also applies to the bainite and austenite structures mentioned below) occurs in each material relevant here due to its composition at another temperature, however, it is known and characteristic for each material. Relationships between structure formations and the respective temperatures and processes of the various materials can be obtained from the so-called time and temperature conversion graphs (called ZTU graphs). For this reason, below, the temperature for setting a patent structure (respectively a bainite structure or an austenite structure) is a different temperature for each material relevant herein, but, in the predetermination of an appropriate material, a temperature defined, for which, for example, for a C 75 steel, concrete values are also given. Moreover, the person skilled in the art knows for each material herein which temperatures he needs to adjust to adjust a patent structure respectively a bainite structure or an austenite structure.
Uma outra execução do processo de acordo com a presente invenção pode ser visto no fato de que o esfriamento na estação de esfriamento esfria o material básico antes da laminação até uma temperatura para o ajuste de uma estrutura de bainita, por exemplo, para um aço C 75, entre 275 a 370°C. Nisso, o material básico é esfriado mais ainda, ao contrário do ajuste de uma estrutura de patente, até que a laminação do material básico seja executada em um estado de estrutura da estrutura intermediária de bainita, onde em virtude da temperatura baixa os processos de difusão são amplamente impedidos, e através da virada da faixa de austenita no material se formam faixas de grade a. No caso, cementita de granulometria fina separa-se com os efeitos vantajosos para as propriedades da estrutura.Another embodiment of the process according to the present invention can be seen in the fact that cooling in the cooling station cools the base material prior to rolling to a temperature for adjusting a bainite structure, for example to a C steel. 75, between 275 to 370 ° C. In this, the base material is further cooled, unlike adjusting a patent structure, until lamination of the base material is performed in a structure state of the bainite intermediate structure, where due to the low temperature diffusion processes are largely hindered, and through the turning of the austenite strip in the material grid strips form a. In this case fine-grained cementite separates with the beneficial effects on the structure properties.
Uma realização alternativa do processo de acordo com a presente invenção é o esfriamento do material básico na estação de esfriamento antes da laminação até uma temperatura para o ajuste de uma estrutura de austenita esfriada, por exemplo, para um aço C 75, entre 220 a 280°C. Através do esfriamento respectivamente rápido da estrutura do austenita, os processos de transformações que normalmente ocorrem são retardados ou não ocorrem ou quase que não ocorrem em alto grau, de modo que a laminação de uma estrutura de austenita esfriada tão rapidamente, super-esfriada, oferece a possibilidade de executar a transformação amplamente ou exclusivamente para uma estrutura de martensita com a estrutura de endurecimento conhecida acicular o que produz os respectivos materiais altamente resistentes, onde em uma outra realização, por exemplo, também diretamente em seguida pode ser realizada um tratamento de têmpera com um esfriamento do perfil plano antes do enrolamento. Devido ao tratamento de têmpera, o material é alterado novamente no que se refere à dureza e tenacidade, alcançando assim a alta dureza e ao mesmo tempo boas propriedades de resistência mecânica.An alternative embodiment of the process according to the present invention is the cooling of the base material in the cooling station prior to rolling to a temperature for setting a cooled austenite structure, for example for a C 75 steel, from 220 to 280 ° C. ° C. Through respectively rapid cooling of the austenite structure, the normally occurring transformation processes are delayed or do not occur or almost do not occur to a high degree, so that lamination of such a rapidly cooled, supercooled austenite structure offers the possibility of performing the transformation broadly or exclusively to a martensite structure with the known acicular hardening structure which produces the respective highly resistant materials, where in another embodiment, for example, also directly thereafter a quenching treatment can be performed with a cooling of the flat profile before winding. Due to the tempering treatment, the material is changed again with regard to hardness and toughness, thus achieving high hardness and at the same time good mechanical strength properties.
Porém, em uma laminação do material básico como austenita super-esfriada, depois da laminação do perfil plano, diretamente em seguida, é feito um tratamento de beneficiamento, sem esfriar bruscamente, da estrutura de austenita super-esfriada, mas com um tratamento de têmpera possivelmente para a formação de uma estrutura de bainita, e um tratamento de têmpera com um esfriamento do perfil plano antes do enrolamento. No caso, no lugar da formação de martensita acima descrita, é gerada a estrutura intermediaria de bainita que também já possui as propriedades vantajosas acima mencionadas.However, in a lamination of the basic material such as supercooled austenite, after lamination of the flat profile, directly thereafter, a non-abruptly beneficiation treatment of the supercooled austenite structure, but with a quenching treatment is made. possibly for the formation of a bainite structure, and a quenching treatment with a flat profile cooling before rolling. In this case, in place of the martensite formation described above, the intermediate structure of bainite which also already has the above mentioned advantageous properties is generated.
Também é imaginável, sem a geração de austenita super-esfriada, como já acima descrito, laminar diretamente na fase de austenita, depois do esfriamento do perfil plano na faixa de temperatura da estrutura de austenita, esfriar bruscamente para a formação de martensita, mas diretamente em seguida executar um tratamento de têmpera e um esfriamento do perfil plano antes do enrolamento. Com isso é criada uma estrutura de martensita que também já possui as vantagens mencionadas.It is also imaginable, without the generation of supercooled austenite, as already described above, to laminar directly in the austenite phase, after cooling the flat profile in the temperature range of the austenite structure, to cool sharply for martensite formation, but directly then perform a quenching treatment and a cooling of the flat profile prior to winding. This creates a martensite structure that already has the advantages mentioned.
