BRPI0607866B1 - Método de produção de uma placa lingotada de aço, bem como chapa de aço - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DE

PRODUÇÃO DE UMA PLACA LINGOTADA DE AÇO, BEM COMO CHAPA DE AÇO".

CAMPO TÉCNICO A presente invenção refere-se a uma chapa de aço de carbono extremamente baixo, excelente em características de superfície, capacidade de trabalho, e conformabilidade e um método de produção de placas lingo- tadas de carbono extremamente baixo.

FUNDAMENTOS DA TÉCNICA Aço fundido refinado em um conversor ou em um recipiente de tratamento a vácuo contém uma grande quantidade de oxigênio dissolvido.

Esse oxigênio em excesso é geralmente removido pelo Al que é um forte elemento desoxidante com uma forte afinidade com o oxigênio. Entretanto o Al forma inclusões à base de alumina por desoxidação. Essas se agregam e formam grupos de alumina bruta.

Os grupos de alumina tornam-se a causa da formação de defeitos de superfície durante a produção da chapa de aço e deterio- ram grandemente a qualidade da chapa de aço de bitola fina. Em parti- cular, em aços fundidos de carbono extremamente baixo, que é um ma- terial para chapas de aço de bitola fina tendo baixa concentração de carbono e alta concentração de oxigênio dissolvido após o refino, a quantidade de grupos de alumina é extremamente grande e a taxa de formação de defeitos de superfície é extremamente alta, então medidas para redução das inclusões à base de alumina tornou-se um ponto principal.

Em oposição a isso, no passado, o método de adicionar fluxo para absorção de inclusões para as superfícies do aço fundido para remover as inclusões à base de alumina tal como descrito na Publicação de Patente Japonesa (A) n° 5-104219 e o método de utilização de injeção de fluxo des- crito na Publicação de Patente Japonesa (A) n° 63-149057 para adicionar um fluxo de CaO no aço fundido e remover as inclusões à base de alumina por absorção foram propostos e trabalhados.

Por outro lado, como um método que não remove as inclusões à base de alumina, mas não as forma, a Publicação de Patente Japonesa (A) ne 5-302112 descreve o método de produção de aço fundido para chapas de aço de bitolas finas que não são muito desoxidadas pelo Al pela desoxida- ção do aço fundido pelo Mg.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Entretanto, com o método de remover inclusões à base de alu- mina conforme descrito na Publicação de Patente Japonesa (A) n- 5-104219 e na Publicação de Patente Japonesa (A) nQ 63-149057, é extremamente difícil reduzir-se as inclusões à base de alumina formadas em uma grande quantidade em aços fundidos de carbono extremamente baixo, até um ponto em que não forma defeitos de superfície.

Além disso, com a desoxidação do Mg não formando quaisquer inclusões à base de alumina tais como as descritas na Publicação de Paten- te Japonesa (A) nQ 5-302112, a pressão de vapor do Mg é alta e o rendimen- to para o aço fundido é extremamente baixo, assim desoxidar-se o aço fun- dido com uma alta concentração de oxigênio dissolvido tal como aço com carbono extremamente baixo apenas pelo Mg requer uma grande quantida- de de Mg. Considerando-se os custos de produção, o processo não pode ser considerado prático.

Considerando-se esses problemas, a presente invenção tem como seu objetivo fornecer chapas de aço de carbono extremamente baixo prevenindo confiável mente os defeitos de superfície e que seja superior em capacidade de trabalho, e conformabilidade por óxidos finamente dispersos no momento da solidificação sem formar quase nenhuma inclusão no aço fundido e um método de produção das mesmas.

