BRPI0520365B1

BRPI0520365B1 - Processo e usina para fabricar produtos compridos de aço

Info

Publication number: BRPI0520365B1
Application number: BRPI0520365-1A
Authority: BR
Inventors: Giovanni Arvedi
Original assignee: Giovanni Arvedi
Priority date: 2005-07-19
Filing date: 2005-07-19
Publication date: 2019-05-14
Also published as: DE602005016616D1; JP5026418B2; CA2611396C; US7967056B2; RS51030B; CN101193713A; SI1909980T1; PL1909980T3; AR054841A1; KR20080025672A; ES2331372T3; BRPI0520365A2; DK1909980T3; EP1909980B1; PT1909980E; AU2005334650A1; WO2007010565A1; CN101193713B; AU2005334650B2; JP2009501636A

Abstract

processo e usina para fabricar produtos compridos de aço. é descrito um processo para fabricar produtos compridos de aço a partir de uma etapa de lingotamento contínuo (1) com redução do núcleo líquido, seguido por aquecimento por indução (2) sem interrupção até o final de uma etapa de laminação (4) em uma pluralidade de cadeiras. as blocos ou tarugos (10) que passam por um processo como esse têm espessura inicial na faixa de 120 a 400 mm e um alto "fluxo de massa" por unidade de tempo na saída do lingotamento contínuo, bem como uma temperatura média na seção transversal que é maior que a temperatura superficial, sendo na região do núcleo ou média interna maior em 100 0c que na superficie, ou seja, cerca de 1.200 <198>c. uma usina para realizar um processo como esse é também descrita.

Description

“PROCESSO E USINA PARA FABRICAR PRODUTOS COMPRIDOS DE AÇO” [0001] A presente invenção diz respeito a um processo e usina relacionada para fabricar os assim denominados produtos de aço compridos (tais como barras, arames, cantoneiras, vigas e trilhos) sem interrupção a partir de um lingotamento contínuo até na última cadeira de laminação.

[0002] É de conhecimento adotar para este tipo de produção um sistema de lingotamento contínuo com uma ou mais linhas para fabricar blocos e tarugos que, possivelmente, quando quentes, alimentam um laminador com diversas cadeiras adequadas ao tamanho da seção transversal do produto final. A laminação de acabamento pode ser obtida tanto laminando um único tarugo por vez, como provendo uma linha contínua ou sem fim, mediante soldagem do tarugo em sucessão cauda na ponta a montante da laminação. Também, outros métodos são conhecidos para obter uma produção sem fim, tais como os revelados na patente EP 071327 e na publicação internacional WO 00/71272, em que o produto proveniente do lingotamento contínuo é submetido a uma etapa de homogeneização ou equalização de temperatura em toda sua seção transversal, em seguida aquecido e finalmente laminado em linha.

[0003] Um recurso comum a todas as usinas deste tipo de acordo com a tecnologia anterior é que o produto do lingotamento contínuo (bloco, tarugo, barra redonda, etc.) passa por um processo de completa homogeneização de temperatura, em particular em toda a seção transversal a partir da superfície externa até o núcleo, antes de ser laminado. Uma completa homogeneidade/equalização de temperatura entre a superfície e o núcleo do produto foi considerada no passado para tirar vantagem de um alongamento homogêneo das fibras que, tendo toda ela substancialmente a mesma temperatura, apresentaria a mesma resistência à deformação.

[0004] Ao contrário, um prejuízo técnico constante tem sido sempre que uma diferença de temperatura entre a superfície e o núcleo do produto envolveria um alongamento não homogêneo, que afetaria a qualidade do produto final.

[0005] Ainda de acordo com a tecnologia anterior, pelo menos duas etapas de

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2/5 laminação distintas foram consideradas necessárias para obter o produto final, isto é, uma primeira etapa de desbaste e uma segunda etapa de acabamento, distintas uma da outra, para que a barra a ser processada fique livre de tensão ao longo de todo o passe entre as duas etapas de laminação.

[0006] Portanto, o objetivo da presente invenção é laminar um bloco/tarugo para obter produtos compridos de aço através da maior redução possível com a mínima tensão de separação em favor de economia de processo, tanto em termos de menor investimento, empregando uma energia total nas cadeiras menor que a necessária de acordo com a tecnologia anterior, como de menor consumo de energia, para um tamanho de seção transversal idêntico do produto final.

