BRPI0818962B1 - Continuous injection plate and method for manufacturing the same - Google Patents

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BRPI0818962B1
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solute
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Hee Yim Chang
Mok Won Young
Kil Park Joong
Hum Kwon Sang
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Posco
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Description

PLACA DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO E MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DA MESMA
CAMPO TÉCNICO Δ presente invenção diz respeito a uma placa de lingotamento continuo e a um método de fabricação para a mesma, e mais particularmente, a uma placa de lingotamento continuo e a um método de fabricação da mesma, em que as camadas solidificadas de uma placa de lingotamento tendo uma camada não solidificada são comprimidas umas com as outras durante um processo de lingotamento continuo para fundamentaimente impedir a ocorrência de defeitos, tais como porosidade ou segregação central, que deterioram a qualidade da placa de lingotamento, desse modo reduzindo os defeitos.
ESTADO DA TÉCNICA
Geralmente, uma placa de lingotamento é feita de tal forma que o aço fundido recebido em um molde é resfriado através de uma unidade de refrigeração, que é mostrada na Fig. 1. Uma placa de lingotamento de forma continua 10 é resfriada enquanto passa pelo menos um segmento 20 e a seguir evolui para um processo seguinte. Quando a placa de lingotamento é enrolada em uma chapa de aço espessa, o defeito da placa de lingotamento pode permanecer mesmo após o rolamento, o que pode causar inferioridade. Esse defeito pode ser de porosidade e segregação central, por exemplo. A segregação central ocorre pelo fluxo de soluto enriquecido no aço fundido residual no estágio final da solidificação, quando uma placa é de lingotamento continuo. O principal fator desse fluxo é o abaulamento da placa de lingotamento e a contração da solidificação do aço fundido residual. No entanto, a segregação central é mais influenciada pelo fluxo de aço fundido residual causado pela contração da solidificação perto de um ponto final de -solidificação, com exceção, do abaulamento da placa de lingotamento causado por fatores mecânicos. Ou seja, se o aço fundido residual com soluto enriquecido (referidos como o chamado "aço fundido enriquecido com soluto") é colhido em uma região de contração da solidificação perto do ponto final de solidificação no processo de lingotamento continuo, isso se torna uma segregação central. Se a região de contração de solidificação não é preenchida, mas permanece como um espaço, isso se torna uma porosidade central.
Uma técnica representativa para diminuir os defeitos, tais como a porosidade e a segregação central é um processo de redução brando. A suave redução é para dotar força de redução para uma placa de lingotamento 10 pelo segmento 20 durante um Processo de lingotamento Contínuo. A placa de lingotamento 10 é reduzida tanto quanto a contração de solidificação no final do estágio de solidificação para comprimir fisicamente uma cavidade de contração, por meio da qual o aço fundido, enriquecido com soluto existente entre os dendrites colunares pela contração da solidificação, é impedido de ser introduzido em uma área central espessa da placa de lingotamento para melhorar, por meio disso, a segregação central da placa de lingotamento. A Fig. 2 é uma vista em corte que mostra uma placa de lingotamento em uma direção de lingotamento durante um processo de lingotamento contínuo. A essência da redução suave acima é que pressão fraca é aplicada a uma região coexistente sólido/líquido, assim chamada uma zona de distorção (tendo uma fração sólida de 0,3-0,4 a 0,7-0,8), onde a segregação central é formada pelo aço fundido residual coletado na, e em torno de uma, cavidade de contração, que é formada durante o processo de solidificação. No entanto, a redução suave aplicada no ponto onde uma cavidade de contração é formada tem os seguintes problemas.
Em primeiro lugar, a técnica de redução suave permite que uma quantidade pequena de redução (uma quantidade de redução total: 3-5 mm), e permite que os dendritos equiaxiais sejam facilmente formados na porção central espessa da placa de lingotamento no final do estágio de solidificação. Neste caso, a força de redução em uma região superficial da placa de lingotamento não é facilmente transmitida para a região central espessa da placa de lingotamento (uma eficiência de redução é de cerca de 20%), de modo que a cavidade de contração não é completamente comprimida. Consequentemente, o aço fundido residual em que um soluto é enriquecido pode ser colhido no orifício de contração parcialmente não comprimido para formar uma pequena segregação central, ou uma porosidade permanece na porção central espessa da placa de lingotamento. Além disso, a placa de lingotamento contínuo causa solidificação irregular na direção da largura da placa durante o processo de lingotamento, e se a placa de lingotamento é reduzida de forma branda, a força de redução é alterada dependendo de uma posição na direção da largura da placa, de modo que é difícil comprimir uniformemente uma cavidade de contração ao longo de toda a placa de lingotamento para eliminar defeitos. Além disso, a força de redução não atinge uma porção central da placa de lingotamento espaçada de uma borda da placa de lingotamento por uma distância predeterminada, devido à influência de camadas solidificadas formadas nas porções marginais da placa de lingotamento.
Como resultado, a qualidade interior é muito alterada na direção da largura da placa, e a segregação central ou a porosidade central acontece perto da porção central da placa, de modo que os defeitos ocorrem intensamente em uma porção do local da chapa de aço espessa.
Devido às razões acima, a redução suave existente tem uma limitação no controle da segregação central, quando ela é usada isoladamente. Para o melhoramento, os seguintes métodos têm sido propostos.