Para resolver os problemas anteriormente explicados, a presen- te invenção tem o seguinte como seu ponto principal: (1) um método de produção de uma placa lingotada de aço de carbono extremamente baixo caracterizadas pelo lingotamento de aço fundido obtido reduzindo-se a concentração de carbono do aço fundido para 0,005% em massa, e então se adicionando Cu, Nb e B ao aço fundido, e além disso ajustando-se a concentração de oxigênio dissolvido no aço fundi- do para 0,01% em massa a 0,06% em massa. (2) Um método de produção de uma placa lingotada de aço com carbono extremamente baixo lingotando-se o aço fundido obtido pela redução da concentração de carbono do aço fundido para 0,005% em massa ou menos, e então se adicionando Cu, Nb e B ao aço fundido para fazer o aço fundido incluir Cu de 0,01 a 3,0% em massa e Nb e B de, respectiva- mente: e também ajustando-se a concentração de oxigênio dissolvido no aço fundido para 0,01% em massa a 0,06% em massa. (3) Um método de produção de placa lingotada de aço de carbono extremamente baixo caracterizado pelo lingotamento do aço fundido obtido pela redução da concentração de carbono do aço fundido para 0,005% em massa ou menos, adicionando-se Cu, Ni, Nb, e B ao aço fundido para fazer o aço fundido incluir Cu de 0,01 a 3,0% em massa, Ni em uma concentração de 0,5xCu ou menor, e Nb e B respectivamente de e também ajustando-se a concentração de oxigênio dissolvido no aço fundido para 0,01% em massa a 0,06% em massa. (4) Um método para produção de uma placa lingotada de um aço de carbono extremamente baixo conforme qualquer um dos itens (1) a (3) caracterizado pela descarbonetação do mencionado aço fundido por degaseificação a vácuo. {5) Um método de produção de uma placa de aço lingotada com carbono extremamente baixo conforme qualquer um dos itens (1) a (4) caracterizado pelo lingotamento do mencionado aço fundido enquanto se mistura eletromagneticamente. (6) Um método de produção de uma placa de aço lingotada com carbono extremamente baixo conforme o item (5) caracterizado pelo lingotamento do mencionado aço fundido lingotando-o enquanto se agita magneticamente para fazer o aço fundido girar na posição de menisco a uma taxa média de fluxo de 40 cm/s a 100 cm/s. (7) Chapa de aço com carbono extremamente baixo tendo exce- lentes características de superfície, capacidade de trabalho, e capacidade de conformação compreendida de um aço contendo C: 0,005% em massa ou menos, Al solúvel em ácido: 0,005% em massa ou menos, e também Cu, Nb e B, caracterizada pelo fato de que o aço tem óxidos finos de um diâmetro de 0,5 μηη a 30 pm dispersos nele em uma quantidade de 1000 partícu- las/cm2 até 1.000.000 de partículas/cm2. (8) Chapa de aço com carbono extremamente baixo tendo exce- lentes características de superfície, capacidade de trabalho e capacidade de conformação compreendida de um aço contendo C: 0,005% em massa ou menos, Al solúvel em ácido: 0,005% em massa ou menos, Cu: 0,01a 3,0% em massa, e também Nb e B de respectivamente caracterizado pelo fato de que o aço tem óxidos finos de um di- âmetro de 0,5 μηπ a 30 μηι dispersos nele em uma quantidade de 1.000 par- tículas/cm2 a 1.000.000 de partículas/cm2. (9) Chapa de aço de carbono extremamente baixo tendo excelentes características de superfície, capacidade de trabalho, e capaci- dade de conformação compreendida de aço contendo C: 0,005% em massa ou menos, Al solúvel em ácido: 0,005% em massa ou menos, Cu: 0,01 a 3,0% em massa, Ni: 0,5xCu % em massa ou menos, e também Nb e B de respectivamente caracterizada pelo fato de que o aço tem óxidos finos de um di- âmetro de 0,5 pm a 30 μιτι disperso nele em uma quantidade de 1.000 partí- culas/cm2 a 1.000.000 de partículas/cm2. (10) Chapa de aço de carbono extremamente baixo tendo excelentes características de superfície, capacidade de trabalho, e capaci- dade de conformação compreendida de um aço contendo C: 0,005% em massa ou menos, Al solúvel em ácido: 0,005% em massa ou menos, e tam- bém Cu, Nb e B caracterizada pelo fato de que pelo menos 40% do número de óxidos presentes no aço incluem pelo menos Si, Mn e Fe. (11) Chapa de aço com carbono extremamente baixo tendo excelentes características de superfície, capacidade de trabalho, e capaci- dade de conformação compreendida de um aço contendo C: 0,005% em massa ou menos, Al solúvel em ácido: 0,005% em massa ou menos, Cu: 0,01 a 3,0% em massa, e também Nb e B de respectivamente: caracterizada pelo fato de que pelo menos 40% do número de óxidos presentes no aço incluem pelo menos Si, Mn e Fe. (12) Chapa de aço com carbono extremamente baixo tendo excelentes características de superfície, capacidade de trabalho, e capaci- dade de conformação compreendida de um aço contendo C: 0,005% em massa ou menos, Al solúvel em ácido: 0,005% em massa ou menos, Cu: 0,01 a 3,0% em massa, Ni: 0,5 x Cu% em massa ou menos, e também Nb e B respectivamente caracterizada pelo fato de que pelo menos 40% do número de óxidos presentes no aço incluem pelo menos Si, Mn e Fe. (13) Uma chapa de aço de carbono extremamente baixo ten- do excelentes características de superfície, capacidade de trabalho, e capa- cidade de conformação conforme qualquer um dos itens (10) a (12) caracte- rizada pelo fato de que o teor dos pelo menos óxidos de Si, óxidos de Mn e óxidos de Fe que são pelo menos 40% do número de óxidos presentes no aço é de 20% em massa ou mais.

De acordo com a presente invenção, os óxidos podem ser feitos para se precipitarem finamente no aço fundido no momento da solidificação sem provocar a formação de quase nenhuma inclusão, então é impossível evitar com segurança defeitos de superfície e fixar o C e o N na chapa de aço e é possível controlar a textura da chapa de aço laminada a quente, en- tão é possível produzir-se uma chapa de aço de bitola fina excelente em ca- pacidade de trabalho e capacidade de conformação.

