BRPI1004262A2 - método para tratar termicamente uma chapa de aço em um forno de tratamento térmico contìnuo do tipo de cilindros transportadores em queima direta e método para tratar termicamente uma chapa de aço em um forno de tratamento térmico contìnuo do tipo de cilindros transportadores em tubo irradiador - Google Patents

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BRPI1004262A2
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temperature
heat treatment
tgmax
furnace
temperature range
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Inventor
Toshiaki Saitoh
Yasushi Mizutani
Takuya Hara
Masaaki Fujioka
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Abstract

MéTODO PARA TRATAR TERMICAMENTE UMA CHAPA DE AçO EM UM FORNO DE TRATAMENTO TéRMICO CONTìNUO DO TIPO DE CILINDROS TRANSPORTADORES EM QUEIMA DIRETA E MéTODO PARA TRATAR TERMICAMENTE UMA CHAPA DE AçO EM UM FORNO DE TRATAMENTO TéRMICO CONTìNUO DO TIPO DE CILINDROS TRANSPORTADORES EM TUBO IRRADIADOR. A presente invenção refere-se a um método para tratar termicamente uma chapa de aço comum em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico de 3OO<198>C a 450<198>C em um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta ou em um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador inclui: ajustar a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada na faixa de temperaturas de tratamento térmico com base em uma amplitude de flutuação de temperaturas na chapa materialmente tolerável; ajustar uma faixa de temperaturas do forno de tratamento térmico contínuo com uma temperatura limite inferior não inferior a "uma temperatura limite superior da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada" + 10<198>C e uma temperatura limite superior não maior que a temperatura ajustada previamente por uma equação específica correspondente à espessura da chapa de aço; e ajustar a temperatura do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores dentro dessa faixa de temperaturas ajustada de modo a executar o tratamento térmico.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO PARA TRATAR TERMICAMENTE UMA CHAPA DE AÇO EM UM FORNO DE TRATAMENTO TÉRMICO CONTÍNUO DO TIPO DE CILINDROS TRANSPORTADORES EM QUEIMA DIRETA E MÉTODO PARA TRATAR TERMICAMENTE UMA CHAPA DE AÇO EM UM FORNO DE TRATA- MENTO TÉRMICO CONTÍNUO DO TIPO DE CILINDROS TRANSPORTA- DORES EM TUBO IRRADIADOR"
REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELATIVOS
Esse pedido é baseado nos, e reivindica o benefício de priorida- de dos pedidos prévios Japanese Patent Application N0S 2009-104415, re- gistrado em 22 de abril de 2009, e 2009-111434, registrado em 30 de abril de 2009, cujos teores completos estão aqui incorporados como referência.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a um método de tratamento tér- mico em um forno de tratamento térmico contínuo do tipo de cilindros trans- portadores em queima direta ou em um forno de tratamento térmico contínuo do tipo de cilindros transportadores em tubo irradiador que é o tratamento térmico preferível de uma chapa de aço de aço comum.
Descrição da Técnica Relativa
Na produção de um material metálico, para se obter as caracte- rísticas requeridas do material metálico, é executado um tratamento térmico no material metálico sob várias condições, ajustando assim características tais como resistência e tenacidade para faixas desejadas. O tratamento tér- mico é executado de forma que um material metálico seja inserido em um forno de tratamento térmico, aquecido até uma temperatura predeterminada e posteriormente extraído, retido a uma temperatura predeterminada con- forme necessário, e/ou resfriado até uma temperatura predeterminada a uma predeterminada taxa de resfriamento.
Métodos de aquecer materiais em tratamento térmico incluem um método de aquecimento por combustão e um método de aquecimento por indução, e fornos de tratamento térmico que adotam o método de aque- cimento por combustão estão com o uso expandido pelas suas vantagens de custo.