Primeiramente, foi proposto um método em que após a aplicação de redução suave a uma região que tem uma fração sólida de 0,3~0,4 a 0,7~0,-8, pelo menos um par- de rolos adicionais é instalado no local final do estágio de solidificação correspondente à fração sólida de 0,8~1,0 e o rolamento pesado é realizado. Neste método, a redução suave existente é aplicada como era, e então a região seguinte da placa de lingotamento é rolada usando rolos, onde a segregação central está no mesmo nivel da redução suave existente. No entanto, neste método, quando a irregularidade de solidificação ocorre em uma direção da largura da placa, o controle de qualidade interior é difícil na direção da largura. Além disso, a remodelação do equipamento, para a instalação de rolos é necessária, e a porção final de solidificação deve ser organizada de forma idêntica em um local onde os rolos estão instalados. Desse modo, esse método tem uma limitação fundamental na medida em que não pode lidar com um local de ponto final de solidificação, que varia de acordo com uma alteração na largura da placa ou outras condições de trabalho, tais como a alteração da velocidade de lingotamento.
Na técnica convencional, tal como mencionada acima, uma placa de lingotamento espessa no final do estágio de solidificação é fortemente enrolada usando rolos adicionais, de modo que uma vez que quando grande força de redução é necessária, os rolos devem ser essencialmente instalados. Quando uma placa de lingotamento é reduzida por meio de rolos, ambos os lados da extremidade da placa de lingotamento já estão em um estado sólido totalmente solidificado. Assim, quando a redução é executada usando os rolos, a camada sólida totalmente solidificada é reduzida, por meio da qual uma grande força de redução é necessária tal que a força de redução possa ser transmitida até o centro da placa de lingotamento.
Além disso, uma vez que uma grande redução de 3 a 15 mm é aplicada a uma placa de lingotamento (a totalidade da qual é substancialmente solidificada) , a fim de reduzir porosidades que ocorrem na porção central da placa com uma fração sólida de 0,8 ou acima-, a força de redução extremamente grande é necessária. Consequentemente, se os rolos que não são reforçados são usados para aplicar a grande força de redução, os rolos podem ser quebrados. Desse modo, foi proposta uma técnica para reforçar a rigidez dos rolos pelo aumento do diâmetro dos rolos de 300 mm para 450 mm, como uma contramedida. No entanto, este método também não pode evitar a deterioração da qualidade do interior (ocorrência de rachaduras internas) da placa de lingotamento continuo de acordo com o aumento do passo do rolo da máquina de lingotamento continuo. Ou seja, o abaulamento que gera uma grande influência sobre a ocorrência de rachaduras internas e segregação central da placa de lingotamento continuo é proporcional à quarta potência do passo do rolo da máquina de lingotamento continuo, e os rolos da máquina de lingotamento continuo são substituídos com rolos com um diâmetro grande como mencionado acima, de modo que a qualidade da placa de lingotamento contínuo é inevitavelmente deteriorada nas condições de lingotamento usando os rolos para a máquina de lingotamento continuo uma vez que uma velocidade de lingotamento é alterada quando se produz diferentes tipos de aços em geral usando a mesma máquina de lingotamento continuo. Além disso, se a placa de lingotamento é enrolada de forma pesada usando os rolos após a redução suave ser aplicada, a segregação central é mais enriquecida. Ou seja, mesmo quando a redução suave é aplicada, a segregação central permanece na porção central espessa para alguma extensão, e se a placa de lingotamento é fortemente enrolada usando os rolos neste estado, a porção de segregação central é também enrolada, aumentando assim o grau de .enriquecimento do soluto na porção de segregação central e também alterando a forma residual para uma forma linear afiada. Neste caso, as propriedades do aço laminado são facilmente deterioradas após o trabalho de enrolamento.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
PROBLEMA TÉCNICO A presente invenção provê uma placa de lingotamento contínuo, em que os defeitos que deterioram a qualidade de uma placa de lingotamento são eliminados ao empurrar aço fundido residual enriquecido com soluto da placa de lingotamento na direção oposta a uma direção de lingotamento durante um processo de lingotamento contínuo, e um método de fabricação para a mesma.
SOLUÇÃO TÉCNICA É provido um método para a fabricação de uma placa de lingotamento contínuo com uma espessura de 100 mm ou mais usando uma máquina de lingotamento contínuo, em que quando uma placa de lingotamento é continuamente fundida com pelo menos um segmento tendo uma pluralidade de rolos superiores e inferiores defrontando-se uns com os outros em uma direção espessa da placa de lingotamento, uma região na qual a fração sólida está na faixa de 0,3~0,6 a 0,05~0,2 na porção central da placa de lingotamento, é reduzida na direção espessa da placa de lingotamento, um gradiente de redução do segmento é ajustado para 5 a 20 mm por 1 m de comprimento em uma direção de lingotamento e uma quantidade de redução do segmento é aumentada- ao longo da jusante da direção de lingotamento para deixar o aço fundido residual enriquecido com soluto fluir para trás em uma direção oposta a direção de lingotamento de modo que a porção central da placa de lingotamento tenha segregação negativa.
Podem ser providos pelo menos dois segmentos e os segmentos podem ter os mesmos gradientes de redução ou gradientes de redução diferentes.
Além disso, podem ser providos pelo menos dois segmentos e, entre os segmentos, o segmento localizado a jusante na direção de lingotamento pode ter um gradiente de redução maior do que o segmento localizado a montante na direção do lingotamento.
Além disso, um rolo final do segmento pode ter uma razão de redução de 0,9 a 1,1. Quando a placa de lingotamento tem uma porção sólida central de 0,3 a 0,6, uma fração sólida da placa de lingotamento comprimida na direção espessa pode ser de 0,9 ou mais.