MELHOR FORMA DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO

Abaixo a presente invenção será explicada em detalhes. O método de produção da presente invenção adiciona Cu, Nb e B ao aço fundido refinado em um conversor, forno elétrico ou outro forno de produção de aço ou tratado por degaseificação a vácuo ou similar para re- duzir a concentração de carbono no aço fundido para 0,005% em massa ou menos e ajustar a concentração de oxigênio dissolvido para 0,01 a 0,06% em massa. A idéia básica desse método de fundição é reduzir a concentra- ção de carbono até um ponto em que ele não reaja com o oxigênio durante o lingotamento para gerar gás CO e deixar para trás uma grande quantidade de oxigênio dissolvido sem adicionar quase nenhum Al de forma a evitar a formação de quase todas as inclusões no aço fundido e para adicionar Cu, Nb e B extremamente fracos em poder de desoxidação para fixar o C e o N e controlar a textura e assim assegurar a qualidade como chapa de aço para uso como folha. O aço fundido descarburizado no conversor ou no recipiente de tratamento a vácuo contém uma grande quantidade de oxigênio dissolvido.

Esse oxigênio dissolvido forma uma grande quantidade de inclusões à base de alumina uma vez que quase toda ela é removida pela adição de Al (rea- ção da fórmula 1): As inclusões à base de alumina se agregam imediatamente a- pós a desoxidação para tornarem-se inclusões brutas à base de alumina que se tornam a causa da formação de defeitos de superfície no momento da produção da chapa de aço. Entretanto, se não se adicionar nenhum Al ao aço fundido após a descarburização, ou mesmo se ele for adicionado, adi- cionando-se uma pequena quantidade e não se removendo muito oxigênio, uma grande quantidade de oxigênio dissolvido está contido no aço fundido, mas não é formada quase nenhuma inclusão e o aço fundido de uma limpe- za extremamente alta pode ser obtido.

Geralmente se lingote aço fundido no qual o oxigênio dissolvido está contido em uma grande quantidade, o gás CO é gerado durante a soli- dificação, ocorre um fenômeno de borbulhamento severo, e uma grande quantidade de bolhas é presa na placa lingotada, de forma que não apenas a capacidade de lingotamento se deteriorou, mas também a qualidade das placas lingotadas diminui grandemente.

Conseqüentemente a presente invenção tem sua atenção foca- da na não adição de Al ou na adição de não muita quantidade de Al e deixar o oxigênio dissolvido, mas ao invés diminuindo grandemente o teor da con- centração de C de modo a suprimir a formação de gás CO durante a solidifi- cação. Como resultado, dos estudos experimentais aprendeu-se que se a concentração de C for tornada 0,005% em massa ou menos, a taxa de for- mação de gás CO durante a solidificação cai por uma margem extremamen- te alta.

Para aumentar a capacidade de trabalho na chapa de aço para chapas de aço de bitolas finas, é importante reduzir-se a concentração de C tanto quanto possível, e fixar o C e o N na solução sólida no aço pela adição de outros elementos. Geralmente Al, Ti, etc. são usados como elementos para fixação de C e N no aço, mas se forem adicionadas quantidades sufici- entes desses elementos para a fixação de C e N, o aço fundido acaba tor- nando-se fortemente desoxidado.

Na presente invenção, foi descoberto que adicionar-se Nb e B como elementos onde mesmo se quantidades de uma extensão capaz de fixar suficientemente o N ou o C são adicionadas, o poder de desoxidação é tão fraco que o aço fundido não é muito desoxidado. O Nb e o B funcionam para aumentar a capacidade de trabalho da chapa de aço fixando principalmente o C e fixando principalmente o N respectivamente como precipitados.

Entretanto, com apenas a adição composta de Nb e B, o alon- gamento total da chapa de aço obtida é grandemente melhorada, mas o va- lor de Lankford (referido como "valor r") torna-se um valor um tanto baixo se comparado com aço de carbono extremamente baixo com Ti adicionado e desoxidado ao Al.

Portanto, examinou-se em detalhes os elementos aditivos que provocam facilmente a formação de textura na orientação da superfície da chapa (111) adequados para a melhoria do valor r na chapa de aço, em se- guida descobriou-se que a adição de Cu é a mais eficaz na chapa de aço da presente invenção com a alta concentração de oxigênio.

Conseqüentemente, na presente invenção, para aumentar a ca- pacidade de trabalho da chapa de aço, isto é, tanto o alongamento total quanto o valor r, é necessário adicionar-se os três elementos, Nb, B e Cu ao aço fundido.

Da forma acima, mesmo se reduzir-se a concentração de C para 0,005% em massa ou menos, se a concentração de oxigênio dissolvido no aço fundido for muito alta, a produção de gás CO durante a solidificação não pode ser suprimida. Por estudo experimental, se a concentração de oxigênio dissolvido estiver acima de 0,06% em massa, mesmo se diminuir-se a con- centração de C para 0,005% em massa ou menos, bolhas de CO acabarão sendo capturadas na placa lingotada, então defeitos produzidos pelas bolhas são gerados após a laminação.

Por outro lado, para suprimir a produção de gás CO, é possível remover-se o excesso de concentração de oxigênio dissolvido por Al, Ti ou similar, mas de estudos experimentais, se desoxidado para abaixo da con- centração de oxigênio dissolvido de 0,01% em massa, alumina, titânia e ou- tras inclusões tornam-se excessivas e acabam permanecendo no aço fundi- do sem flutuar e sem serem removidas.