Particularmente, para tratamento térmico de uma chapa de aço, ou similar, fornos de tratamento térmico contínuo de cilindros transportado- res são amplamente usados, nos quais materiais tratados termicamente são tratados termicamente enquanto são transportados usando-se cilindros transportadores, e que têm uma escala de comprimento do forno de várias dezenas de metros.
O método de aquecimento por combustão pode ser dividido em um tipo de queima direta para aquecer um material tratado termicamente diretamente e um tipo de tubo irradiador para aquecer um material tratado termicamente indiretamente, e eles são selecionados principalmente depen- dendo se o controle da atmosfera for necessário ou não. Para normalização na qual o tratamento a alta temperatura é executado e a oxidação do materi- al tratado termicamente é importante, o tipo de tubo irradiador é usado para bloquear a atmosfera do forno do gás de combustão. Por outro lado, para têmpera que não requeira o controle da atmosfera, o tipo de queima direta que tem alta eficiência térmica e se sobressai em capacidade de manuten- ção é amplamente usado. Em um forno de tratamento térmico do tipo de queima direta, normalmente, vários maçaricos laterais são dispostos ao lon- go das paredes laterais na direção longitudinal do forno para pulverizar e queimar combustível em uma direção perpendicular à direção longitudinal.
Consequentemente, há uma diferença na uniformidade da distribuição da temperatura do forno entre o tipo de queima direta e o tipo de tubo irradia- dor. Tipicamente, o tipo de queima direta é mais provável de gerar uma dife- rença na temperatura do forno que o tipo de tubo irradiador.
Além disso, condições tais como temperatura do tratamento tér- mico, taxa de resfriamento posterior, e similares são decididas de acordo com as características necessárias de um material. Quando ocorre uma dife- rença de temperatura em um material tratado termicamente durante o trata- mento térmico, resulta no fato de que as características requeridas não po- dem ser obtidas de modo algum ou uniformemente. Consequentemente, em geral, um material tratado termicamente é aquecido por um tempo aproxi- madamente longo de acordo com a sua espessura em um forno de trata- mento térmico ajustado para uma temperatura que corresponda substanci- almente a uma temperatura de tratamento térmico alvo. Dessa forma, todo o material tratado termicamente é feito cair dentro de uma faixa materialmente tolerável (por exemplo, a temperatura de tratamento térmico almejada de 110°C).
Entretanto, é difícil alcançar uma alta produtividade por tal méto- do para ajustar uma temperatura de forno que corresponda aproximadamen- te à temperatura de tratamento térmico requerida e garanta um tempo de retenção suficientemente longo.
Incidentalmente, para tal situação, a Japanese Patent Applicati- on Laid-open n° H5-255743 descreve um método altamente eficiente para produzir uma chapa de aço dura, de alta tensão. Entretanto, pelo método descrito na Japanese Patent Application Laid-open n° H5-255743, a diferen- ça de temperatura em uma chapa de aço alcança várias centenas de graus, e as características de um material homogêneo mão podem ser obtidas. A- lém disso, o tempo no qual a temperatura da superfície cai dentro de uma faixa de temperaturas predeterminada é menor que um minuto, e é bastante difícil na realidade executar uma operação de extração para satisfazer essa condição. A Japanese Patent Application Laid-open n° H8-120339 também descreve um método altamente eficiente para produção de uma chapa de aço dura, de alta tensão. Entretanto, o método descrito na Japanese Patent Application Laid-open n°. H8-120339 requer operações adicionais, a saber, aplicação de um material à prova de fogo e secagem, o que cancela o efeito de melhora da produtividade e também provoca um aumento no custo.
As técnicas relativas estão descritas nas Japanese Patent Appli- cation Laid-open n° H9-256056, n° H5-195081, e n° H5-331528.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Um objetivo da presente invenção é fornecer um método para tratar termicamente uma chapa de aço em um forno de tratamento térmico contínuo de cilindros transportadores do tipo de queima direta ou um forno de tratamento térmico contínuo de cilindros transportadores do tipo tubo irra- diador, que seja capaz de melhorar a produtividade enquanto obtém caracte- rísticas com pequenas dispersões.