Em todos estes processos diferentes é vantajoso que o material básico seja mantido durante o processo de laminação pelo menos na temperatura regulada depois do esfriamento do material básico na estação de esfriamento. Assim, a estrutura não se altera ou não se altera demais durante a laminação, de modo que a laminação por si só não produz nenhuma alteração da estrutura. Para tal é necessário, eventualmente em dependência do processo de laminação, visando o trabalho de remodelagem aplicado no material básico e a alteração da temperatura do material básico que ocorre, ou dissipar o calor da zona de laminação, por exemplo, em caso de altos graus de remodelagem, ou, por exemplo, em caso de remodelagem pequena, manter o material básico na temperatura desejada através do fornecimento de calor, por exemplo, através de temperaturas dos tambores de laminação.In all these different processes it is advantageous for the base material to be kept during the lamination process at at least the set temperature after cooling of the base material in the cooling station. Thus, the structure does not change or does not change too much during lamination, so lamination alone does not produce any change in structure. This is necessary, possibly depending on the lamination process, aiming at the remodeling work applied to the basic material and the temperature change of the basic material that occurs, or to dissipate the heat from the lamination zone, for example, in case of high degrees. For example, in the case of minor remodeling, keep the base material at the desired temperature by providing heat, for example by rolling drum temperatures.
Também é possível que, dependendo da escolha do processo a ser executado, o material básico, depois da transformação com técnica de laminação para se chegar ao perfil plano com as medidas quase que finais, seja submetido a mais um esfriamento, especialmente um esfriamento rápido. Para esta finalidade, o material já presente como perfil plano, pode ser submetido, por exemplo, a um esfriamento por água ou a semelhante processo de esfriamento conhecido.It is also possible that, depending on the choice of process to be carried out, the basic material, after transformation with lamination technique to reach the near-final flat profile, will undergo further cooling, especially rapid cooling. For this purpose, the material already present as a flat profile may be subjected, for example, to water cooling or a similar known cooling process.
Também pode ser útil que o esfriamento rápido esfrie o perfil plano laminado pelo menos até abaixo do limite de temperatura para a ocorrência de processos de oxidação na superfície do perfil plano, assim cuidando para que processos de formação de crosta de óxido de ferro ou semelhantes não podem mais ocorrer ou não ocorrem mais em grau inadmissível. É vantajoso se o esfriamento do material básico, depois de passar pela estação de aquecimento e antes da laminação, ocorra em um banho de metal temperado. Estes banhos de metal temperado são conhecidos e consagrados e oferecem a possibilidade de temperar tiras de metal que os atravessam de modo dirigido e preciso e também de manter as mesmas em uma temperatura uma vez predeterminada, a fim de providenciar os respectivos processos de compensação, sem que as superfícies das tiras de metal sejam expostas a uma oxidação inadmissível.It may also be useful for rapid cooling to cool the laminated flat profile at least to below the temperature limit for oxidation processes to occur on the flat profile surface, thereby ensuring that iron oxide or similar crusting processes do not occur. may occur more or no longer occur to an inadmissible degree. It is advantageous if cooling of the base material, after passing through the heating season and prior to rolling, occurs in a tempered metal bath. These tempered metal baths are known and well-known and offer the ability to temper metal strips which run through them in a targeted and precise manner and also to maintain them at a predetermined temperature in order to provide the respective compensation processes without that metal strip surfaces are exposed to inadmissible oxidation.
Aqui, em outra realização também é imaginável que o material básico, para seu esfriamento, depois da passagem pela estação de aquecimento, permaneça um tempo predeterminado em um banho de metal temperado, atravessa especialmente o banho de metal temperado durante um tempo previamente determinável, a fim de permitir que aconteçam os processos de compensação já mencionados para temperar toda a seção transversal do material básico.Here, in another embodiment it is also conceivable that the basic material for its cooling, after passing through the heating station, remains a predetermined time in a tempered metal bath, especially through the tempered metal bath for a predeterminable time, at a certain time. to allow the above mentioned compensation processes to temper the entire cross section of the base material.
Também é vantajoso que o aquecimento do material básico aconteça com a ajuda de aquecimento indutivo e/ou aquecimento condutivo e/ou por meio de banhos de metal líquidos. É lógico que também são possíveis outros métodos de aquecimento, não mencionados detalhadamente aqui, que são conhecidos e usuais na industria metalúrgica.It is also advantageous for the heating of the basic material to take place with the help of inductive heating and / or conductive heating and / or by means of liquid metal baths. Of course, other heating methods, not mentioned in detail here, which are known and usual in the metallurgical industry are also possible.
Uma melhoria da superfície do perfil plano pode ser obtido quando o aquecimento do material básico é feito sob a influência de gás de proteção. Assim, já no aquecimento do material básico, são impedidos os processos de oxidação que tampouco se propagam durante todo o processo e que, assim, tampouco podem causar divergências das medidas nem defeitos da superfície posteriores.An improvement of the flat profile surface can be obtained when heating of the base material is done under the influence of shielding gas. Thus, in the heating of the base material, oxidation processes which do not propagate throughout the process and which, therefore, may not cause divergence in measurements or subsequent surface defects are prevented.