Conseqüentemente, a concentração de oxigênio dissolvido no aço fundido tem que ser 0,01% em massa a 0,06% em massa.

Entretanto, quando se adiciona Nb, B e Cu, se a concentração de oxigênio dissolvido estiver na faixa da presente invenção, Al, Ti, etc. não precisam absolutamente ser adicionados. Note que a concentração de oxi- gênio dissolvido no aço fundido pode ser analisada pelo sensor de oxigênio usando-se em eletrólito sólido, enquanto a concentração de C pode ser ana- lisada pelo método de amostragem do aço fundido. A seguir, as concentrações preferidas de B e Nb adicionadas ao aço fundido serão explicadas. Conforme explicado anteriormente, Nb e B aumentam a capacidade de trabalho da chapa de aço ao fixarem principal- mente C e principalmente N respectivamente como precipitados.

Entretanto, caso adicione mais do que o necessário, eles estão presentes como solução sólida de Nb e solução sólida de B no aço e aumen- tam a temperatura de recristalização, então, a menos que tratados à tempe- ratura de recozimento correspondente a isso, resulta facilmente uma estrutu- ra trabalhada a quente e a ductilidade cai facilmente.

Portanto, a faixa preferida de adição de Nb e B ao aço fundido pode ser adequadamente expressa se usar-se a parte média das fórmulas a seguir descritas usando-se os equivalentes químicos dos elementos como indicadores.

Aqui, a parte média da [Fórmula 2] significa a quantidade de Nb livre não aglutinando com o C e formando um carboneto, enquanto a parte média da [Fórmula 3] significa a quantidade de N livre não aglutinando com o N e formando um nitreto.

Isto é, no caso de Nb, se o valor da parte média da [Fórmula 2] for menor que -0,02 ou acima de 0,1 , ou, no caso do B, se o valor da parte média da [Fórmula 3] for menor que -0,0023 ou acima de 0,0045, a ductili- dade diminui facilmente.

Das razões acima, é desejável satisfazer-se as relações de Além disso, se as quantidades de adição de Nb e B desta faixa, a concentração de oxigênio equilibrada com Nb e B é 0,01% em massa ou mais. Mesmo caso adicione-se Nb e B, o oxigênio dissolvido de 0,01% em massa ou mais pode ser garantido.

Além disso, a concentração preferível de Cu adicionada ao aço fundido será explicada. O Cu tem o efeito de promover a formação de uma textura da (111) orientação onde um alto valor r é facilmente obtido na chapa de aço. No mínimo, se adicionar-se 0,01% em massa ou mais, esse efeito não aparece facilmente, então a quantidade de adição é preferivelmente tor- nada 0,01% em massa ou mais.

Por outro lado, se a quantidade de adição de Cu for maior que 3,0% em massa, as propriedades de superfície da chapa de aço após a la- minação a quente se deteriora facilmente devido à fragilidade do Cu, então o limite superior é preferivelmente tornado 3,0% em massa. O Ni tem o efeito de facilitar a deterioração das características da superfície laminada devido ao Cu. Em uma base de massa, é comum acrescentar-se o equivalente a mais da metade do Cu como regra. Foi des- coberto em chapas de aço com uma alta concentração de oxigênio da pre- sente invenção, quando a concentração de oxigênio dissolvido no aço fundi- do é de 0,01% em massa ou mais, a fragilidade do Cu é inibida pelo alisa- mento da carepa e dos limites da ferrita da chapa laminada a quente e me- lhoria da capacidade de descascamento da carepa.

Devido a isso, na presente invenção, mesmo em um estado on- de o Ni não é adicionado, as características de superfície da chapa laminada a quente tornam-se boas e as características da presente invenção podem ser extraídas ao máximo, mas quando é necessário, é suficiente adicionar- se Ni em uma quantidade de menos da metade do Cu. Originalmente, na chapa de aço com boas características de superfície da chapa laminada a quente, mesmo se adicionar-se Ni ao aço no mesmo nível do Cu, ocorre a- penas um aumento no custo. O limite superior de Ni é preferivelmente torna- do menos da metade da concentração de Cu. A ação dos outros ingredientes no aço fundido será comentada a seguir. A concentração de Si no aço fundido é preferivelmente 0,005% em massa a 0,03% em massa. Se a concentração de Si for menor que 0,005% em massa, a resistência da chapa de aço torna-se facilmente insufi- ciente, enquanto a concentração de Si for maior que 0,03% em massa, a capacidade de trabalho da chapa de aço diminui.

Além disso, se a concentração de Si for 0,03% em massa ou menor, o equilíbrio da concentração de oxigênio torna-se também maior que 0,02% em massa. Ajustando-se a concentração de Si, é possível garantir-se uma concentração de oxigênio dissolvido de mais de 0,02% em massa a 0,06% em massa. Além disso, adicionando-se elementos que tenham poder de desoxidação, uma concentração de oxigênio dissolvido no aço fundido de 0,01% em massa a 0,06% em massa pode ser garantida.