Um primeiro aspecto da presente invenção refere-se a um méto- do para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm usando-se um forno de tratamento térmico contínuo de cilin- dros transportadores do tipo de queima direta ou um forno de tratamento térmico contínuo de cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador. O método inclui o ajuste prévio da margem de tempo da operação de extração Δτ, e do limite inferior da temperatura Tsmin, e do limite superior da tempera- tura Tsmax de uma faixa de temperatura de tratamento térmico almejada; ob- ter o limite superior da temperatura do forno TGmax com base na faixa de temperatura do tratamento térmico Tsmin a Tsmax, a espessura da chapa t, e a margem de tempo da operação de extração Δτ; o ajuste da temperatura do forno TG (°C) de tratamento térmico contínuo dentro de uma faixa de tempe- raturas desde o limite inferior da temperatura do forno TGmin (°C),o limite in- ferior da temperatura do forno TGmin (°C) não sendo inferior ao limite superi- or da temperatura Tsmax (°C) + 10°C, até o limite superior da temperatura do forno TGmax; inserir a chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo; e extrair a chapa de aço do forno de tratamento térmico contínuo quando toda a chapa de aço estiver a uma temperatura dentro FDA faixa de tempe- raturas de tratamento térmico almejada.
Um segundo aspecto da presente invenção refere-se a um mé- todo para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm em uma faixa de temperatura de tratamento térmico de 300°C a 450°C usando um forno de tratamento térmico contínuo de cilindros trans- portadores do tipo de queima direta ou um forno de tratamento térmico con- tínuo de cilindros transportadores do tipo tubo irradiador. O método inclui o ajuste prévio de uma faixa de temperatura de tratamento térmico almejada TSmin a Tsmax (°C) dentro da faixa de temperatura de tratamento térmico e uma margem de tempo de operação de extração Δτ para a chapa de aço; obter um limite superior de temperatura do forno TGmax como uma função relativa à espessura t da chapa de aço com base na faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada Tsmin a Tsmax e a margem de tempo da ope- ração de extração Δτ; ajustar a temperatura TG (°C) do forno de tratamento térmico contínuo dentro de uma faixa de temperatura do limite inferior da temperatura do forno TGmin (°C), o limite inferior da temperatura do forno TGmin (°C) não sendo inferior que a temperatura limite superior Tsmax (°C) + 10°C, até o limite de temperatura superior do forno TGmax; inserir a chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo; e extrair a chapa de aço do forno de tratamento térmico contínuo quando toda a chapa de aço estiver a uma temperatura dentro da faixa de temperatura de tratamento térmico al- mejada.
Um terceiro aspecto da presente invenção refere-se ao método para tratar termicamente a chapa de aço no forno de tratamento térmico con- tínuo conforme o segundo aspecto, onde a temperatura limite superior do forno TGMax é obtida de forma que a temperatura do forno na qual o tempo a partir do qual qualquer porção da chapa de aço atinge o limite inferior da temperatura Tsmin até quando alguma parte da chapa de aço excede o limite superior de t4emperatura Tsmax é a margem de tempo da operação de extra- ção Δτ é a temperatura limite superior do forno TGmax.
Um quarto aspecto da presente invenção refere-se ao método para tratamento térmico da chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo conforme o terceiro aspecto, onde a espessura da chapa t é dividi- da em ema pluralidade de divisões da espessura da chapa, e o limite superi- or da temperatura do forno TGmax em cada uma de suas faixas é dado por uma função linear com a espessura da chapa t.