Também é possível que entre a estação de aquecimento e a estação de esfriamento seja atravessado um dispositivo de uniformização para uma compensação da temperatura dentro do material básico previamente aquecido, sendo que em outra realização a uniformização da temperatura dentro do material básico aquecido pode ser realizada depois da passagem pela estação de aquecimento sob a influência do gás de proteção. A presente invenção, de acordo com a reivindicação 26, também se refere a uma instalação para a execução do processo de acordo com a reivindicação 1, onde a instalação possui em direção de passagem do material básico um dispositivo de enrolamento / desenrolamento para o enrolamento do material básico enrolável ou um dispositivo de alimentação para o material básico em forma de barra, uma estação de aquecimento, uma estação de esfriamento para a regulagem de uma temperatura de laminação, uma estação de laminação, um percurso de esfriamento e um dispositivo de enrolamento / desenrolamento para enrolar o perfil plano enrolável ou um dispositivo de retirada para o perfil plano em forma de barra. Esta configuração básica da instalação possibilita a execução das variações básicas do processo onde depois do aquecimento é feito um esfriamento dirigido do material básico até uma temperatura que permita a laminação do material básico com uma estrutura, ou seja, como estrutura de austenita, como estrutura da patente, como estrutura de bainita ou como austenita super-esfriada. Nisso pode ser regulada a respectiva estrutura, dependendo do gradiente do esfriamento e do tempo de esfriamento. Outros pós-tratamentos e também processos intermediários podem ser executados através da intercalação ou da conexão em série dos respectivos componentes de equipamentos adicionais, tais como, por exemplo, processos de tratamento térmico posteriores à laminação, tais como no beneficiamento, ou também processos de têmpera, tais como manter o material básico em uma determinada temperatura durante um determinado período, a fim de permitir que ocorram processos de compensação dentro do material. É vantajoso que a estação de laminação possua pelo menos um dispositivo de laminação, de preferência, vários dispositivos de laminação conectados em série, um atrás do outro. Uma remodelagem cuidadosa do material básico durante a laminação pode ser obtida através da realização dirigida e também através de disposição um atrás do outro de diversos dispositivos de laminação.It is also possible that between the heating station and the cooling station a uniformity device is traversed for temperature compensation within the preheated base material, in another embodiment the temperature uniformity within the heated base material may be performed afterwards. passage through the heating station under the influence of the shielding gas. The present invention according to claim 26 also relates to an installation for carrying out the process according to claim 1, wherein the installation has in the direction of passage of the basic material a winding / unwinding device for winding the rolling stock or a feed device for the bar-shaped stock, a heating station, a cooling station for regulating a rolling temperature, a rolling station, a cooling path and a winding / unwinding to roll the roll-up flat profile or a withdrawal device for the bar-shaped flat profile. This basic configuration of the installation makes it possible to perform basic process variations where after heating a directed cooling of the base material is made to a temperature that allows the lamination of the base material with a structure, ie as austenite structure, as a structure of the patent, as a bainite structure or as a supercooled austenite. In this case the respective structure can be adjusted depending on the cooling gradient and the cooling time. Other aftertreatments as well as intermediate processes may be performed by interleaving or serially connecting the respective components of additional equipment such as, for example, post-lamination heat treatment processes such as beneficiation or quenching processes. such as keeping the base material at a certain temperature for a certain period in order to allow compensation processes to take place within the material. It is advantageous for the lamination station to have at least one lamination device, preferably several lamination devices connected in series one behind the other. Careful remodeling of the base material during lamination can be achieved by directed realization and also by arranging one after another of various lamination devices.
Também é possível que na área do pelo menos um dispositivo de laminação esteja disposto um monitoramento de temperatura para determinar a temperatura do material básico antes e/ou depois da laminação, com cuja ajuda podem ser detectadas durante a laminação alterações de temperatura inadmissíveis para a formação da estrutura e ser eliminadas através de, por exemplo, aplicação de calor dirigida nos cilindros de laminação por meio de temperar os cilindros.It is also possible that in the area of at least one lamination device temperature monitoring is arranged to determine the temperature of the base material before and / or after lamination, with the aid of which inadmissible temperature changes can be detected during lamination. of the structure and be eliminated by, for example, directing heat to the rolling cylinders by tempering the cylinders.
Para o aquecimento dirigido do material básico é vantajoso quando para o aquecimento do material básico por meio de aquecimento condutivo, rolos de contato atravessados por corrente elétrica estão dispostos na área de entrada do dispositivo para o material básico. Tal aquecimento condutivo, a princípio conhecido, do material básico permite um aquecimento bem controlável e, por conseguinte, uma transformação da estrutura do material básico.For directed heating of the base material it is advantageous when for heating of the base material by conductive heating, contact rolls crossed by electric current are arranged in the input area of the device for the base material. Such conductive heating, of known principle, of the basic material allows a well controllable heating and therefore a transformation of the structure of the basic material.
Um esfriamento do material básico especialmente favorável pode ser realizado quando a estação de esfriamento para a regulagem de uma temperatura de laminação possui um banho de metal temperado. Tal banho temperado, por exemplo, um banho de metal consistindo de uma liga de chumbo / bismuto, já é muito usado e, portanto, é conhecido e consagrado no que se refere a seu comportamento. Com isso, também no caso de tempos de passagem relativamente mais longos do material básico através de tal banho de metal, pode ser garantida uma têmpera segura do material básico, ao mesmo tempo impedindo processos de oxidação na superfície do material básico.Especially favorable base material cooling can be accomplished when the cooling station for regulating a rolling temperature has a tempered metal bath. Such a temperate bath, for example, a metal bath consisting of a lead / bismuth alloy, is already widely used and is therefore known and well-known for its behavior. Thus, also in the case of relatively longer passage times of the base material through such a metal bath, safe tempering of the base material can be ensured, while preventing oxidation processes on the surface of the base material.