Quando a concentração de Mn no aço fundido é menor que 0,08% em massa, bolhas de escamas são facilmente formadas no momento da laminação a quente da placa. Também, se a concentração de Mn for maior que 0,3% em massa, a capacidade de trabalho da chapa de aço dimi- nui. Por causa disso, a concentração de Mn no aço fundido é preferivelmen- te 0,08% em massa a 0,3% em massa.

Além disso, o Mn tem um poder de desoxidação extremamente fraco comparado ao Si, porque a concentração de Mn é de 0,3% em massa, o equilíbrio da concentração de oxigênio está acima de 0,1% em massa, a- lém disso, adicionando-se elementos que tenham poder de desoxidação, uma concentração de oxigênio dissolvido no aço fundido de não menos que 0,01% em massa e de não mais que 0,06% em massa pode ser garantido.

Além disso, porque o Mn tem um poder de desoxidação muito fraco, se a concentração de Mn for de 0,3% em massa ou menos, quase nenhum óxido de Mn é formado sob condições de equilíbrio, mas se a adi- ção de Mn em alto oxigênio ao aço fundido após o sopro do conversor ou após a degaseificação a vácuo, o Mn é adicionado na forma de grandes por- ções de ferro-manganês ou de minério de manganês, ou algumas vezes re- giões de alta concentração de Mn são formadas localmente no aço fundido.

Em tais regiões, embora pequenos em quantidade, os óxidos de Mn acabam sendo formados.

Na presente invenção, é mais preferível não formar-se inclusões no aço fundido, então é mais preferível ajustar-se a concentração de Mn sob condições de operação sem a adição de Mn após o sopro do conversor ou após a degaseificação a vácuo.

Geralmente, o ferro fundido contém Mn. Mesmo sem a adição de Mn, pelas condições operacionais, é possível obter-se uma concentração de Mn de cerca de 0,15% em massa. Conseqüentemente, caso considere mesmo as inclusões em adição à qualidade, a faixa mais preferível de con- centração de Mn é de 0,08 a 0,15% em massa, onde a produção é possível sem a adição de Mn após o sopro do conversor ou após a degaseificação a vácuo.

Na presente invenção, para evitar a formação das inclusões à base de alumina facilmente agregáveis, o Al não é adicionado ao aço fundi- do ou quase não é adicionado. Em estudos experimentais, se a concentra- ção de Al solúvel em ácido da chapa de aço exceder 0,005% em massa, as inclusões à base de alumina na chapa de aço aumentam, então o limite su- perior foi tornado 0,005% em massa. Uma vez é preferível não haver que nenhuma adição de Al ao aço fundido, naturalmente o limite inferior de con- centração de Al inclui 0% em massa.

Aqui o Al solúvel em ácido é a quantidade de Al dissolvida em ácido. Geralmente isto corresponde à concentração de Al dissolvido ( con- centração de Al que não forma AI2O3).

Além disso, as inclusões à base de alumina que inevitavelmente entram através dos refratários, etc. não representam um problema. Isto se dá porque com uma pequena quantidade de inclusões à base de alumina, 0 oxigênio dissolvido no aço fundido é alto, então a energia nas bordas do aço fundido e das inclusões à base de alumina diminui e não é formada quase nenhuma textura.

Além disso, 0 Ti no aço fundido fixa 0 C e 0 N como TiN ou TiC, então é eficaz na melhoria da capacidade de trabalho, mas se a quantidade de adição de Ti também tornar-se maior, por exemplo, se a concentração de Ti tornar-se maior que 0,01% em massa, o equilíbrio da concentração de oxigênio torna-se menor que 0,01% em massa, de forma que uma concen- tração suficiente de oxigênio dissolvido não pode ser garantida. Consequen- temente, quando se adiciona Ti a partir da necessidade de também aumen- tar a capacidade de trabalho, ele deve ser adicionado na faixa de 0,01% em massa ou menos.

Recentemente, máquinas de lingotamento contínuo foram equi- padas com dispositivos de agitação eletromagnética do molde de lingota- mento ou bobinas magnéticas. Usando-se esses, foi descoberto que é pos- sível o lingotamento sem deixar que as bolhas de CO sejam capturadas na placa lingotada.

Descobriu-se que se for garantida uma taxa de fluxo no aço fun- dido no menisco no molde de lingotamento no momento da agitação eletro- magnética durante a solidificação de 40 a 100 cm/s, o lingotamento é possí- vel com quase nenhuma bolha de CO capturada na placa lingotada mesmo caso se faça a concentração de oxigênio cerca de 0,06% em massa, então este é mais preferível.

Note que se a taxa de fluxo de redemoinho do metal fundido pe- la agitação eletromagnética for menor que 40 cm/s, um efeito suficiente de limpeza de bolhas de CO é difícil de se obter, enquanto se a taxa de fluxo de redemoinho for maior que 100 cm/s, as bolhas de CO são limpas, mas o pó do molde é carregado na superfície do metal fundido e são facilmente for- mados defeitos de superfície.

Na presente invenção, o aço fundido reduzido na concentração de C para 0,05% em massa ou algo assim pelo sopro do conversor é tam- bém reduzido na concentração de C para 0,005% em massa por um equi- pamento de degaseificação a vácuo. A concentração de oxigênio dissolvido no aço fundido é controlada para se aproximar de 0,01 a 0,06% em massa após o fim da descarburização considerando-se a quantidade de descarburi- zação.