Adicionalmente, uma taxa de redução da placa de lingotamento pelo segmento pode ser de 3 a 30 mm/min. Uma temperatura de superaquecimento do aço fundido é menor que 20°C antes do aço fundido ser introduzido no molde.
Neste momento, pelo menos uma borda da placa de lingotamento pode ser chanfrada.
Além disso, pelo menos uma parte de aço fundido residual enriquecido com soluto que permanece na porção central da placa de lingotamento com uma fração sólida de 0,3 a 0,6 pode ser movida para uma região da porção central com uma fração sólida de 0,2 ou menos. Pelo menos uma unidade de agitação eletromagnética pode ser instalada entre o molde e o segmento de redução para agitar o aço fundido de retorno na placa de lingotamento por força eletromagnética. A placa de lingotamento continuo de acordo com à presente invenção é fabricada por um método para a fabricação de uma placa de lingotamento continuo com uma espessura de 100 mm ou mais usando uma máquina de lingotamento continuo, em que quando uma placa de lingotamento é continuamente fundida usando pelo menos um segmento tendo uma pluralidade de rolos superiores e inferiores defrontando-se uns com os outros na direção espessa da placa de lingotamento, uma região da qual a fração sólida está na faixa de 0,05~0,2 a 0,3~0,6 em uma porção central da placa de lingotamento é reduzida na direção espessa da placa de lingotamento, um gradiente de redução do segmento é ajustado para 5 a 20 mm por 1 m de comprimento em uma direção de lingotamento, e uma quantidade de redução do segmento é aumentada ao longo da jusante da direção de lingotamento para deixar o aço fundido residual enriquecido com soluto fluir de volta em uma direção oposta à direção de lingotamento de modo que a porção central da placa de lingotamento tenha segregação negativa.
Aqui, a porção central da placa de lingotamento pode ter segregação negativa de C/Co<l.
EFEITOS VANTAJOSOS
Um método de lingotamento continuo de acordo com a presente invenção pode diminuir os defeitos, tais como a segregação ou porosidade central formada em uma porção central da placa que deteriora a qualidade interior da placa de lingotamento durante um processo de lingotamento continuo. Ou seja, enquanto a placa de lingotamento é solidificada, os sólidos tais como dendritos são comprimidos uns com os outros para empurrar o aço fundido residual . enriquecido com soluto existente entre os sólidos em direção a uma posição onde um molde está posicionado, desse modo eliminando defeitos tais como a segregação central e, assim, produzindo uma placa de lingotamento cujos defeitos são muito diminuídos.
Além disso, o método de lingotamento contínuo, não exige qualquer remodelação da máquina de lingotamento continuo, tal como a instalação adicional de rolos. Ademais, uma vez que o método de lingotamento contínuo é aplicado na unidade do segmento contínuo da máquina, é possível controlar defeitos ao longo de toda a largura, embora a irregularidade de solidificação ocorra em uma direção da largura da placa de lingotamento. Além disso, o controle dinâmico é possível responder a uma posição de extremidade de solidificação variável causada pela alteração das condições de lingotamento.
DESCRIÇÃO DAS FIGURAS A Fig. 1 é uma vista esquemática mostrando uma máquina de lingotamento contínuo. A Fig. 2 é uma vista em corte mostrando uma placa de lingotamento em uma direção de lingotamento durante um processo de lingotamento continuo. A Fig. 3 ilustra esquematicamente um método de lingotamento contínuo de acordo com uma realização da presente invenção. A Fig. 4 é uma vista mostrando um fenômeno que ocorre em uma região de redução da Fig. 3. A Fig. 5 mostra de forma comparativa seções transversais de placas de lingotamento de acordo com exemplos convencionais e uma realização da presente invenção. A Fig. 6 mostra as distribuições da concentração de soluto em secções transversais de placas de lingotamento completamente solidificadas fabricadas de acordo com um exemplo convencional e uma modalidade da presente invenção. A Fig. 7 mostra seções transversais de placas de lingotamento de acordo com uma modalidade e modificações da presente invenção. A Fig. 8 mostra de forma comparativa seções transversais da modificação 1 e uma modalidade da presente invenção em na qual uma região sólida é reduzida em uma seção transversal.
MELHOR MODO DE REALIZAR A INVENÇÃO A seguir, uma placa de lingotamento continuo e um método de fabricação para a mesma de acordo com as modalidades da presente invenção será descrita em detalhes com referência às figuras que acompanham. No entanto, a invenção não está limitada as realizações seguintes, mas pode ser implementada de várias formas, e as realizações seguintes são apenas para aperfeiçoar a divulgação da invenção e o entendimento do escopo da invenção de forma completa para os técnicos na matéria.
Uma placa de lingotamento feita usando uma máquina de lingotamento continuo é fabricada pelo resfriamento do aço fundido recebido em um molde. 0 aço fundido tem uma forma predeterminada ao ser retirado do molde e é feita em uma placa de lingotamento sólida através de resfriamento gradual na direção do desenho por meio de contato com a atmosfera ou por um meio de resfriamento adicional. Neste momento, a placa de lingotamento é solidificada a partir de um exterior de seu volume, ou seja, a partir de uma superfície da mesma e tem uma região onde o aço fundido líquido existe. Essa região líquida na placa de lingotamento é gradualmente reduzida na medida em que o aço fundido líquido é solidificado ao passar para fora do molde, ou seja, ao passar em uma direção de fundição. Finalmente, apenas uma região sólida permanece na placa de lingotamento na sua seção transversal. Antes da solidificação ser completada, uma zona de distorção onde sólidos e líquidos coexistem está presente na placa de lingotamento, e a zona de distorção é solidificada em um sólido na medida em que o trabalho de lingotamento progride. Neste momento, na zona de distorção, chamada de aço fundido residual enriquecido com soluto, onde os elementos predeterminados são espessos é solidificada, e na medida em que o líquido é solidificado em um sólido, uma porção de contração de solidificação ocorre de acordo com a redução do volume.