No caso, pode se imaginar que o banho de metal temperado esteja disposto antes e/ou atrás da estação de laminação. Dependendo da condução do processo, com o respectivo ajuste da temperatura de aquecimento na estação de aquecimento, pode ser laminado diretamente a partir da fase de austenita, de modo que o banho de metal assume então a têmpera do perfil plano laminado para a formação da estrutura intermediária de bainita. Em outros casos, o banho de metal é usado para o esfriamento dirigido do material básico até a temperatura de laminação e logicamente precisa estar disposto antes da estação de laminação. Nisso, em outra realização, o banho de metal temperado pode possuir um dispositivo de enrolamento e/ou de desvio, através do qual o material básico é guiado durante o tempo de permanência no banho de metal temperado. O dispositivo de enrolamento ou de desvio também pode assumir uma função de amortecimento para estações da instalação conectadas em seguida.In this case, it can be imagined that the tempered metal bath is arranged before and / or behind the lamination station. Depending on the conduction of the process, with the respective heating temperature setting in the heating station, it can be laminated directly from the austenite phase, so that the metal bath then assumes the tempering of the laminated flat profile for forming the structure. bainite intermediate. In other cases, the metal bath is used for the directed cooling of the base material to the lamination temperature and logically needs to be arranged prior to the lamination station. In this, in another embodiment, the tempered metal bath may have a winding and / or bypass device through which the base material is guided during the residence time in the tempered metal bath. The winding or diverting device may also assume a damping function for next connected plant stations.
Para determinadas variações da condução do processo é vantajoso se no percurso de esfriamento uma refrigeração a água esfria o perfil plano com altos gradientes de temperatura. Devido a isto, as estruturas obtidas depois da laminação são quase que congeladas devido ao esfriamento rápido e ficam mantidas também em caso de temperaturas mais baixas.For certain variations of the process conduction it is advantageous if in the cooling path a water cooling cools the flat profile with high temperature gradients. Due to this, the structures obtained after lamination are almost frozen due to rapid cooling and are maintained even at lower temperatures.
No contexto do pós-tratamento de perfis planos laminados é vantajoso se para o aquecimento do perfil plano para um beneficiamento em seguido à laminação seja prevista uma outra estação de aquecimento condutiva onde então, por exemplo, o aquecimento pode novamente ocorrer sob a influência de gás de proteção. Também pode ser previsto um outro percurso de esfriamento, por exemplo, para o esfriamento do perfil piano no contexto de um beneficiamento que segue a laminação. A presente invenção descreve também, de acordo com a reivindicação 38, um perfil plano produzido de acordo com o processo de acordo com a reivindicação 1. Um perfil plano deste tipo possui com vantagem essencialmente uma seção transversal retangular ou uma seção transversal semelhante a um retângulo, sendo que diferentes realizações da área da borda podem ser reguladas dependendo do uso posterior do perfil plano. É vantajoso se como material básico possam ser processados típicos aços ao carbono, especialmente aços ao carbono com um teor de carbono entre 0,10 e 1,35%, especialmente também C 10 a Ck 101/125 Cr1. Estes perfis planos podem ser processados preferencialmente com dimensões entre uma espessura de 0,5 a 5 mm e uma largura de 4 a 25 mm.In the context of the post-treatment of flat rolled profiles it is advantageous if heating of the flat profile for processing after rolling is foreseen another conductive heating station where then, for example, heating may again occur under the influence of gas. of protection. Another cooling path may also be provided, for example, for the cooling of the piano profile in the context of a processing following lamination. The present invention also describes according to claim 38, a flat profile produced according to the process according to claim 1. Advantageously, such a flat profile has essentially a rectangular cross-section or a rectangle-like cross-section. , whereas different realizations of the edge area may be adjusted depending on the later use of the flat profile. It is advantageous if typical carbon steels can be processed as a basic material, especially carbon steels having a carbon content of between 0.10 and 1.35%, especially also C 10 to Ck 101/125 Cr1. These flat profiles can preferably be processed with dimensions between 0.5 to 5 mm thick and 4 to 25 mm wide.
Uma forma de execução especialmente preferida da instalação de acordo com a presente invenção para a execução do processo de acordo com a reivindicação 1 é mostrada no desenho.An especially preferred embodiment of the installation according to the present invention for carrying out the process according to claim 1 is shown in the drawing.
