BRPI0713527A2 - processo e instalação para a produção de tiras laminadas a quente de aço de liga de silìcio à base de lingotes delgados - Google Patents
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Abstract
PROCESSO E INSTALAçãO PARA A PRODUçãO DE TIRAS LAMINADAS A QUENTE DE AçO DE LIGA DE SILìCIO A BASE DE LINGOTES DELGADOS. A presente invenção se refere a um processo e a uma instalação para a produção de tiras laminadas a quente a partir de aços de liga de silício para um processamento subseqüente para transformá-las em chapas com orientação de granulação, tais como chapas elétricas, sendo um produto fundido, neste caso um lingote delgado tendo, por exemplo, no máximo 120 mm de espessura a um tratamento de pré- aquecimento e sendo em seguida submetido a um processo de laminação em um trem de laminação a quente, para ajustar um estado de recristalização desejado. De acordo com a presente invenção ainda é previsto, dentro do quadro do tratamento de pré-aquecimento para o ajuste da temperatura de laminação final (T~ WE~) , ajustar-se uma temperatura de entrada (T~ ein~) do produto fundido (2) no trem de laminação a quente (9a ou 9b) a pelo menos 1200<198>C, de preferência acima de l250<198>C, por meio de pelo menos uma etapa de pré-aquecimento (3) e uma etapa de aquecimento intensivo (6).
Description
PROCESSO E INSTALAÇÃO PARA A PRODUÇÃO DE TIRAS LAMINADAS A QUENTE DE AÇO DE LIGA DE SILÍCIO À BASE DE LINGOTES
DELGADOS
A presente invenção se refere a um processo e a uma instalação para a produção de uma tira laminada a quente (pré-material) constituída de aço de liga de silício para um processamento subseqüente que as transformasse em chapas com orientação de granulação, tais como, por exemplo, chapas elétricas. 0 processamento subseqüente não incide no âmbito da presente invenção; ele se processa em trens de laminação a frio.
Conhecem-se do estado da técnica diferentes processos e instalações do tipo citado; aconselhamos a consulta, por exemplo, dos seguintes documentos:
Processos e instalações para a laminação de tiras e chapas a partir de peças fundidas já são conhecidos, e foram descritos, por exemplo, em Stahl & Eisen, Vol 2, 1993, página 37. Na instalação descrita aqui, é produzido um lingote delgado por meio de uma máquina de fundição contínua com uma lingoteira de configuração especial, dividida em segmentos individuais e levada a um forno de recozimento contínuo para um equilíbrio de temperatura. Em seguida o lingote é acelerado a uma velocidade de introdução nitidamente mais elevada do que a do trem de laminação seguinte, é decapada e conduzida ao trem de laminação. No funcionamento de produção estacionária com uma velocidade de fundição de 5,5 m/minuto o lingote delgado atinge o forno de recozimento contínuo com uma temperatura média de 1080°C. A temperatura de saída do forno de recozimento contínuo se encontra a aproximadamente 1100°C. A energia necessária para o processo de laminação é, portanto, praticamente totalmente coberta pela quantidade de calor que está contido no lingote fundido. No trem de laminação as temperaturas são controladas alterando-se a velocidade de laminação, por resfriamento e por contato entre cilindros, de modo que é ajustada uma temperatura de laminação final de 880°C. Segue um resfriamento lento na seção de resfriamento assim como um embobinamento subseqüente.
São também conhecidos de EP 1 469 954 sistemas de ajuste de temperatura de muitas etapas para o aquecimento de um produto fundido antes da sua introdução em um trem de laminação.
Além disso, conhece-se de EP 0 415 987 B2 um processo para a produção contínua de aço em tiras ou em chapas a partir de lingotes delgados de aproximadamente 50 mm de espessura, sendo os lingotes delgados produzidos com uma orientação horizontal em instalações de fundição contínua em curva. O processo abrange as seguintes etapas de processo: laminação dos lingotes delgados depois do enrij ecimento do produto fundido em um poço de guia em curva a temperaturas acima de 1100°C, resfriamento dos lingotes durante a irradiação ou a decapagem, reaquecimento por indução a uma temperatura de aproximadamente 1100°C assim como a laminação do lingote delgado em pelo menos um trem de laminação. Por meio do aquecimento é ajustada uma temperatura no lingote de modo que se ajusta no dispositivo de transformação do trem de laminação uma queda de temperatura e de tal modo que por passagem no último jogo de cilindros a temperatura se encontre dentro de limites suficientes ainda para uma boa transformação. Neste caso em um terceiro e último jogo de cilindros do trem de laminação a temperatura do produto laminado cai para 988°C( por exemplo, e é suficiente como temperatura de passada para a última etapa de transformação. O produto laminado sai do último jogo de cilindros com uma temperatura de 953°C ou menos e é em seguida separado em segmentos de comprimento desejado a uma temperatura ainda mais reduzida, empilhado ou embobinado. Caso seja necessário, pode se prever entre os jogos de cilindros individuais uma ou mais etapas de aquecimento intermediário por indução.