Além disso, se o aço fundido residual enriquecido com soluto é introduzido na porção de solidificação de contração devido à pressão negativa causada pela criação da cavidade de contração da solidificação, uma grande segregação central pode ser formada, o que pode atuar como um defeito. A cavidade de contração e o aço fundido residual enriquecido com soluto permanecem como estavam mesmo após o ponto final de solidificação no qual a solidificação é completada em uma seção transversal da placa de lingotamento, causando defeitos tais como porosidade ou segregação central, que torna irregular as propriedades da placa de lingotamento e, desse modo, deteriora a qualidade do produto final. A Fig. 3 ilustra esquematicamente um método de lingotamento continuo de acordo com uma realização da presente invenção, e a Fig. 4 é uma vista que mostra um fenômeno que ocorre em uma região de redução da Fig.3.
Referindo-se a Fig. 3, um método de lingotamento continuo de acordo com uma realização da presente invenção é usado para produzir uma placa de lingotamento 100 pela retirada de aço fundido a partir de um molde, e inclui uma etapa de preparar uma unidade de compressão 21 e uma etapa de redução de pelo menos um lado da placa de lingotamento retirada 100 usando a unidade de compressão 21 tal que o aço fundido residual enriquecido com soluto flui de volta em uma direção oposta à direção de fundição. Esta técnica será referida como "redução de compressão final do segmento" em comparação com uma redução suave convencional. Na redução suave convencional, uma região de coexistência sólido/líquido de uma placa de lingotamento foi reduzida para comprimir o orifício de contração de solidificação gerado. No entanto, na redução da compressão final do segmento, uma região de líquido, ou seja, uma região com uma fração sólidas de 0,05~0,2 0,3-0,6 mostrada como uma região de redução na Fig. 3, é reduzida, desse modo, fazendo com que o aço fundido residual enriquecido com soluto flua de volta e, fundamentalmente, impeça a ocorrência de um cavidade de contração da solidificação. A região de redução de compressão final com uma fração sólida de 0,05-0,2 a 0,3-0,6 é posicionada em uma posição mais atrás do que a zona de distorção (com uma fração sólida de 0,3-0,4 a 0,7-0,8), em que a pressão é aplicada na técnica de redução suave, em uma direção de lingotamento continuo, e uma cavidade de contração da solidificação ainda não é gerada nesta região de redução de compressão final.
Ou seja, o aço fundido residual enriquecido com soluto é levado a fluir de volta para uma região de liquido que relativamente permite a mistura de homogeneização pelo fluxo livre do aço fundido (em uma direção B da Fig. 4.), antes de ser condensado/crescido ou introduzido na cavidade de contração da solidificação. Em outras palavras, pelo menos uma parte do aço fundido residual enriquecido com soluto em uma região com uma fração sólida de 0,3-0,6 é levado a fluir de volta para a região de fluxo livre de aço fundido com uma fração sólida de 0,2 ou menos. O aço fundido residual enriquecido com soluto que flui de volta para a região de fluxo livre de aço fundido é disperso pela mistura de homogeneização no aço fundido e o aço fundido homogeneizado se move em uma direção de fundição de novo e é então solidificado. Assim, o aço fundido residual enriquecido com soluto no qual um defeito tal como uma segregação central pode ocorrer na completação da solidificação não existe na zona de distorção onde coexistem sólido e liquido, evitando assim que qualquer defeito ocorra quando a zona de distorção é solidificada.
Para que o aço fundido residual enriquecido com soluto possa ser levado a fluir de volta para a região liquida, onde o aço fundido pode mover-se livremente, pelo menos um lado da placa de lingotamento 100 pode ser reduzido, como mostrado na Figura. 3. Se a placa de lingotamento 100 é comprimida por alguns equipamentos externos da mesma, o aço fundido residual enriquecido com soluto não é introduzido em uma região onde a solidificação é completada, ou seja, em uma direção de fundição, mas o aço fundido residual enriquecido com soluto flui em direção 'ao aço fundido liquido, ou seja, em direção ao molde, de modo que o mesmo flui de volta em uma direção (direção da seta na Fig. 4.) oposta à direção de lingotamento. Para um melhor retorno do aço fundido residual enriquecido com soluto, a placa de lingotamento 100 pode ser reduzida a partir da região de coexistência de sólido/liquido na placa de lingotamento 100 para a região líquida, ou seja, uma região em direção ao molde pode ser reduzida. Esta região é mostrada como uma região de redução na Fig. 3, que cobre aproximadamente de A para B na Fig. 4. Neste momento, a placa de lingotamento 100 pode ser reduzida em uma região onde uma porção de contração de solidificação ainda não está formada. Se os defeitos, tais como a segregação central, são impedidos de ocorrer ao fazer com que o aço fundido residual enriquecido com soluto flua de volta e a placa de lingotamento 100 seja comprimida antes que uma porção de contração da solidificação seja formada, é possível impedir ou minimizar a ocorrência de uma porção de contração de solidificação que é criada junto com a contração do volume causado pela solidificação.