Um quinto aspecto da presente invenção refere-se a um método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperatu- ra de tratamento térmico de 300°C a 450°C usando um forno de tratamento térmico contínuo de cilindros transportadores do tipo de queima direta tendo maçaricos laterais. O método inclui ajustar uma faixa de temperatura do tra- tamento térmico almejada para a chapa de aço na qual o limite superior da temperatura Tsmax é de 390°C, e o limite inferior da temperatura Tsmin é 300°C; ajustar uma faixa de temperatura do forno de tratamento térmico con- tínuo de cilindros transportadores do tipo de queima direta com um limite inferior de temperatura TGmin (°C) não inferior ao limite superior da tempera- tura Tsmax (°C) + 10°C, e um limite superior de temperatura TGmax (0C) não maior que a temperatura previamente ajustada pela equação <1> a seguir com a espessura t (mm) da chapa de aço; ajustar a temperatura TG (0C) do forno de tratamento térmico contínuo de cilindros transportadores do tipo de queima direta dentro da faixa de temperatura ajustada; inserir a chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo de cilindros transportadores do tipo de queima direta; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço estiver a uma temperatura dentro da faixa de temperatura de trata- mento térmico almejada.
<table>table see original document page 7</column></row><table>
1a a 1e ... <1>.
Um sexto aspecto da presente invenção refere-se a um método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperatu- ra de tratamento térmico de 300°C a 450°C usando um forno de tratamento térmico contínuo de cilindros transportadores do tipo de queima direta tendo maçaricos laterais. O método inclui o ajuste da faixa de temperatura de tra- tamento térmico almejada para a chapa de aço na qual a temperatura limite superior Tsmax é 420°C, e a temperatura limite inferior Tsmin é 330°C; ajustar a faixa de temperatura do forno de tratamento térmico contínuo de cilindros transportadores do tipo de queima direta com uma temperatura limite inferior TGmin (°C) não inferior à temperatura limite superior Tsmax (°C) + 10°C, e uma temperatura limite superior TGmax (°C) não maior que a temperatura ajustada previamente pela equação <2> a seguir com uma espessura t (mm) da cha- <table>table see original document page 8</column></row><table>
pa de aço; ajustar a temperatura TG (°C) do forno de tratamento térmico contínuo de cilindros transportadores do tipo de queima direta dentro da fai- xa de temperaturas ajustada; inserir a chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo de cilindros transportadores do tipo de queima direta; e ex- trair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço estiver a uma temperatura dentro da faixa de temperatura do tratamento térmico almejada.
<table>table see original document page 8</column></row><table>
2a a 2e ... <2>.
Um sétimo aspecto da presente invenção refere-se a um método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperatu- ra do tratamento térmico de 300°C a 450°C usando-se um forno de trata- mento térmico contínuo com cilindros de transporte do tipo de queima direta tendo maçaricos laterais. O método inclui ajustar uma faixa de temperatura do tratamento térmico almejado para a chapa de aço na qual a temperatura limite superior Tsmax é 450°C, e a temperatura limite inferior Tsmin é 360°C; ajustando-se a faixa de temperatura do forno de tratamento térmico contínuo de cilindros transportadores do tipo de queima direta com um limite inferior de temperatura TGmin (°C) não inferior à temperatura limite superior Tsmax (°C) + 10°C, e uma temperatura limite superior TGmax (°C) não maior que uma temperatura ajustada previamente pela equação <3> a seguir com a espessura t (mm) da chapa de aço; ajustar a temperatura TG (°C) do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta dentro da faixa de temperaturas ajustada; inserir a chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço estiver a uma temperatura dentro da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada. <table>table see original document page 9</column></row><table>
3a a 3e ... <3>.