Ele mostra: A figura 1 é uma ilustração esquematizada do princípio de construção de uma instalação para a execução do processo para laminação a quente de fios de laminação com os componentes mais importantes da instalação. A figura 2 é um gráfico de conversão de tempo - temperatura contínua para a execução do processo de acordo com a figura 1. A figura 3 é uma ilustração esquematizada do princípio da construção de uma instalação de acordo com a reivindicação 26 para a execução do processo de acordo com a presente invenção com um esfriamento do material básico antes da laminação para a produção de uma estrutura de patente, estrutura de bainita ou uma estrutura de austenita super-esfriada. A figura 4 é um gráfico de conversão de tempo - temperatura isotérmica para a execução do processo de acordo com a figura 3 com a indicação da respectiva condução do processo para a produção de estrutura de patente, estrutura de bainita ou uma estrutura de austenita super-esfriada. A figura 5 é uma instalação modificada de acordo com a figura 5 para o tratamento térmico executado depois da laminação de uma estrutura de austenita super-esfriada. A figura 6 é uma instalação modificada de acordo com a figura 3 para o tratamento térmico executado depois da laminação de uma estrutura de austenita sem estação de esfriamento antes da laminação. A figura 7 é uma instalação modificada de acordo com a figura 3 com estação de esfriamento antes da estação de laminação e equipamentos para o tratamento térmico executado depois da laminação. A figura 8 é uma instalação modificada de acordo com a figura 7 com estação de esfriamento depois da estação de laminação e dispositivos para o tratamento térmico executado depois da laminação. A figura 1 é uma ilustração muito esquematizada do princípio de construção de uma instalação para a execução do processo para a laminação a seco de fio de laminação para perfis planos. No caso, trata-se de uma instalação para a execução de um processo sem dispositivo especial para o esfriamento do material básico antes da laminação.It shows: Figure 1 is a schematic illustration of the principle of building an installation for the process of hot rolling lamination wires with the most important components of the installation. Figure 2 is a graph of continuous time-temperature conversion for the execution of the process according to Figure 1. Figure 3 is a schematic illustration of the principle of building an installation according to claim 26 for the execution of the process. according to the present invention with a cooling of the base material prior to lamination to produce a patent structure, bainite structure or a supercooled austenite structure. Figure 4 is a graph of isothermal time-temperature conversion for the execution of the process according to Figure 3 indicating the respective process direction for the production of patent structure, bainite structure or a super-austenite structure. Chilled Figure 5 is a modified installation according to Figure 5 for heat treatment performed after lamination of a supercooled austenite structure. Figure 6 is a modified installation according to Figure 3 for heat treatment performed after lamination of an austenite structure without cooling station prior to lamination. Fig. 7 is a modified installation according to Fig. 3 with cooling station before the lamination station and equipment for heat treatment performed after lamination. Figure 8 is a modified installation according to Figure 7 with cooling station after lamination station and devices for heat treatment performed after lamination. Figure 1 is a very schematic illustration of the principle of building an installation for the process of dry rolling of flat profile lamination wire. In this case, it is an installation for the execution of a process without a special device for cooling the basic material prior to rolling.
Um perfil plano 18 é um material de aço cuja largura corresponde a no máximo 10 a 20 vezes sua espessura e que usualmente é usado como base construtiva para componentes expostos a esforços mecânicos, tais como molas, anéis de segmento ou semelhantes e também como lâminas para serras ou outras peças expostas a cargas grandes. As dimensões de tais perfis planos são pequenas em comparação com a fita laminada produzida de outro modo e tipicamente encontram-se na faixa de até 30 milímetros na largura e de 5 milímetros na espessura. O material básico 17 é entregue à instalação 1 como fio de laminação redondo, mas também pode ter outras seções transversais como material de partida para a laminação em uma estação de laminação 7.A flat profile 18 is a steel material whose width corresponds to a maximum of 10 to 20 times its thickness and which is usually used as a building base for components exposed to mechanical stress, such as springs, segment rings or the like, and also as blades for saws or other parts exposed to large loads. The dimensions of such flat profiles are small compared to the laminate otherwise produced and typically are in the range of up to 30 mm in width and 5 mm in thickness. The base material 17 is delivered to installation 1 as round lamination wire, but may also have other cross sections as starting material for lamination in a lamination station 7.
Na instalação 1, o material básico 17 é fornecido com uma dobadoura com uma bobina 2 através de uma retirada de esteira 3 e um dispositivo de ajuste 4 para dentro de um dispositivo 5 de aquecimento condutivo do material básico 17, sendo que o dispositivo do aquecimento condutivo 5 possui cilindros de contato 16 atravessados por corrente elétrica que providenciam um aquecimento do material básico 17 através da introdução da corrente elétrica no material básico 17 ao longo do dispositivo de aquecimento condutivo 5. Este aquecimento ocorre principalmente em um canal de gás de proteção 6 que impede que no aquecimento se formem produtos de oxidação na superfície do material básico 17. Em seguida ao segundo par de cilindros de contato 16 também está previsto um canal 12 eventualmente cheio de gás de proteção como zona de compensação 12, dentro da qual o material básico 17 se aquece uniformemente através de processos de compensação, também no seu interior, e deste modo se forma, antes da entrada na estação de laminação 7, um decurso uniforme de temperatura dentro do material básico 17. Dentro desta zona de compensação 12, a temperatura do material básico 17 cai da temperatura final que surge no aquecimento entre os cilindros de contato 16, de, por exemplo, 1020°C, para uma temperatura mais baixa, de modo que dentro da zona