Pela redução da região de redução da placa de lingotamento 100, mostrada na Fig. 3, durante o processo de lingotamento contínuo, antes de uma cavidade de contração ser gerada, as camadas solidificadas nas quais os dentritos 110 são crescido podem ser comprimidas para conter uma camada não-solidifiçada 130, impedindo assim a ocorrência de uma cavidade de contração. Além disso, o aço fundido residual enriquecido com soluto pode ser levado a fluir de volta para a região de fluxo livre do aço fundido em direção ao molde, de modo que os defeitos não possam ser substancialmente gerados, mesmo após a solidificação do ponto final. A fim de prevenir a ocorrência de defeitos da placa de lingotamento 100 de um modo mais eficaz, pelo menos uma unidade de agitação pode ser instalada em uma região entre o molde e a região de redução, por meio da qual o aço fundido de retorno é agitado para assegurar mais distribuição de soluto homogeneizado. Neste momento, a unidade de agitação pode incluir uma unidade de agitação eletromagnética, e neste caso, o aço fundido de retorno é agitado usando a força eletromagnética. A placa de lingotamento 100 pode ser reduzida em uma região onde uma fração sólida da placa de lingotamento 100, ou seja, uma fração ocupada pelo sólido em uma seção transversal, com mais detalhe uma fração ocupada por sólidos na porção central da placa de lingotamento 100 em uma seção transversal, é de 0,05~0,2 0,3~0,6 (uma região do lado esquerdo em A da Fig. 4) . A fim de impedir a ocorrência de defeitos, a placa de lingotamento 100 deve ser reduzida em uma região com uma fração sólida suficientemente baixa de tal forma que o aço fundido residual enriquecido com soluto pode fluir facilmente. Ou seja, se uma região em que a porção central espessa da placa de lingotamento tem uma fração sólida de 0,6 ou mais é reduzida, desde que o aço fundido residual enriquecido com soluto liquido esteja em um estado de ser rodeado por sólidos, a placa de lingotamento é alongada em uma direção de rolamento apenas na sua forma e, em seguida, o aço fundido permanece como era, o que se torna um defeito de segregação central. Desse modo, a placa de lingotamento 100 é reduzida, preferencialmente em uma região com uma fração sólida menor que 0,6.
Além disso, a placa de lingotamento 100 é reduzida, por meio do que o aço fundido residual enriquecido com soluto pode ser levado a fluir de volta para uma região com uma fração sólida menor que 0,2, ou seja, para uma região do lado esquerdo em B da Fig. 4. Se o aço fundido residual enriquecido com soluto flui de volta para uma região com uma fração sólida superior a 0,2, o aço fundido não pode fluir facilmente nesta região, o que pode deteriorar a homogeneização da mistura de aço fundido residual enriquecido com soluto. Desse modo, o aço fundido residual enriquecido com soluto é preferencialmente levado a fluir de volta para a região com uma fração sólida menor que a 0,2. O trabalho de redução da placa de lingotamento 100 pode ser realizado usando segmentos 20 (vide Fig. 1.) de uma máquina de lingotamento continuo. Ou seja, a placa de lingotamento 100 pode ser reduzida pela utilização de um equipamento de lingotamento continuo existente como tal, o que permite a redução dos custos causados pela adição de equipamentos, tais como rolos, e também permite a produção de uma placa de lingotamento com defeitos suficientemente diminuídos apenas usando um equipamento de lingotamento contínuo existente. Neste momento, de acordo com um tipo de aço produzido, da espessura da placa de lingotamento, da solidificação do ponto final e semelhantes, a placa de lingotamento 100 pode ser reduzida usando um segmento único tendo muitos (em geral, de 5 a 9} rolos 21 ou uma pluralidade de segmentos em combinação, e a região de redução pode ser variada. Δ redução da placa de lingotamento 100 usando os segmentos de uma máquina de lingotamento contínuo pode ser realizada pela organização da pluralidade de rolos 21 montados para um segmento único de modo que o gradiente de redução seja idêntico ao longo de uma direção de lingotamento, ou pela organização dos rolos a serem inclinados de modo que o gradiente de redução possa ser diferente um do outro. Além disso, a redução pode ser realizada pela organização de uma pluralidade de segmentos de modo que o gradiente de redução seja idêntico ao longo de uma direção de lingotamento, ou pela organização dos segmentos a serem inclinados de modo que o gradiente de redução possa ser diferente um do outro. Por exemplo, o segmento localizado a jusante na direção de lingotamento pode ser ajustado para ter um maior gradiente de redução do que o segmento localizado a montante. Se o segmento tem uma quantidade maior de redução em uma direção de lingotamento, é possível impedir eficazmente o aço fundido residual enriquecido com soluto de ser introduzido em uma direção de lingotamento, enquanto a placa de lingotamento 100 é reduzida.
Por meio do segmento, a placa de lingotamento 100 preferencialmente tem um gradiente de redução de 5 a 20 mm por 1 m de comprimento da placa de lingotamento 100 em uma direção de lingotamento da placa de lingotamento 100 com uma espessura de 100 mm ou mais. Se o gradiente de redução é menor que 5 mm, a força motriz para fazer com que o aço fundido residual enriquecido com soluto flua de volta não é suficiente, e o retorno do aço fundido residual enriquecido com soluto pode ser reintroduzido. Além disso, se o gradiente de redução excede 20 mm, a placa de lingotamento 100 pode rachar devido ao gradiente de redução excessivo.