Um oitavo aspecto da presente invenção refere-se a um método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperatu- ra de tratamento térmico de 300°C a 450°C usando um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta ten- do maçaricos laterais. O método inclui ajustar uma faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada para a chapa de aço na qual a temperatura limi- te superior é Tsmax, e o limite inferior é Tsmin na faixa de temperaturas de tra- tamento térmico; ajustar a faixa de temperaturas do forno de tratamento tér- mico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta com uma temperatura limite inferior TGmin (°C) não inferior à temperatura limite superior Tsmax (0C) + 10°C, e com uma temperatura limite superior TGmax (°C); ajustar a temperatura TG (°C) do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta dentro da faixa de temperaturas; inserir a chapa de aço no forno de tratamento térmico contí- nuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço estiver numa temperatura den- tro da faixa de temperaturas almejada, onde o ajuste da faixa de temperatu- ras compreende o cálculo do limite superior da temperatura TGmax (°C) por interpolação com base em duas ou mais equações da equação <1> a seguir quando a temperatura limite inferior Tsmin for 300°C e a temperatura limite superior Tsmax for 390°C, equação <2> quando a temperatura limite inferior Tsmin for 330°C e a temperatura limite superior Tsmax (°C) for 420°C, e equa- ção <3> quando a temperatura limite inferior Tsmin for 360°C e a temperatura limite superior Tsmax for 450°C, correspondendo à espessura t (mm) da cha- pa de aço. <table>table see original document page 10</column></row><table>
3a a 3e ... <3>.
Um nono aspecto da presente invenção refere-se a um método para tratar termicamente a chapa de aço no forno de tratamento térmico con- tínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta conforme qual- quer um entre o quinto aspecto e o oitavo aspecto, onde a temperatura do forno na porção final da direção da largura do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta seja contro- lada para ser 0(zero)°C a 30°C menor que a temperatura de uma porção central na direção da largura do forno.
Um décimo aspecto da presente invenção refere-se ao método para tratamento térmico da chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta conforme o nono aspecto, onde quando a porção final da direção da largura do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta é tornada menor que a temperatura da porção central, a temperatura do forno é controlada de forma que a diferença da temperatura do forno en- tre a porção final e a porção central não seja maior que 10°C quando a es- pessura da chapa de aço não for maior que 10 mm, mais de 10°C e menos de 30°C quando a espessura for maior que 10 mm e menor que 30 mm ou a espessura for 30 mm ou maior e a largura for 3500 mm ou maior, e 30 ± 5°C quando a espessura for 30 mm ou mais e a largura for menor que 3500 mm.
Um décimo primeiro aspecto da presente invenção refere-se a um método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico de 300°C a 450°C usando um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador. O método inclui ajustar uma faixa de temperatura de tratamento térmico almejada para a chapa de aço na qual a temperatura limite superior Tsmax é 390°C, e a temperatura limite inferior Tsmin é 300°C; ajustar a faixa de temperatura do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros trans- portadores do tipo de tubo irradiador com um limite de temperatura inferior TGmin (°C) não inferior à temperatura limite superior Tsmax (°C) + 10°C, e um limite superior de temperatura TGmax (°C) não superior à temperatura previamente ajustada pela equação <4> a seguir com uma espessura t (mm) da chapa de aço; ajustar a temperatura TG (°C) do forno de tratamento tér- mico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador dentro da faixa de temperaturas ajustada; inserir a chapa de aço no forno de trata- mento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradi- ador; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço estiver a uma temperatura dentro da faixa de temperatura de tratamento térmico al- mejada.
<table>table see original document page 11</column></row><table>
4a a 4e ... <4>. Um décimo segundo aspecto da presente invenção refere-se a um método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico de 300°C a 450°C usando-se um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador. O método inclui o ajuste de uma temperatura de tratamento térmi- co almejada para a chapa de aço na qual a temperatura limite superior Tsmax é 420°C, e a temperatura limite inferior Tsmin é 330°C; ajustar uma faixa de temperaturas do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros trans- portadores do tipo de tubo irradiador com um limite de temperatura inferior TGmin (0C) não inferior à temperatura limite superior Tsmax (°C) + 10°C, e um limite de temperatura superior TGmax (°C) não superior à temperatura previ- amente ajustada pela equação <5> a seguir com uma espessura de chapa de aço de t (mm); ajustar a temperatura TG (°C)do forno de tratamento tér- mico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador dentro da faixa de temperaturas ajustada; inserir a chapa de aço no forno de trata- mento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradi- ador; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço estiver a uma temperatura dentro da faixa de temperatura de tratamento térmico al- mejada.