Após o término da descarburização no equipamento de degasei- ficação a vácuo, Mn e Si não são adicionados ou não são adicionados tanto quanto possível, mas Cu, Nb, B, Ni e similares são adicionados, Além disso, quando é necessário ajustar-se finamente a concentração de oxigênio dis- solvido no aço fundido para o valor alvo, simultaneamente pequenas quanti- dades de Al e Ti são adicionadas para ajustar os ingredientes. O aço fundido produzido dessa forma é lingotado continuamente para produzir uma placa lingotada usando-se lingotamento contínuo ou agitação eletromagnética. A seguir, a chapa de aço da presente invenção será explicada.

Note que a chapa de aço laminada a quente obtida pela laminação a quente da placa lingotada produzida pelo método acima, a chapa de aço laminada a frio obtida por laminação a frio, ou outra chapa de aço obtida trabalhando-se a placa lingotada é definida como "chapa de aço" na presente invenção.

Portanto, a chapa de aço da presente invenção contém Cu, Nb e B. Como outros elementos, por exemplo, é possível incluir-se Si, Mn, etc. do ponto de vista de garantir a resistência e uma quantidade de traços de Ti e de Al solúvel em ácido a 0,005% em massa ou menos do ponto de vista de garantir a capacidade de trabalho.

Além disso, caso se faça a concentração de C no aço fundido extremamente baixa, o oxigênio dissolvido se precipita durante o lingotamen- to como inclusões à base de óxido de Fe. As inclusões à base de óxido de Fe não são formadas no aço fundido, mas se precipitam durante a solidifica- ção, então se dispersam finamente na placa lingotada sem se agregarem.

Note que as "inclusões à base de óxido de Fe" não são apenas óxidos de Fe puros e também contêm óxidos de Si, óxidos de Mn, etc. com- binados.

Portanto, em chapas de aço de carbono extremamente baixo como a presente invenção, pelo menos Si, Mn e Fe estão incluídos como óxidos. Em outras palavras, pelo menos um tipo de óxido de Si, Mn, e Fe está incluído. Aqui, além dos óxidos de Si, Mn e Fe, vários óxidos tais como [óxidos de Mg, Ca e Al podem também estar incluídos.

Além disso, quando se avalia o estado de dispersão das inclu- sões na chapa de aço da presente invenção, óxidos finos de um tamanho de 0,5 μηη a 30 μιτι são dispersos na chapa de aço em uma quantidade de 1.000 partículas/cm2 até 1.000.000 de partículas/cm2. Dispersando-se fina- mente as inclusões desta forma, a prevenção de defeitos de superfície pode ser alcançada.

Note que o tamanho dos óxidos finos é feito 0,5 μη a 30 μη porque o tamanho das inclusões na chapa de aço da presente invenção cai na faixa de cerca de 0,5 μη a 30 μη. Se as inclusões forem de um tamanho de 30 μη ou similar, defeitos na superfície podem ser suficientemente evita- dos.

Além disso, o estado de dispersão das inclusões foi feito 1.000 partícuias/cm2 a 1.000.000 de partículas/cm2 porque se as inclusões da cha- pa de aço na presente invenção estão nessa faixa de densidade de partícu- las, os defeitos de superfície não serão formados.

Aqui, o estado de dispersão das inclusões foi avaliado obser- vando-se a superfície polida da chapa de aço por um microscópio ótico a uma potência de 100X e 1000X e avaliando-se a distribuição de tamanho de partículas das inclusões em uma unidade de área. O tamanho de partícula das inclusões, isto é, o diâmetro, foi obtido medindo-se o eixo maior e o eixo menor e calculando-se (eixo maior x eixo menor)0,5.

Além disso, se 40% ou mais do número de óxidos presentes na chapa de aço contêm pelo menos Si, Mn e Fe, quase todas as inclusões se- rão formadas durante a solidificação e o tempo para elas agregarem será curto, uma vez que eles podem se dispersar finamente e os defeitos de su- perfície serão difíceis de se formar. Isto é, portanto, preferível.

Aqui “contém pelo menos Si, Mn e Fe" significa pelo menos um tipo de Si, Mn, e Fe. Isto será usado em um sentido similar mais tarde.

Além disso, se 40% ou mais do número de óxidos presentes na chapa de aço tem um teor de pelo menos óxidos de Si, óxidos de Mn e óxi- dos de Fe de 20% em massa ou mais, mais preferivelmente 50% em massa ou mais, quase todos os óxidos serão formados em um momento próximo à extremidade de solidificação e o tempo para eles se agregarem será extre- mamente curto, então as inclusões serão finamente dispersas e os defeitos de superfície serão difíceis de se formarem. Isto é portanto mais preferível.

Uma chapa de aço tendo esse tipo de óxidos em estado disper- so e essa composição é resistente à formação de defeitos de superfície.