Quando a placa de lingotamento 100 é reduzida por meio de segmentos, uma quantidade de redução da placa de lingotamento 100 pode ser de 3 a 40% da espessura da placa de lingotamento 100, que tem uma espessura de 100 mm ou mais. Por exemplo, quando a placa de lingotamento 100 tem uma espessura de 100 mm ou mais, 3 a 40 mm podem ser reduzidos. Com uma quantidade de redução menor que 3%, o aço fundido residual enriquecido com soluto não pode suficientemente fluir de volta para a região de fluxo livre de aço fundido. Se uma quantidade de redução ,que excede 4 0% é aplicada,, a espessura da placa de lingotamento 100 pode ser muito reduzida, o que pode dar uma má influência sobre a produção de uma chapa espessa. Assim, a quantidade de redução é preferencialmente de 3 a 40% da espessura da placa de lingotamento 100. Todavia, a quantidade de redução não é limitada a isso, mas pode ser variada, dependendo do tipo de placa de lingotamento 100 produzida. Quando a placa de lingotamento 100 tem uma espessura de 100 mm, uma quantidade de redução de 3 a 40 mm corresponde a um caso onde uma diferença de altura entre um rolo de entrada e um rolo de saida de cada um dos dois segmentos tem um comprimento de 1 m e cinco rolos é de 20 mm e uma velocidade de lingotamento é de 1,5 m/min, de modo que a quantidade de redução pode ser variada dependendo de outras condições de lingotamento continuo. A taxa de redução da placa de lingotamento 100 que usa os segmentos pode ser de 3 a 30 mm/min. Se a placa de lingotamento 100 é reduzida a uma taxa de redução inferior a 3 mm/min, o aço fundido residual enriquecido com soluto não pode fluir de volta facilmente mas permanece, o que pode causar segregação central. Com uma taxa de redução que excede 30 mm/min, a quantidade de redução é excessivamente aumentada, de modo que uma espessura de placa de lingotamento é muito reduzida, o que torna difícil para produzir uma chapa espessa. Desse modo, e apropriado que uma taxa de redução não seja maior que 30 mm/min.
Além disso, o segmento final entre uma pluralidade de segmentos, ou um rolo final de um segmento único, preferencialmente tem uma razão de redução de 0,9 a 1.1, que chamada uma razão da quantidade de redução para uma. espessura não solidificada. Em um caso onde um rolo final tem uma razão de redução menor que 0,9, a região não solidificada permanece de forma excessiva, de modo que o aço fundido residual enriquecido com soluto ou a cavidade de contração nessa região pode permanecer como defeitos na placa de lingotamento 100. Assim, uma razão de redução no rolo final deve--ser de pelo menos 0,9, e a redução é adequadamente realizada para ter até uma razão de redução de 1.1, que é maior do que a espessura da região não solidificada. Em um caso onde um trabalho de redução é realizado em uma razão de redução que excede 1,1, uma rachadura pode ocorrer uma vez que ambas as regiões de solidificação da placa de lingotamento 100 podem colidir.
Em outro caso, a placa de lingotamento 100 comprimida, que é comprimida pela redução em uma região com uma fração sólida central de 0,3 a 0,6, preferencialmente tem uma fração sólida de 0,9 ou mais. Em um caso onde a fração sólida é menor que 0,9, a região não solidificada de forma excessiva permanece, de modo que o aço fundido residual enriquecido com soluto ou o orifício de contração nesta região pode permanecer como defeitos na placa de lingotamento 100, ou o aço fundido residual enriquecido com soluto pode ser reintroduzido em uma região não solidificada antes da região não solidificada ser solidificada.
Entretanto, quando o aço fundido é vertido em um molde para realizar o processo de lingotamento continuo, a temperatura de superaquecimento do aço fundido é preferencialmente menor que 20°C. Ou seja, o aço fundido é preferencialmente introduzido em um molde a uma temperatura não maior do que 20°C que uma temperatura na qual o aço fundido inicia a solidificação de líquido para sólido. Em um caso onde a temperatura do aço fundido introduzido no molde é maior que 20°C ou mais, uma rachadura interna pode ser mais facilmente criada. A seguir, um exemplo convencional é comparado com a realização da presente invenção. A Fig. 5 mostra comparativamente seções transversais de placas de lingotamento de acordo com exemplos convencionais e uma realização da presente invenção. O exemplo convencional A exibe uma placa de lingotamento não reduzida, a exemplo convencional B exibe uma placa de lingotamento reduzido de forma suave, em que um lado esquerdo exibe um estado antes de uma solidificação de ponto final, e um lado direito exibe um estado após a solidificação de ponto final.
Referindo-se a FIG. 5, se o processo de lingotamento contínuo é realizado sem redução de uma placa de lingotamento, como no exemplo convencional A, uma cavidade de contração é formada em uma zona de distorção e o aço fundido residual enriquecido com soluto é introduzido na cavidade de retração e, em seguida, a placa de lingotamento é solidificada, de modo que o aço fundido residual enriquecido com soluto permanece como a segregação central após o ponto final de solidificação.
No exemplo B convencional, onde a redução suave é realizada, os dendrites crescidos na placa de lingotamento de ambos os lados da placa de lingotamento são comprimidas pela força de redução, diminuindo assim a área de segregação central. No entanto, neste caso, a placa de lingotamento é reduzida após o aço fundido residual enriquecido com soluto já estar introduzido na cavidade de retração, de modo que a segregação central ainda permanece parcialmente.
Na realização da presente invenção, a placa de lingotamento é reduzida antes de uma cavidade de contração ser gerada, de modo que as camadas solidificadas, nas quais os dendritos são crescidos, são comprimidas em conjunto com uma camada não solidificada, não gerando assim nenhuma cavidade de contração. Além disso, o aço fundido residual enriquecido com soluto flui de volta para a região de fluxo livre do aço fundido em direção ao molde, de modo que substancialmente nenhum defeito ocorre mesmo após a solidificação do ponto final.