Os dois processos conhecidos têm em comum o fato de que a temperatura de entrada na etapa de laminação de acabamento é de tal modo ajustada que a temperatura de laminação final determinada pode ser conservada constante.
A partir de EP 0415 987 B2 a presente invenção tem como objetivo concretizar o tratamento térmico em um processo conhecido e uma instalação conhecida com os quais é produzido um pré-material em tiras fundidas a quente de aço de liga de Si para um processamento subseqüente para serem transformadas em chapas com orientação da granulação.
Este objetivo é atingido com o processo reivindicado pela reivindicação 1.
Com o processo de acordo com a presente invenção em primeiro lugar é ajustada de modo simples uma temperatura de introdução no trem de acabamento, que garante uma morfologia de precipitação no produto laminado. Os sistemas de ajuste de temperatura em uma única etapa conhecidos no estado da técnica não têm condições de aquecer o produto fundido até as temperaturas elevadas necessárias para o ajuste do estado de recristalização desejado/necessário de uma temperatura de entrada no trem de laminação de preferência acima de 1250°C. As temperaturas elevadas são atingidas no processo da presente invenção com vantagem conduzindo-se um pré-aquecimento do produto fundido em duas etapas, pré-aquecimento este que abrange uma etapa aquecida por energia primária e uma aquecida por indução.0 tratamento de pré-aquecimento em duas etapas da presente invenção tem ainda vantagem de que o produto fundido, não somente - caso seja necessário - pode ser aquecido a temperaturas acima de 1250°C, como também pode ser aquecido a temperaturas de introdução mais baixas, quando isto deve ser necessário para o ajuste de outros estados de textura desejados ou estados de recristalização, por exemplo; por esta característica a presente invenção é de aplicação universal.
O controle da temperatura no trem de acabamento subseqüente é dirigido à textura final a serem atingida e a temperatura é ajustada através de uma combinação de velocidades de cilindros e aproveitamento de resfriamentos de jogos intermediários.
Em uma modalidade preferida da presente invenção no tocante a processo, a temperatura de laminação final (Twe) e a velocidade de laminação final do produto lamina é ajustada a valores aos quais não ocorra mais nenhuma recristalização completa do aço e o produto laminado depois da última passagem no trem de laminação a quente bruscamente resfria rapidamente da temperatura de laminação final (Twe) para uma temperatura (Ta) , que garante o ajuste do resfriamento de um estado de recristalização ajustado em toda a espessura de tira. Neste caso é aconselhável, de acordo com uma outra característica de modalidade da presente invenção, que a temperatura de laminação final (TWE) do produto laminado seja ajustada para valores de no mínimo de 950°C, de preferência acima de IOOO0C, e que em seguida em seqüência imediata, o produto laminado seja rapidamente resfriado a temperatura ambiente (TA) de no máximo 650°C, de preferência abaixo de 600°C, sendo especialmente preferível abaixo de 450°C, dentro de um período de 10 segundos. Neste caso fica reprimida uma recristalização completa da tira laminada a quente. Com a escolha da temperatura de embobinamento parte da estrutura recristalizada pode ser ajustada em toda a espessura da tira.