Dos resultados acima, de acordo com a presente invenção, as inclusões à base de óxido de Fe podem ser feitas para se precipitarem e se dispersarem finamente durante a solidificação sem permitir a formação de quase nenhuma inclusão no aço fundido, então as inclusões não se tornam a causa da formação de defeitos de superfície no momento da produção da chapa de aço. Além disso, a capacidade de trabalho é grandemente melho- rada devido ao Nb, B e Cu na chapa de aço, então a qualidade e o material da chapa de aço para folhas pode ser grandemente melhorada. A chapa de aço para uso como folhas é usada para chapas ex- ternas de automóveis e outras aplicações onde o processamento é seve- ro,então deve ser adicionada capacidade de trabalho.Para aumentar a capa- cidade de trabalho da chapa de aço para uso como folha, é importante dimi- nuir a concentração de C tanto quanto possível e também fixar o C e o N na solução sólida no aço pela adição de outros elementos. A concentração de C é feita 0,01% em massa ou menos, prefe- rivelmente 0,005% em massa ou menos, do ponto de vista de capacidade de trabalho. Entretanto, a condição de prevenção da formação de bolhas de CO durante a solidificação é uma concentração de C de 0,005% em massa ou menos, então na presente invenção a concentração de C determinada a par- tir da condição de capacidade de trabalho é suficientemente satisfeita. Note que o limite inferior da concentração de C não é particularmente limitado.

EXEMPLOS

Abaixo, serão dados exemplos e exemplos comparativos para explicar a presente invenção.

Exemplo 1 300 t de aço fundido com uma concentração de C de 0,0019% em massa foram produzidas refinando-se em um conversor e tratando-se em um equipamento de degaseificação a vácuo do tipo fluxo rotativo.

Ao aço fundido foram adicionadas ligas de Cu, Nb, e B, sem a- dicionar-se Al, para dar 0,011% em massa de Si, 0,16% em massa de Mn, 0,014% em massa de Nb, 0,003% em massa de B, 0,07% em massa de Cu, 0,0016% em massa de N, 0,043% em massa de oxigênio dissolvido, e 0,001% em massa ou menos de Al solúvel em ácido.

Esse aço fundido foi lingotado em uma placa de espessura de 250 mm e de uma largura de 1800 mm por lingotamento contínuo. A placa lingotada foi cortada em comprimentos de 8500 mm para uso como unida- des de bobinas. A placa assim obtida foi laminada a quente e laminada a frio pe- los métodos comuns para finalmente se obter uma bobina de chapa de aço laminada a frio de 0,7 mm de espessura e uma largura de 1800 mm. A qua- lidade foi examinada visualmente em uma linha de inspeção após a lamina- ção a frio e o número de defeitos de superfície formados por bobina foi ava- liado.

Como resultado, nenhum defeito de superfície foi formado e ne- nhuma fratura devido à fragilidade do Cu foi também observada. Além disso, as inclusões na chapa de aço laminada a frio foram examinadas, com o que óxidos finos de um diâmetro de 0,5 μιτι a 30 μΓη foram dispersos na chapa de aço em uma quantidade de 35.000 partículas/cm2. 70% dessas incluíram óxidos de Si, óxidos de Mn e óxidos de Fe em um total de 60% em massa ou mais.

Além disso, a chapa de aço laminada a frio obtida foi avaliada quanto à capacidade de trabalho. Foi uma chapa de aço com alta capacida- de de trabalho e um alongamento total de 57% e um valor r de 2,6.

Exemplo 2 300 t de aço fundido com uma concentração de C de 0,003% em massa foram produzidas pelo refino em um conversor e pelo tratamento em um equipamento de degaseificação a vácuo do tipo fluxo rotativo.

Ligas de Cu, Nb, B e Ni foram adicionadas ao aço fundido, sem adição de Al, para dar 0,01% em massa de Si, 0,15% em massa de Mn, 0,035% em massa de Nb, 0,005% em massa de B, 1,8% em massa de Cu, 0,5% em massa de Ni, 0,0025% em massa de N, 0,004% em massa de Ti, 0,015% em massa de oxigênio dissolvido, e 0,001% em massa de Al solúvel em ácido.

Esse aço fundido foi lingotado em uma placa de 250 mm de es- pessura e de 1800 mm de largura usando-se uma máquina de lingotamento contínuo com um dispositivo de agitação eletromagnética no molde enquan- to agita eletromagneticamente o metal fundido a uma taxa média de fluxo de 50 cm/s no menisco. A placa lingotada foi cortada em comprimentos de 8500 mm para uso como unidades de bobinas. A placa assim obtida foi laminada a quente e laminada a frio pe- los métodos comuns para finalmente se obter uma bobina de chapa de aço laminada a frio de 0,7 mm de espessura e com largura de 1800 mm. A quali- dade da placa foi examinada visualmente em uma linha de inspeção após a laminação a frio e o número de defeitos de superfície formados por bobina foi avaliado.

Como resultado, não ocorreu nenhum defeito de superfície e nenhuma fratura devida à fragilidade do Cu. Além disso, as inclusões na chapa de aço laminada a frio foram examinadas, com o que óxidos finos de 0,5 pm a 30 pm de diâmetro foram dispersos na chapa de aço em uma quantidade de 23.500 partículas/cm2. 50% dessas incluíram óxidos de Si, óxidos de Mn, e óxidos de Fé em um total de 40% em massa ou mais.