<table>table see original document page 12</column></row><table>
5a a 5e ... <5>.
Um décimo terceiro aspecto da presente invenção refere-se a um método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico de 300°C a 450°C usando um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador. O método inclui ajustar uma faixa de temperatura de tratamento térmico almejada para a chapa de aço na qual a temperatura limite superior Tsmax é 450°C, e a temperatura limite inferior Tsmin é 360°C; ajustar uma fai- xa de temperaturas do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador com um limite inferior de tempera- tura TGmin (°C) não inferior à temperatura limite superior Tsmax (°C) + 10°C, e um limite superior de temperatura TGmax (°C) não superior à temperatura ajustada previamente pela equação <6> a seguir com uma espessura da chapa de aço de t (mm); ajustar a temperatura do forno de tratamento térmi- co contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador TG (°C) dentro da faixa de temperaturas ajustada; inserir a chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço estiver a uma temperatura dentro da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada.
<table>table see original document page 13</column></row><table>
6a a 6e ... <6>.
Um décimo quarto aspecto da presente invenção refere-se a um método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperatura de tratamento térmico de 300°C a 450°C usando um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador. O método inclui ajustar a faixa de temperatura de tratamento tér- mico para a chapa de aço na qual a temperatura limite superior é Tsmax, e a temperatura limite inferior é Tsmin na faixa de temperaturas do tratamento térmico; ajustar a faixa de temperaturas do forno de tratamento térmico con- 30 tínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador com um limite inferior de temperatura TGmjn (°C) não inferior à temperatura limite superior Tsmax (°C) + 10°C, e com um limite de temperatura superior TGmax (°C); ajus- tar a temperatura do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador TG (0C) dentro da faixa de tempe- raturas ajustada; inserir a chapa de aço no forno de tratamento térmico con- tínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço estiver a uma tempera- tura dentro da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada, onde o ajuste da faixa de temperaturas compreende o cálculo do limite superior de temperatura TGm3x (°C) pela interpolação com base em duas ou mais equa- ções entre as equações da equação <4> quando a temperatura limite inferior Tsmin for 300°C e a temperatura limite superior Tsmax (°C) for 390°C, a equa- ção <5> quando a temperatura limite inferior Tsmin for 330°C e a temperatura limite superior Tsmax (°C) for 420°C, e a equação <6> quando a temperatura limite inferior Tsmin for 360°C e a temperatura limite superior Tsmax (°C) for 450°C, correspondendo a uma espessura t (mm) da chapa de aço.
<table>table see original document page 14</column></row><table> BREVE DESCRIÇÃO DQS DESENHOS
A Figura 1 é uma vista esquemática de seção transversal em paralelo com a direção de transporte de uma chapa de aço ilustrando um exemplo de um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transpor- tadores do tipo de queima direta tendo maçaricos laterais no qual a presente invenção é implementada;
a Figura 2 é um diagrama ilustrando um exemplo da distribuição de temperaturas na direção da largura do forno de tratamento térmico contí- nuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta tendo maçaricos laterais;
a Figura 3 é uma vista esquemática de seção transversal em paralelo com a direção de transporte de uma chapa de aço ilustrando um exemplo de um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transpor- tadores do tipo de tubo irradiador no qual a presente invenção é implemen- tada;
a Figura 4A é um diagrama conceituai ilustrando situações de aumento do calor de uma chapa de aço em um forno de tratamento térmico na presente invenção quando a temperatura do forno TG é ajustada em um valor relativamente baixo;
a Figura 4B é um diagrama conceituai ilustrando situações de aumento de calor de uma chapa de aço no forno de tratamento térmico na presente invenção quando a temperatura do forno TG é ajustada em um va- lor relativamente alto;
a Figura 5 é um diagrama ilustrando o conceito básico de um método para tratar termicamente uma chapa de aço usando um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta;