de compensação 12 ocorre um esfriamento do material básico 17 para uma temperatura de, por exemplo, um pouco acima da temperatura A3. Com esta temperatura que é monitorada, por exemplo, antes ou depois da estação de laminação 7 através de uma medição de temperatura 8 realizada por um pirômetro de radiação, o material básico 17 entre na estação de laminação 7 e lá é laminada em uma ou várias cargas (o desenho mostra de modo simplificado apenas uma estação de laminação 7, mas também várias estações de laminação 7 podem estar conectadas em série, uma atrás da outra) para se tornar um perfil plano 18 que depois é esfriado com a ajuda de um percurso de esfriamento 9, no caso, por exemplo, com dois refrigeradores de água 10, e através de uma retirada de esteira 3 é entregue para uma bobina de enrolamento 11, e lá é enrolado para formar uma coil. Assim sendo, o material básico 17 atravessa a instalação 1 em sentido de passagem 19 e é entregue à instalação 1 como uma bobina enrolada, por exemplo, com um fio de laminação redondo, e como bobina de um perfil plano 18 é enrolado e acabado.In installation 1, the base material 17 is supplied with a winder with a coil 2 through a conveyor withdrawal 3 and an adjusting device 4 into a conductive heating device 5 of the base material 17, with the heating device Conductive 5 has electric current-crossed contact cylinders 16 which provide heating of the basic material 17 by introducing electrical current into the basic material 17 along the conductive heating device 5. This heating occurs mainly in a shielding gas channel 6 which prevents oxidation products from forming on the surface of the base material 17. On the second pair of contact cylinders 16 there is also provided a channel 12 possibly filled with shielding gas as a compensating zone 12, within which the material 17 is evenly heated by means of balancing processes In this way, prior to entering the rolling station 7, a uniform course of temperature within the base material 17 is formed. Within this compensation zone 12, the temperature of the base material 17 drops from the final temperature which arises in the heating between the rollers. contact 16, of, for example, 1020 ° C, for a lower temperature, so that within the compensation zone 12 there is a cooling of the base material 17 to a temperature of, for example, just above temperature A3. With this temperature which is monitored, for example, before or after the lamination station 7 by a temperature measurement 8 made by a radiation pyrometer, the basic material 17 enters the lamination station 7 and is laminated therein to one or more loads (the drawing shows in a simplified manner only one lamination station 7, but also several lamination stations 7 may be connected in series, one after the other) to become a flat profile 18 which is then cooled with the aid of a pathway. 9, in the case, for example, with two water coolers 10, and through a belt withdrawal 3 is delivered to a winding coil 11, and there is wound to form a coil. Accordingly, the basic material 17 passes through the installation 1 in the direction of passage 19 and is delivered to the installation 1 as a coiled coil, for example with a round lamination wire, and as a coil of a flat profile 18 is coiled and finished.
Tal linha de laminação 1 executa um processo, ilustrado de acordo com a figura 2 em uma apresentação em um gráfico de conversão de tempo -temperatura contínua para um aço C 75 para a produção de bainita de acordo com a condução da temperatura ao longo da linha 13. Nisso, a uma temperatura um pouco inferior a 800 °C, o material básico 17 é laminado e depois, esfriado ao longo de linha 13. A estrutura de sorbitol que assim surge providencia as respectivas propriedades do perfil plano 18 assim produzido. A desvantagem deste modo de procedimento é que através do esfriamento apenas na zona de compensação 12 a temperatura do material básico 17 é relativamente dispendiosa a ser regulada, além disso, a temperatura não pode ser variada para temperaturas que seriam úteis para outros procedimentos do processo.Such rolling line 1 performs a process, illustrated according to Figure 2, in a graphical time-temperature conversion chart presentation for a C 75 steel for bainite production according to temperature conduction along the line. 13. At this, at a temperature slightly below 800 ° C, the base material 17 is laminated and then cooled along line 13. The resulting sorbitol structure provides the respective properties of the flat profile 18 thus produced. The disadvantage of this mode of procedure is that by cooling only in the compensation zone 12 the temperature of the base material 17 is relatively expensive to regulate, moreover, the temperature cannot be varied to temperatures that would be useful for other process procedures.
Portanto, sugere-se um aprimoramento da instalação 1 mostrada na figura 1 no sentido de que, de acordo com a figura 3, a instalação 1 é modificada de maneira que antes da estação de laminação 7 seja conectada em série uma estação de esfriamento 14, por exemplo, consistindo de um banho de metal, por exemplo, um banho de chumbo - bismuto, onde é feito um esfriamento dirigido do material básico 17 antes da entrada na estação de laminação 7, de modo que a estrutura do material básico 17 na entrada para a estação de laminação 7 corresponde a condições exatamente definidas e, portanto, a deformações do material básico 17 para virar um perfil plano 18 eventualmente em conjunto com outros procedimentos de tratamento discutidos mais adiante, resulta na estrutura desejada do perfil plano 18, produzindo as dimensões e formas da seção transversal necessárias. De resto, a instalação 1 da figura 3 corresponde essencialmente à instalação 1 da figura 1, de modo que a seguir somente serão discutidas as diferenças. O aquecimento no aquecimento condutivo 5 pode acontecer em um ou vários estágios, sendo que um número de cilindros de contato 16 estão dispostos uns atrás dos outros, de modo que o aquecimento pode ser executado em vários estágios, possivelmente até mesmo sob a aplicação de diversas intensidades da corrente elétrica e também de diferentes gradientes de temperatura no aquecimento. Isto cria, via de regra, um aquecimento do material básico 17 que pode ser controlado melhor, além disso, já durante a passagem através do aquecimento condutivo 5 ocorrem processos de compensação correspondentes, de modo que o material básico 17 no final da passagem através do aquecimento condutivo 5 já é aquecido de modo muito uniformemente, mais ou menos na temperatura indicada