[0007] Observou-se que, superando um prejuízo comum da tecnologia anterior, indicado anteriormente, esses objetivos podem ser obtidos colocando a laminação imediatamente à jusante do lingotamento contínuo, ao contrário do que acreditavase até então. Desta maneira, temos uma solução muito boa, em virtude do bloco ou tarugo ser laminada a uma temperatura média maior, mesmo quando a temperatura superficial é menor que 1.200 °C. Com uma temperatura no núcleo da seção transversal sendo maior que 100 - 200 °C em relação à temperatura superficial, ou seja, cerca de 1.200 °C, a vantagem é de fato obtida de se aumentar a temperatura de laminação média sem nenhum problema de qualidade de produto e possibilidade de trincas térmicas nos cilindros de laminação. O aumento da temperatura média em decorrência de uma maior temperatura na região do núcleo permitirá uma temperatura superficial menor que 1.200 °C, evitando assim os problemas supramencionados.

[0008] Observou-se também que os efeitos vantajosos deste tipo de laminação diretamente conectada em linha com o lingotamento contínuo, em outras palavras, adotando o assim denominado processo de laminação direta neste tipo de fabricação, tornam-se possíveis quando o produto lingotado:

- tem um fluxo de massa, isto é, a quantidade de aço que escoa por unidade de tempo no lingotamento contínuo que é suficientemente alta e, em particular, sua velocidade na saída do lingotamento contínuo é >

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3/5 m/minuto;

- é sujeito a um processo de redução do núcleo líquido (redução leve), exemplo comparativo, de acordo com os preceitos da patente EP 0603330 no nome do presente requerente, a fim de garantir um assim denominado centro sólido do produto lingotado antes de ser laminado completamente solidificado, diretamente em linha sem interrupções; e

- passa ao longo de um forno de indução na saída do lingotamento contínuo para equalização da temperatura, não na profundidade, mas apenas na camada superficial, especialmente para reduzir o resfriamento nas quinas e aquecer ainda mais o produto lingotado, sempre que necessário, em função da velocidade e do tipo de aço lingotado.

[0009] Os objetivos supramencionados da presente invenção são alcançados por meio de um processo que tem os recursos de acordo com a reivindicação 1 e uma usina cujos recursos são citados na reivindicação 7.

[0010] Esses e outros objetivos, vantagens e recursos da presente invenção ficarão mais claros a partir da descrição detalhada seguinte de uma modalidade preferida da mesma, dada a título de exemplo não limitante, com referência aos desenhos anexos, em que:

[0011] A figura 1 mostra esquematicamente um exemplo da usina de acordo com a presente invenção; e [0012] A figura 2 mostra a assim denominada escala de laminação com um perfil do material na saída de cada respectiva cadeira de laminação da usina da figura 1.

[0013] Com referência à figura 1, está mostrado um exemplo de usina que realiza o processo de acordo com a presente invenção, começando de um bloco 10 que deixa uma zona do lingotamento contínuo representada esquematicamente no seu todo por 1 e compreendendo, como é de conhecimento, um molde, bem como um dispositivo adequado para realizar uma redução leve do núcleo líquido. O bloco

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4/5 deixa o lingotamento contínuo 1 com uma espessura entre 120 e 400 mm, por exemplo, 250 mm, a uma velocidade de cerca de 4 m/minutos, ou seja, com um alto fluxo de massa.

[0014] Em seguida, ela passa sem interrupção por um forno de indução 2 um descarepador 3, ainda sem interrupção de continuidade, até uma única etapa de laminação realizada em um laminador de acabamento 4.

[0015] O laminador de acabamento foi representado aqui consistindo de nove cadeiras de laminação M1-M9 para obter como produtos finais uma barra redonda com um diâmetro de 70 mm, mais bem mostrada na figura 2.

[0016] Deve-se notar que a distância entre a saída do lingotamento contínuo 1 e a laminação 4 não será maior que cerca de 30 m, a fim de limitar as perdas de temperatura do bloco, tirando assim vantagem adicional de se ter uma usina mais compacta, exigindo um espaço reduzido. Desta maneira, e graças ao forno de indução 2, a temperatura média do produto resultante será maior que a temperatura superficial, com pelo menos 100 °C mais que no núcleo do que na superfície externa, onde a temperatura é cerca de 1.200 °C ou menos.