De acordo com uma outra característica de configuração da presente invenção é previsto que na etapa de pré-aquecimento, a temperatura do produto fundido seja ajustado a um valor entre 1000 e 1100°C, e que na etapa de aquecimento intensivo subseqüente, a temperatura seja elevada a valores de 1250°C. Neste caso em uma modalidade preferida a etapa de pré-aquecimento é conduzida em um forno aquecido a gás ou a óleo e que a etapa de aquecimento intensivo subseqüente seja conduzida em uma etapa de aquecimento por indução. Isto apresenta a especial vantagem de que o pré-aquecimento pode ter lugar em um forno de recozimento contínuo, enquanto a etapa de aquecimento é transferidas até temperaturas acima de 1200°C em uma zona de aquecimento por indução. Deste modo impede-se uma sobrecarga excessiva do forno de recozimento contínuo, o que poderia eventualmente levar a danos térmicos. Para se evitar o efeito nefasto que uma camada de depósito primário muito aquecida tem sobre a qualidade da superfície do produto laminado, a superfície do lingote é decapada. Para tal fim, de acordo com uma outra característica de configuração da presente invenção entre a etapa de pré-aquecimento e a etapa de aquecimento intensivo é conduzida uma decapagem em um dispositivo de decapagem. 0 ajuste da temperatura de entrada na etapa de acabamento se produz, portanto, em seguida, por meio de uma etapa de aquecimento por indução. A etapa de acabamento pode neste caso ser constituída por um estágio inicial de um ou mais jogos de cilindros e por um estágio final de muitos jogos de cilindros. A distância entre estes dois pode ser coberta por um pista de cilindros ou por um túnel de aquecimento.
Para se aumentar ainda mais a qualidade superficial, de acordo com uma outra característica de configuração da presente invenção é previsto se conduzir depois da etapa de aquecimento intensivo uma nova decapagem em uma segunda etapa de decapagem.
Além disso é prevista, adicionalmente às decapagens já citadas, ou isoladamente, já antes do forno de recozimento contínuo, uma eliminação das escamas, para proteger os cilindros do forno de depósitos e conseqüentemente a face inferior do lingote de marcas indesejáveis e para melhorar a transição de calor no interior do lingote.
o objetivo citado acima da presente invenção é além disso atingido com uma instalação reivindicada na reivindicação 8. No tocante às vantagens que dela advém para se evitar repetições indicamos as vantagens já descritas do processo da presente invenção.
Na modalidade preferida da instalação de acordo com a presente invenção é previsto que o dispositivo para o resfriamento do produto laminado abranja componentes para resfriar bruscamente o produto laminado a temperaturas abaixo de 600°C, de preferência abaixo de 450°C.
É aconselhável, de acordo com uma outra característica de configuração da presente invenção, que o trem de laminação a quente seja projetado em forma de um trem de acabamento compacto. De acordo com uma característica de configuração alternativa é previsto se projetar o trem de laminação a quente dividido em pelo menos um estágio inicial e pelo menos um estágio final de laminação.
Outras vantagens e detalhes da presente invenção serão evidentes das reivindicações secundárias e da descrição que seque, na qual as modalidades ilustradas nas figuras são explicadas com mais detalhes. Neste caso além das combinações descritas acima de características, também são descritas características isoladas ou em outras combinações essenciais à invenção.
Nos desenhos:
A Figura 1 apresenta uma ilustração esquemática de uma instalação para a condução do processo de acordo com a presente invenção
A Figura 1 mostra uma instalação 1 para a produção do produto laminado na forma de chapas ou tiras de aço de liga de silício para um tratamento subseqüente para transformá-las em chapas com orientação de granulação, tal como, por exemplo, chapas elétricas, que sem nenhum resfriamento de cilindros intermediários até a temperatura ambiente são processados a quente e laminados, de modo, que em seguida o produto laminado está disponível com qualidades estruturais desejadas. A instalação 1 abrange uma instalação de fundição continua la. A barra fundida tendo aproximadamente as dimensões finais na forma de um produto fundido 2 é cortada antes de atingir o forno de recozimento contínuo 3 com o auxílio de uma tesoura 4 em lingotes, que em seguida entram da fundição diretamente no forno de recozimento contínuo 3 para serem aquecidos a temperaturas de 1000 a IlOO0C ou para ser submetido a um equilíbrio térmico. NO caso de lingotes trata-se, de preferência, de lingotes delgados com uma espessura de até 120 mm. Os lingotes aquecidos atravessam em seguida, de preferência, um dispositivo de decapagem 5 e entram em seguida em uma etapa de aquecimento intensivo 6. Aqui os lingotes são aquecidos em um processo de aquecimento rápido de curta duração a temperaturas de entrada de 1100 a 1300°C, de preferência acima de 1250°C. A etapa de pré- aquecimento 3 consiste, no caso em um forno aquecido a gás ou a óleo como um forno de recozimento contínuo 3 e a etapa de aquecimento intensivo 6 subseqüente é conduzida em uma etapa de aquecimento por indução. A etapa de aquecimento intensivo 6 deve ser projetado de modo a assegurar uma temperatura de entrada Tein do produto fundido 2 no trem de laminação acima de 1200°C. A etapa de pré-aquecimento 3 e a etapa de aquecimento intensivo 6 constituem um sistema de ajuste de temperatura 7. Os meios para a condução do tratamento térmica abrangem a etapa de pré-aquecimento 3, a etapa de aquecimento intensivo 6 assim como os dispositivos de resfriamento de cilindros intermediários 10.