Quanto às condições da presente invenção, uma placa de lingotamento tendo uma espessura de 100 a 140 mm, foi feita em uma velocidade de lingotamento de 0,8 a 2 m/min e um gradiente de redução de cerca de 2,5 a 25 mm/m com a posição variada do segmentos. A Fig. 6 ilustra as distribuições das concentrações de soluto nas seções transversais das placas de lingotamento solidificadas preparadas de acordo com o exemplo convencional e a realização da presente invenção. Na Fig. 6, a realização da presente invenção é conduzida sob a condição de uma taxa de redução de 3 a 10 mm/min.
Como mostrado na Fig. 6, seria entendido que a concentração de Mn é rapidamente aumentada na porção central espessa no exemplo convencional. Ou seja, o soluto tal como o Mn está concentrado na porção central de placa de lingotamento, assim, sendo formado em uma maior segregação. No entanto, na realização da presente invenção, seria verificado que a distribuição de soluto é relativamente regular em uma seção transversal da placa de lingotamento, e particularmente a concentração de soluto é bastante diminuída na porção central da placa de lingotamento, que é chamado segregação negativa. Ou seja, parece haver uma região onde uma razão de uma concentração do centro C da placa de lingotamento para uma concentração total (Co) da placa lingotamento é 1 ou menor que 1 (C/Co<l) . No entanto, se o gradiente de redução excede 20 mm/m, a placa de lingotamento começa a rachar. Além disso, se a taxa de redução é de 3 mm/min ou menos, é difícil o aço fundido fluir de volta, e se a taxa de redução excede a 30 mm/min, a espessura da placa é excessivamente reduzida, o que pode dificultar a produção de uma chapa espessa em um processo real.
Usando tal redução de placa de lingotamento, é possível diminuir significativamente os defeitos, tais como a porosidade ou segregação central. Quando uma placa de lingotamento é reduzida, tal como referido acima, a resistência de redução atua na placa de lingotamento como uma reação contra a força de redução. Isto é, uma vez que uma placa de lingotamento é reduzida em um estado onde uma porção externa da placa de lingotamento é solidificada, um método de redução mais eficiente é necessário para reduzir uniformemente a região já solidificada da placa de lingotamento com menor força. Em particular, a fim de usar os segmentos de uma máquina de lingotamento continuo existente como são, é necessário transmitir eficientemente a força de redução à placa de lingotamento. Para esta finalidade, a placa de lingotamento pode ter uma forma parcialmente modificada. A Fig. 7 mostra seções transversais de placas de lingotamento de acordo com uma realização e modificações da presente invenção. Nesta realização, a placa de lingotamento tem uma região não solidificada geralmente na sua porção central e uma periferia externa da placa de lingotamento tem uma forma geralmente retangular. Neste caso, ambos os lados das extremidades da placa de lingotamento têm regiões de solidificação sem uma região não solidificada. Assim, quando a placa de lingotamento é reduzida, a força de redução aplicada a placa de lingotamento não é uniformemente transmitida para toda a placa de lingotamento, mas concentrou-se em ambas as extremidades da placa de lingotamento, por meio do que a uma grande força de- redução é necessária para reduzir a placa de lingotamento.
Na modificação 1 da presente invenção, ambos os lados da extremidade da placa de lingotamento são chanfrados, e na modificação 2 da presente invenção, ambos os lados da extremidade da placa de lingotamento são arredondados. Ou seja, nas modificações da presente invenção, a placa de lingotamento pode ter uma forma na qual uma região de solidificação é diminuída em vez da placa de lingotamento da realização, em uma seção transversal. Se a região de solidificação do lado da extremidade é diminuída como mencionado acima, a força de redução concentrada em ambos os lados da extremidade pode ser transmitida de maneira uniforme para toda a placa de lingotamento. Além disso, quando a superfície da placa de lingotamento é reduzida, a resistência de redução é diminuída e, desse modo, a força de redução pode ser ainda mais diminuída em vez de um caso de realização. A fim de obter uma forma da placa de lingotamento como nas modificações da Fig. 7, um molde da máquina de lingotamento continuo pode ser designado para se conformar com a forma da placa de lingotamento. Ou seja, um molde da máquina de. lingotamento- continuo pode ter uma forma na qual pelo menos uma borda é chanfrada, ou pelo menos uma extremidade é arredondada no aspecto de sua seção transversal de aço fundido desenhada. A Fig. 8 comparativamente mostra seções transversais de uma modalidade e a modificação 1 da presente invenção na qual uma região sólida é reduzida em uma seção transversal. Na realização da Fig. 8, a variação da força de redução de uma placa de lingotamento tendo uma seção transversal geralmente retangular foi medida. Além disso, na modificação 1, a variação da força de redução de acordo com a quantidade de redução de uma placa de lingotamento na qual cada borda é chanfrada em até 20 mm de altura e 60 mm de largura na sua seção transversal foi medida. Quanto às condições da presente invenção, uma placa de lingotamento tendo uma espessura de 100 a 140 mm, foi feita em uma velocidade de lingotamento de 0,8 a 2 m/min e um gradiente de redução de cerca de 2,5 a 25 mm/m com a posição dos segmentos mudada. Na modificação 1, a fim de fazer uma forma chanfrada, um molde em conformidade com a forma chanfrada foi usado para lingotar continuamente uma placa. A força de redução é expressa com base em uma unidade arbitrária. No gráfico, uma região do lado direito com relação a uma linha pontilhada apresenta uma região onde as regiões sólidas em ambos os lados da região não solidificada estão em contacto umas com as outras e, assim, a força de redução é rapidamente aumentada. No gráfico, a região do lado esquerdo em relação à linha pontilhada apresenta uma região onde a região não solidificada é comprimida devido à redução da placa de lingotamento. A força de redução da placa de lingotamento é aumentada gradualmente conforme a região não solidificada é comprimida.