de 1020°C. A estação de esfriamento / o banho de metal 14 possui para a passagem do material básico 17 um dispositivo de enrolamento 15 na forma de rolos de, por exemplo, um metro de diâmetro, sobre os quais o material básico 17 é enrolado várias vezes, assim ficando durante um tempo predeterminado dentro da estação de esfriamento / banho de metal 14 durante a passagem pelo banho de metal 14. Nisso, o banho de metal 14 é de tal modo temperado que a temperatura de partida desejada para a laminação do material básico 17 na estação de laminação 7 surge dentro do material básico 17 e que assim dentro do material básico 17 pode formar-se precisamente a estrutura que será necessária para a laminação dentro da estação de laminação 7 para a obtenção da estrutura final posterior. Para evitar alterações de superfície inadmissíveis do material básico 17 depois da saída do aquecimento condutivo 5 e na passagem através do banho de metal 14, canais de gás de proteção 6 também estão dispostos antes e depois do banho de metal, de modo que o material básico 17 é aquecido e temperado quase que completamente em atmosfera de gás de proteção.Therefore, an improvement of the installation 1 shown in figure 1 is suggested in that, according to figure 3, the installation 1 is modified so that before the rolling station 7 a cooling station 14 is connected in series, for example, consisting of a metal bath, for example a lead-bismuth bath, where directed cooling of the base material 17 is made prior to entry into the rolling station 7, so that the structure of the base material 17 at the entrance for lamination station 7 corresponds to exactly defined conditions and therefore deformations of the base material 17 to turn a flat profile 18 possibly in conjunction with other treatment procedures discussed below results in the desired structure of the flat profile 18 producing the dimensions and cross-sectional shapes required. Moreover, installation 1 of FIG. 3 corresponds essentially to installation 1 of FIG. 1, so that only the differences will be discussed below. Heating in conductive heating 5 may take place in one or several stages, with a number of contact cylinders 16 arranged behind each other, so heating may be performed in various stages, possibly even under the application of various intensities of the electric current and also of different temperature gradients in the heating. This usually creates a heating of the basic material 17 which can be better controlled, furthermore, during the passage through conductive heating 5 corresponding compensation processes take place, so that the basic material 17 at the end of the passage through the conductive heating 5. conductive heating 5 is already heated very evenly, at about the indicated temperature of 1020 ° C. The cooling station / metal bath 14 has for the passage of the basic material 17 a winding device 15 in the form of rollers of, for example, one meter in diameter, on which the basic material 17 is wound several times, as well. remaining for a predetermined time within the cooling / metal bath station 14 during passage through the metal bath 14. In that case, the metal bath 14 is so tempered that the desired starting temperature for lamination of the base material 17 in the lamination station 7 arises within the base material 17 and that thus within the base material 17 can be formed precisely the structure that will be required for lamination within the lamination station 7 to obtain the final rear structure. In order to avoid inadmissible surface changes of the base material 17 after conductive heating 5 exits and passage through the metal bath 14, shielding gas channels 6 are also disposed before and after the metal bath, so that the base material 17 is heated and quenched almost completely in shielding gas atmosphere.
Depois da laminação na estação de laminação 7, o perfil plano 18 é esfriado através de um refrigerador rápido 10 por meio de refrigeração de água ou semelhante, e enrolado, como já descrito a respeito da figura 1.After lamination in the rolling station 7, the flat profile 18 is cooled through a quick cooler 10 by water cooling or the like, and rolled as described with respect to figure 1.
Na figura 4 são registrados diversos possíveis decursos do processo ao longo da linha 13’, 13”, 13”’ em um gráfico de conversão de tempo -temperatura isotérmica para um aço C 75 que indicam as diversas estruturas finais a serem reguladas do perfil piano 18 depois da laminação na estação de laminação 7. Se, por exemplo, dentro da estação de esfriamento 14 a temperatura do material básico for reduzida para um valor em torno de aproximadamente 500 °C e depois, laminado, então pode, neste aço de acordo com a linha 13’, ser regulada uma chamada estrutura de patente que possibilita uma tenacidade especialmente alta com valores de resistência à tração muito altos, Se, por outro lado, for esfriado mais para valores de aproximadamente 350°C, resulta na laminação uma chamada estrutura intermediária na forma de uma estrutura de bainita de acordo com a linha 13”, Uma possibilidade especialmente interessante para a produção de perfis planos 18 consiste no fato de realizar o esfriamento na estação de esfriamento 14 tão rápido que, de acordo com a linha 13”’, se chega até uma faixa abaixo de 300°C da austenita super-esfriada para a laminação na estação de laminação 7 e depois, através de respectivo pós-tratamento, pode ser feito uma têmpera de martensita desta austenita super-esfriada.Figure 4 shows several possible process paths along line 13 ', 13 ”, 13”' in an isothermal time-temperature conversion graph for a C 75 steel that indicate the various final structures to be adjusted from the piano profile. 18 after rolling in rolling station 7. If, for example, inside cooling station 14 the temperature of the base material is reduced to about 500 ° C and then rolled, then you can, in this steel according to With line 13 ', a so-called patent structure is set which enables particularly high toughness at very high tensile strength values. If, on the other hand, it is cooled further to approximately 350 ° C, a so-called lamination results in lamination. intermediate structure in the form of a bainite structure according to line 13 ”. An especially interesting possibility for the production of flat profiles 18 is cooling down at cooling station 14 so fast that according to line 13 ”a range below 300 ° C of the supercooled austenite for lamination at rolling station 7 is reached and then through after treatment, a martensite quench of this supercooled austenite may be made.