Depois de passar pela etapa de aquecimento intensivo 6 o produto fundido 2 é mais uma vez decapado (segunda etapa de decapagem 8) e é introduzido em um trem de laminação a quente 9a ou 9b. O trem de laminação a quente 9a ou 9b pode consistir em um trem de acabamento compacto 9a, ou ser dividido em um estágio inicial e um estágio final de laminação 9b. O número de jogos de cilindros em cada um dos dois estágios parciais não é determinado.
No caso do processo de acordo com a presente invenção agora é previsto que para se ajustar a temperatura de laminação final Twe se ajuste por meio de um tratamento térmico de muitas etapas uma temperatura Tein do produto fundido 2 em um trem de laminação a quente 9a ou 9b da usina de no mínimo 1200°C, de preferência acima de 1250°C, sendo o produto fundido que sai da fundição diretamente conduzido ao pré-tratamento térmico. O pré-tratamento térmico de muitas etapas se produz com o sistema de ajuste de temperatura 7, que abrange a etapa de pré-aquecimento 3 para pré-aquecer o produto fundido 2 e a etapa de aquecimento intensivo 6 para ajustar a temperatura de entrada Tein do produto fundido 2 no trem de laminação a quente.
No caso do processo de acordo com a presente invenção a temperatura de laminação final Twe e a velocidade final de laminação do produto laminado são ajustadas a valores tais que não se produza mais uma recristalização completa do aço. O produto laminado, depois da última passagem pelo trem de laminação a quente, dentro do quadro de um tratamento térmico posterior é bruscamente resfriado da temperatura de laminação final Twe para uma temperatura Ta, ficando assim garantida em toda a espessura da tira o estado de recristalização desejado do produto laminado depois de ter passado pelo trem de laminação. Neste caso a temperatura final de laminação Twe do produto laminado é ajustada para temperaturas de no mínimo 950°C, de preferência acima de 1000°C, sendo em seguida o produto laminado bruscamente resfriado a temperaturas Ta de no máximo 650°C, de preferência abaixo de 600°C, sendo especialmente preferível abaixo de 450°C, durante um período de 10 segundos. Figura 1
No caso do tratamento térmico posterior, que se processa depois da laminação trata-se de uma combinação de um dispositivo de resfriamento rápido 12 e de barras de resfriamento normais com resfriamento por água 13. 0 produto laminado resfriado é em seguida embobinado em um dispositivo dobador 14.
Lista de números de referência
1 Instalação para a produção de tira laminada a quente
1a Instalação de fundição contínua
2 Produto fundido (barra)
3 Dispositivo para pré-aquecimento (forno de recozimento contínuo)
4 Tesoura
5 Dispositivo de decapagem
6 Etapa de aquecimento intensivo
7 Sistema de ajuste de temperatura 8 Segunda etapa de decapagem
9a Trem de acabamento compacto como trem de laminação a quente
9b Estágio inicial e estágio final de laminação o trem de laminação a quente
10 Dispositivo de resfriamento de cilindros intermediários
11 Dispositivo para resfriamento (pista de resfriamento)
12 Dispositivo de resfriamento rápido
13 Barra de resfriamento com resfriamento por água
14 Dispositivo dobador
Claims (10)
1. Processo para a produção de tiras laminadas a quente a partir de um produto fundido, de um lingote delgado, por exemplo, de aços de liga de silício para um processamento subseqüente que as transforme em chapas com orientação de granulação, tais como chapas elétricas, por exemplo, sendo o produto fundido (2) submetido em uma primeira etapa a um pré-tratamento de calor e sendo em uma segunda etapa o produto fundido pré-aquecido submetido a um processo de laminação em um trem de laminação a quente; sofrendo o produto laminado deste modo uma transição para um estado de recristalização, adequado no tocante a um processamento subseqüente a uma temperatura final de laminação desejada (Twe) , CARACTERIZADO pelo fato de que o produto fundido (2) dentro do quadro do processamento subseqüente para ajustar a temperatura final de laminação (Twe) do produto laminado no trem de laminação a quente percorre pelo menos uma etapa de pré-aquecimento (3) e uma etapa de aquecimento intensivo (6) , e deste modo é pré- aquecido a uma temperatura de entrada (Tein) de pelo menos 1200 °C para a entrada no trem de laminação a quente (9a ou 9b) e pelo fato de que antes da etapa de pré-aquecimento (3) é conduzida uma decapagem em um dispositivo de decapagem.