Além disso, a chapa de aço laminada a frio obtida foi avaliada quanto à capacidade de trabalho. Foi uma chapa de aço com alta capacida- de de trabalho com um alongamento total de 56% e um valor r de 2,7.

Exemplo Comparativo Ligas de Ti e Cu foram adicionadas ao aço fundido em uma pa- nela com concentração de carbono reduzida para 0,0015% em massa pelo seu refino em um conversor e um tratamento em um equipamento de dega- seificação a vácuo do tipo fluxo rotativo e o aço foi desoxidado pelo Al para dar 0,01% em massa de Si, 0,15% em massa de Mn, 0,02% em massa de Ti, 0,3% em massa de Cu, 0,002% em massa de N, 0,04% em massa de Al, e 0,0002% em massa de concentração de oxigênio dissolvido.

Esse aço fundido foi lingotado em uma placa com 250 mm de espessura e 1800 mm de largura por lingotamento contínuo. A placa lamina- da foi cortada em comprimentos de 8500 mm para uso como unidades de bobinas. A placa assim obtida foi laminada a quente e laminada a frio pe- los métodos comuns para finalmente obter-se uma bobina de chapa de aço laminada a frio com 0,7 mm de espessura e 1800 mm de largura. A qualida- de da placa foi examinada visualmente em uma linha de inspeção após a laminação a frio e o número de defeitos de superfície formados por bobina foi avaliado.

Como resultado, defeitos de superfície ocorreram a uma taxa de 5 defeitos/bobina por placa média. Fraturas devido à fragilidade do Cu tam- bém ocorreram. Além disso, quando as inclusões na chapa de aço laminada a frio foram examinadas, óxidos finos de 0,5 μιη a 30 μιτι foram apenas des- cobertos na chapa de aço a uma taxa de 200 partículas/cm2. Um grande número de inclusões acima de 30 μηι foi também observado. 95% das inclu- sões na chapa de aço foram inclusões à base de alumina.

Além disso, quando a capacidade de trabalho da chapa de aço laminada a frio foi avaliada, uma chapa de aço de alta capacidade de traba- lho com um alongamento total de 40% e um valor r de 1,4 não pode ser obti- da.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

De acordo com a presente invenção, chapas de aço de bitola fi- na com teor de carbono extremamente baixo tendo excelentes característi- cas de superfície, capacidade de trabalho, e capacidade de conformação podem ser fornecidas, então a presente invenção expande as aplicações de chapas de aço de bitolas finas e a aplicabilidade industrial é grande.

Claims (7)

1. Método de produção de uma placa lingotada de aço, caracte- rizado pelo lingotamento de aço fundido obtido pela redução da concentra- ção de carbono do aço fundido para 0,005% em massa ou menos mediante degaseificação a vácuo, e então pela adição de Cu, Nb e B ao aço fundido para fazer o aço fundido incluir Cu de 0,01 a 3,0% em massa e Nb e B de, respectivamente: e ainda ajustando-se a concentração em % em massa, no aço fundido, de: oxigênio dissolvido: 0,01 a 0,06% Si: 0,005 a 0,03%; Mn: 0,08 a 0,3%; e Al solúvel em ácido: 0,005% ou menos, o restante sendo Fe e impurezas inevitáveis, sendo que o aço tem óxidos finos de um diâmetro de 0,5 am a 30 am dis- persos no mesmo em uma quantidade de 1000 partículas/cm2 até 1.000.000 de partículas/cm2.

2. Método de produção de placa lingotada de aço de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de adicionar ainda Ni numa concentração de 0,5xCu ou menos ao aço fundido.

3. Método de produção de uma placa de aço lingotada de acor- do com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de agitar eletromag- neticamente o aço fundido durante o lingotamento.

4. Método de produção de placa lingotada de aço de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo lingotamento do mencionado aço fundido lingotando-o enquanto se agita eletromagneticamente para fazer o aço fundido girar na posição de menisco a uma taxa média de fluxo de 40 cm/s a 100 cm/s.

5. Chapa de aço caracterizada pelo fato de compreender C: 0,005% em massa ou menos, Al solúvel em ácido: 0,005% em massa ou menos, Cu: 0,01 a 3,0% em massa, Si: 0,005 a 0,03%, Mn: 0,08 a 0,3% e também Nb e B de respectivamente o restante sendo Fe e impurezas inevitáveis, sendo que o aço contém óxidos finos de um diâmetro de 0,5 ocm a 30 ocm dispersos no mesmo em uma quan- tidade de 1.000 partículas/cm2 a 1.000.000 de partículas/cm2 e pelo menos 40% do número de óxidos presentes no aço incluem pelo menos Si, Mn e Fe

6. Chapa de aço de acordo com a reivindicação 5, caracteriza- da pelo fato de compreender ainda Ni: 0,5 x Cu% em massa ou menos.

7. Chapa de aço de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracte- rizada pelo fato de pelo fato de ser de 20% em massa ou mais o teor dos pelo menos óxidos de Si, óxidos de Mn e óxidos de Fe que estão presentes nos referidos pelo menos 40% do número de óxidos no aço.