Como mostrado na Fig. 8, a modificação 1 da presente invenção tem uma força de redução máxima de cerca de 20 ou menos. Podería ser entendido que a força da redução máxima é substancialmente a metade ou menos de uma força de redução máxima de cerca de 40 da realização. Além disso, ~ quando comparado com o gradiente da força dè redução da realização, seria verificado que o gradiente da força de redução da modificação 1 é menor. Ou seja, em um caso onde a redução é realizada após a diminuição de uma região sólida na seção transversal da placa de lingotamento pela formação uma forma chanfrada ou semelhante, a força de redução pode ser bastante diminuída. A força de redução diminuída impede a carga excessiva sobre os segmentos da máquina de lingotamento contínuo, que possibilita realizar facilmente o lingotamento contínuo. Em adição, sem qualquer equipamento adicional, tais como rolos, uma placa de lingotamento podem ser facilmente reduzida usando a máquina de lingotamento contínuo existente, tornando assim possível que o aço fundido residual enriquecido com soluto facilmente flua de volta.
Embora o espírito da presente invenção tenha sido descrito em detalhe com base nas realizações preferidas, as realizações são apenas para fins ilustrativos e não se destinam a limitar o escopo da invenção. Além disso, será evidente que aqueles versados na técnica podem fazer várias modificações e alterações na mesma dentro do escopo da invenção definida pelas reivindicações.
Em particular, embora tenha sido ilustrado na realização que uma placa de lingotamento é comprimida usando segmentos de uma máquina de lingotamento contínuo, um equipamento de rolamento adicional poderá ser ainda empregado para fazer com que o aço fundido residual enriquecido com soluto flua de volta em uma direção oposta à uma direção de lingotamento, se necessário.
Além disso, embora tenha sido ilustrado na realização que uma placa de lingotamento tem uma espessura de 100 a 140 mm, outras placas de lingotamento com espessuras diferentes também podem ser aplicadas, e as condições de redução também podem variar consequentemente. Em particular, os números nas realizações da presente invenção são baseados em uma placa de lingotamento para uma chapa espessa, e os números podem variar em um caso onde uma _,placa... de _ lingotamento tem um- outro propósito, tal como para uma chapa fina.
REIVINDICAÇÕES

Claims (11)

1. MÉTODO PARA A FABRICAÇÃO DE UMA PLACA DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO com uma espessura de 100 mm ou mais, usando uma máquina de lingotamento continuo compreendendo pelo menos um segmento de redução de espessura provido de uma pluralidade de rolos (20, 21) superiores e inferiores defrontando-se uns com os outros, dita placa de lingotamento (100) compreendendo uma região (B-A) composta por camadas externas solidificadas e uma camada interna não solidificada (130) de aço fundido enriquecido com soluto, dita redução de espessura sendo provida pela compressão mútua de ditas camadas externas solidificadas por meio de ditos rolos, caracterizado pelo fato de compreender o fluxo de dito aço fundido num sentido oposto àquele do deslocamento da placa de lingotamento, e pelo fato de ser provido um gradiente de redução de espessura, compreendido entre 3 e 30 milímetros por metro, dito valor sendo aumentado ao longo da jusante do sentido do lingotamento, dita redução de espessura sendo efetuada numa região com fração sólida de 0,6 ou menor na sua porção central e dito aço fundido sendo levado a fluir de volta para uma região de dita placa com fração sólida de 0,2 ou menor.
2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que são providos pelo menos dois segmentos de redução tendo o mesmo valor do gradiente de redução.
3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que são providos pelo menos dois segmentos de redução, o segmento localizado a jusante na direção do lingotamento tendo um valor do gradiente de redução maior do que o segmento localizado a montante na direção do lingotamento.
4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um rolo final do segmento de redução tem uma razão de redução de 0,9 a 1,1.
5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que quando a placa de lingotamento tem uma fração sólida central de 0,3 a 0,6, uma fração sólida da placa de lingotamento comprimida na direção espessa é de 0,9 ou mais.
6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma taxa de redução da placa de lingotamento pelo segmento é de 3 a 30 mm/min.
7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a redução de espessura provida pela compressão mútua de ditas camadas externas solidificadas por meio de ditos rolos é efetuada antes da ocorrência de uma cavidade de contração na placa de lingotamento.
8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma borda da placa de lingotamento é provida de pelo menos um chanfro longitudinal, mediante a utilização de um molde configurando dito pelo menos um chanfro.
9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender a agitação do aço fundido residual enriquecido com soluto retornado para uma região com uma fração sólida de 0,2 ou menor, por meio de uma unidade de agitação eletromagnética, instalada entre um molde da máquina de lingotamento continuo e o pelo menos um segmento de redução.
10. PLACA DE LINGOTAMENTO CONTÍNUO fabricada de acordo fabricada de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo fato de que a distribuição do soluto é substancialmente regular em uma secção transversal da placa de lingotamento e a concentração de soluto é diminuida na porção central de dita placa.
11. PLACA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a porção central da placa de lingotamento tem segregação negativa de C/Co <1.
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