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZ ADO pelo fato de que a temperatura final de laminação (Twe) e a velocidade final de laminação do produto laminado são ajustadas a valores tais aos quais não se produz mais nenhuma recristalização completa do aço, e o produto laminado depois da última passada pelo trem de laminação a quente é bruscamente resfriado da temperatura final de laminação (Twe) a uma temperatura (TA) que assegura com um resfriamento desejado ajustado um estado de recristalização em toda a espessura da tira depois de ter passado pelo trem de laminação a quente.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que se ajusta a temperatura de laminação final (Twe) do produto laminado a temperaturas de pelo menos 950°C, de preferência acima de 100°C, e pelo fato de que depois da laminação a quente o produto laminado é bruscamente resfriado a temperaturas (Ta) de no máximo 650°C, de preferência abaixo de 600°C, sendo especialmente preferível abaixo de 450°C dentro de um período de 10 segundos.
4. Processo, de acordo com uma das reivindicações -1, 2 ou 3, CARACTERIZADO pelo fato de que na etapa de pré- aquecimento (3) , a temperatura do produto fundido (2) é ajustada para valores entre 1000 e 1100°C, e pelo fato de que na etapa de aquecimento intensivo (6) que se segue, a temperatura é elevada a valores de 1250°C.
5. Processo, de acordo com uma das reivindicações -1, 2, 3 ou 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de pré-aquecimento (3) é conduzida em um forno aquecido por gás ou por óleo e a etapa de aquecimento intensivo (6) subseqüente é conduzida em uma etapa de aquecimento por indução.
6. Processo, de acordo com uma das reivindicações -1, 2, 3, 4 ou 5, CARACTERIZADO pelo fato de que entre a etapa de pré-aquecimento (3) e a etapa de aquecimento intensivo (6) é conduzida uma decapagem em um dispositivo de decapagem (5).
7. Processo, de acordo com uma das reivindicações -1, 2, 3, 4, 5 ou 6, CARACTERIZADO pelo fato de que depois da etapa de aquecimento intensivo (6) é conduzida uma outra decapagem em uma segunda etapa de decapagem (8).
8. Instalação (1) para a produção de produto laminado a quente em tiras para um processamento subseqüente para transformá-las em chapas com orientação de granulação, tais como chapas elétricas, a partir de um produto fundido em forma de aço de liga de silício, com o emprego do processo das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, a instalação abrangendo: uma instalação de fundição contínua (Ia) para a produção do produto fundido (2); um sistema de ajuste de temperatura (7) para pré- aquecer o produto fundido; assim como um trem de laminação (9a ou 9b) ligado ao sistema de ajuste de temperatura (7), servindo o sistema de ajuste de temperatura (7) e o trem de laminação (9) para converter, a uma temperatura de laminação final determinada (Twe) , o produto fundido (2) no produto laminado com um estado de recristalização apropriado para um processamento subseqüente, CARACTERIZADA pelo fato de que o sistema de ajuste de temperatura (7) abrange, para o ajuste da temperatura final de laminação (Twe) do produto de laminação no trem de laminação, uma etapa de pré- aquecimento (3) para pré-aquecer o produto fundido (2) e uma etapa de aquecimento intensivo (6) para aquecer intensivamente o produto fundido (2) a uma temperatura de entrada (Tein) no trem de laminação a quente acima de -1200°C; de preferência acima de 1250°C; e pelo fato de que a instalação (1) abrange um dispositivo para o resfriamento (11) dos componentes do produto laminado a temperaturas abaixo de 600°C, de preferência abaixo de 450°C, sendo tal dispositivo constituído por um dispositivo de resfriamento rápido (12) e por barras de resfriamento com resfriamento por água (13) .
9. Instalação de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que o trem de laminação a quente é projetado em forma de um trem de acabamento (9a) compacto.
10. Instalação, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que o trem de laminação a quente é projetado dividido em pelo menos um estágio inicial e pelo menos um estágio final de laminação (9b) .
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