Assim sendo, através da intercalação de uma estação de esfriamento 14 antes da laminação na estação de laminação 7 é criada a possibilidade de processar em uma instalação 1 tipos muito diferentes de materiais para se tomarem perfis planos 18 e nisso respectivamente poder executar o procedimento otimizado de acordo com as linhas 13’, 13”, 13” na figura 4.Thus, by interleaving a cooling station 14 prior to lamination in lamination station 7, it is possible to process in one installation 1 very different types of materials to take flat profiles 18 and thereby respectively to perform the optimized procedure of rolling. according to lines 13 ', 13 ”, 13” in figure 4.
Uma modificação da instalação descrita na figura 3 para a laminação de austenita super-esfriada como estrutura do material básico 18 mostra a figura 5, onde até a laminação na estação de laminação 7 vale o que foi dito no contexto da figura 3. Depois do esfriamento rápido 10 depois da laminação na estação de laminação 7 há um segundo aquecimento condutivo 5’ que serve para o novo aquecimento do perfil plano 18 para um beneficiamento da estrutura do perfil plano 18, sendo que também novamente é aquecido de modo condutivo e em um seguinte esfriamento rápido 10, é esfriado. Com isso pode ser obtido um amplo controle das propriedades do material básico 17 laminado como austenita super-esfriada. A figura 6 mostra uma outra modificação da instalação 1 onde de acordo com a linha 3 na figura 4 a laminação somente ocorre depois de um certo esfriamento na zona de compensação 12 e assim, a laminação na estação de laminação 7 na faixa de austenita da estrutura do material básico 17. Este perfil plano 18 assim laminado e esfriado em refrigeradores de água 10 é então temperado, como já foi descrito acima a respeito da figura 5, através de operações de beneficiamento em um aquecimento condutivo 5\ sendo assim mais uma vez alterado nas suas propriedades.A modification of the installation described in FIG. 3 for the supercooled austenite lamination as a base material structure 18 shows FIG. 5, where even lamination at lamination station 7 is worth what was said in the context of FIG. 3. After cooling 10 after lamination in the rolling station 7 there is a second conductive heating 5 'which serves to reheat the flat profile 18 for a beneficiation of the flat profile structure 18, being also conductively heated again and in a following rapid cooling 10, is cooled. This allows a broad control of the properties of the laminated base material 17 such as supercooled austenite. Figure 6 shows another modification of installation 1 where according to line 3 in figure 4 lamination occurs only after some cooling in the compensation zone 12 and thus lamination in lamination station 7 in the austenite strip of the structure This flat profile 18 thus laminated and cooled in water coolers 10 is then tempered, as already described above with respect to Figure 5, by beneficiation operations on a conductive heating 5 and thus once again changed. in their properties.
De acordo com as figuras 7 e 8 são mais uma vez mostradas duas variações da instalação 1 de acordo com a figura 5 onde a estação de esfriamento 14 é disposta antes e como alternativa, uma estação de esfriamento 20 é disposta atrás da estação de laminação 7, de modo que a condução da temperatura do material básico 17 na área da estação de laminação 7 pode ser alterada mais ainda de modo dirigido também, por exemplo, depois da laminação na estação de laminação 7 através de temperar o perfil plano 18 produzido. Nisso, a estação de esfriamento 20 de acordo com a figura 8 pode servir para temperar de modo respectivamente lento ou dirigido o perfil plano 18 depois da laminação, a fim de levar as estruturas presentes depois da laminação do perfil plano 18 a uma alteração dirigida, sem diretamente executar um esfriamento rápido demais do perfil plano 18.According to figures 7 and 8, two variations of the installation 1 according to figure 5 are shown once more where the cooling station 14 is arranged before and alternatively, a cooling station 20 is arranged behind the lamination station 7. , so that the temperature conduction of the base material 17 in the area of the lamination station 7 can be further changed also directed, for example, after lamination in the lamination station 7 by tempering the flat profile 18 produced. In that, the cooling station 20 according to figure 8 can serve to slowly or directly temper the flat profile 18 after lamination in order to bring the structures present after the flat profile lamination 18 to a directed change, without directly cooling the flat profile too quickly 18.
LISTA DE REFERÊNCIAS 1 Unha de laminação / instalação 2 Saída da bobina 3 Retirada de esteira 4 Dispositivo de ajuste 5, 5’ Aquecimento condutivo 6 Canal de gás de proteção 7 Estação de laminação 8 Medição de temperatura 9 Percurso de esfriamento 10 Refrigeração de água 11 Bobina de enrolamento 12 Zona de compensação 13 a 13'” Decurso da temperatura para variações do processo 14 Estação de esfriamento / banho de metal 15 Dispositivo de enrolamento 16 Cilindros de contato 17 Material básico 18 Perfil plano 19 Sentido de passagem material básico 20 Estação de esfriamento ReivindicaçõesREFERENCE LIST 1 Rolling nail / installation 2 Coil outlet 3 Track removal 4 Adjusting device 5, 5 'Conductive heating 6 Shielding gas channel 7 Lamination station 8 Temperature measurement 9 Cooling path 10 Water cooling 11 Winding coil 12 Compensation zone 13 to 13 '”Temperature range for process variations 14 Cooling / metal bath station 15 Winding device 16 Contact cylinders 17 Basic material 18 Flat profile 19 Direction of passage Basic material 20 cooling claims
Claims (38)
Family
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