[0017] Nota-se que, explorando-se o maior fluxo de massa supramencionado, maior redução pode ser obtida e, consequentemente, usinas ainda mais compactas, de menos de 30 m, usando tanto um laminador planetário como uma cadeira de laminação mais potente, em vez de as primeiras cadeiras de laminação (por exemplo, duas ou três). Portanto, o número total de cadeiras diminuiria, por exemplo, de nove, como está mostrado na figura 1, para um número baixo de até sete, se as três primeiras cadeiras M1-M3 fossem substituídas por uma única cadeira com três vezes mais potência.

[0018] Fornos de indução adicionais (não mostrados) entre as cadeiras de laminação 4 e/ou o sistema de resfriamento intermediário 5 colocados entre cadeiras subsequentes podem ser adicionalmente providos de acordo com a velocidade de lingotamento e o tipo de aço a ser laminado.

[0019] Finalmente, com referência à figura 2, está mostrado um exemplo prático de escala de laminação em que, começando do perfil inicial do bloco que entra no

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5/5 laminador 4, está representado o perfil do produto na saída de cada cadeira de laminação simples. Em cada perfil mostrado na figura 2, corresponde a seção transversal do produto na saída da respectiva cadeira M1-M9, começando com o produto inicial no. 0 do lingotamento contínuo, tendo cada lado cerca de 250 mm. Para cada perfil, estão indicados o valor A da área da seção transversal; M que é o fator de redução correspondente a (A0-A1 / A0) x 100, em que A0 é a área da seção transversal na entrada da cadeira correspondente e A1 é a área da seção transversal na sua saída; bem como a razão de redução λ = A₀/A₁.

[0020] Assim, pode-se notar que, com nove passes (mas ainda com um número menor de passes) e uma quantidade reduzida de energia demandada de um bloco com um tamanho do lado de 250 mm, uma barra redonda com um diâmetro de 70 mm de excelente qualidade pode ser obtida.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para fabricar produtos compridos de aço (tais como barras, arame, cantoneiras, vigas e trilhos) a partir de uma etapa de lingotamento contínuo de blocos/tarugos com espessura entre 120 e 400 mm e fluxo de massa, isto é, a quantidade de aço que escoa por unidade de tempo na saída do lingotamento contínuo > 3 m/min, esta etapa incluindo uma redução do núcleo líquido e seguida por uma etapa de aquecimento por indução, sem interrupções até o final de uma etapa de laminação em uma pluralidade de cadeiras, caracterizado pelo fato de que, quando entra na etapa de laminação, a temperatura média do produto é maior que a temperatura superficial, e a diferença entre a temperatura no núcleo ou região interna intermediária e a temperatura superficial, que é 1.200 °C, é de pelo menos 100 °C.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que é provida uma etapa de descarepação entre a dita etapa de aquecimento por indução e a laminação.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que é provida pelo menos uma etapa de aquecimento adicional, intermediária às cadeiras de laminação.
4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que é provida pelo menos uma etapa de resfriamento, intermediária às cadeiras de laminação.
5. Usina para fabricar produtos compridos de aço (tais como barras, arame, cantoneiras, vigas e trilhos) a partir de blocos/tarugos com espessura entre 120 e 400 mm a partir de um lingotamento contínuo (1) com redução de núcleo líquido do produto do lingotamento (10), compreendendo um forno de aquecimento por indução (2) a montante de um laminador de acabamento (4) com uma pluralidade de cadeiras, na qual o dito produto (10) é alimentado sem interrupção, caracterizada pelo fato de que, na entrada da primeira cadeira de laminação, a temperatura média do produto é maior que a temperatura superficial e, no núcleo ou região intermediária interna, é de pelo menos 100 °C maior que a dita temperatura

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2/2 superficial, que é 1.200 °C, a distância entre a saída do lingotamento contínuo (1) e o laminador (4) não sendo maior que 30 m.
6. Usina, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um descarepador (3) entre o forno de indução (2) e o laminador (4).
7. Usina, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos um forno de aquecimento por indução intermediário nas cadeiras de laminação (4).
8. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicação 5-7, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente dispositivo de resfriamento intermediário (5, 5') nas cadeiras de laminação (4).