a Figura 6A é um diagrama ilustrando um exemplo de uma faixa de temperaturas de forno efetiva do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta quando 300°C ≤ "temperatura de tratamento térmico almejada" ≤ 390°C;
a A Figura 6B é um diagrama ilustrando um exemplo de uma faixa de temperaturas de forno efetiva do forno de tratamento térmico contí- nuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta quando 330°C ≤ "temperatura de tratamento térmico almejada" ≤ 420°C;
a Figura 6C é um diagrama ilustrando um exemplo de uma faixa de temperaturas de forno efetiva do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta quando 360°C ≤ "temperatura de tratamento térmico almejada" ≤ 450°C;
a Figura 7 é um diagrama ilustrando a adição da diferença de temperatura na direção da largura do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta;
a Figura 8 é um diagrama esquemático ilustrando o conceito bá- sico de um método para tratamento térmico de uma chapa de aço usando-se o forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador;
a Figura 9A é um diagrama ilustrando um exemplo de uma faixa de temperatura de forno efetiva do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador quando 300°C ≤ "tempe- ratura de tratamento térmico almejada" ≤ 390°C;
a Figura 9B é um diagrama ilustrando um exemplo de uma faixa de temperaturas efetiva do forno de tratamento térmico contínuo com cilin- dros transportadores do tipo de tubo irradiador quando 330°C ≤ "temperatura de tratamento térmico almejada" ≤ 420°C;
a Figura 9C é um diagrama ilustrando um exemplo de uma faixa de temperatura efetiva do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador quando 360°C ≤ "temperatura de tratamento térmico almejada" ≤ 450°C;
a Figura 10A é um diagrama ilustrando uma faixa de temperatu- ra efetiva do forno e os resultados da avaliação do forno de tratamento tér- mico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta em um exemplo quando 300°C ≤ "temperatura de tratamento térmico almejada" 390°C;
a Figura 10B é um diagrama ilustrando a faixa de temperatura efetiva do forno e os resultados da avaliação do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta em um e- xemplo quando 320°C ≤ "temperatura de tratamento térmico almejada" ≤ 410°C;
a Figura 10C é um diagrama ilustrando a faixa de temperatura efetiva do forno e os resultados da avaliação do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta em um e- xemplo quando 340°C ≤ "temperatura de tratamento térmico almejada" ≤ 430°C;
a Figura 10D é um diagrama ilustrando a faixa de temperatura efetiva do forno e os resultados da avaliação do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta em um e- xemplo quando 360°C ≤ "temperatura de tratamento térmico almejada" ≤ 410°C;
a Figura 11 is é um diagrama ilustrando a faixa de temperatura efetiva do forno e os resultados da avaliação do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta em um e- xemplo quando 330°C ≤ "temperatura de tratamento térmico almejada" ≤ 420°C;
a Figura 12A é um diagrama ilustrando a faixa de temperatura efetiva do forno e os resultados da avaliação do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador em um e- xemplo quando 300°C ≤ "temperatura de tratamento térmico almejada" ≤ 390°C;
a Figura 12B é um diagrama ilustrando a faixa de temperatura efetiva do forno e os resultados da avaliação do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador em um e- xemplo quando 320°C ≤ "temperatura de tratamento térmico almejada" ≤ 410°C;
a Figura 12C é um diagrama ilustrando a faixa de temperatura efetiva do forno e os resultados da avaliação do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador em um e- xemplo quando 340°C < "temperatura de tratamento térmico almejada" < 430°C;
a Figura 12D é um diagrama ilustrando a faixa de temperatura efetiva do forno e os resultados da avaliação do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador em um e- xemplo quando 360°C < "temperatura de tratamento térmico almejada" < 450°C; e
a Figura 13 é um diagrama ilustrando a faixa de temperatura efetiva do forno e os resultados da avaliação do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador em um e- xemplo quando 330°C < "temperatura de tratamento térmico almejada" < 420°C;
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS CONFIGURAÇÕES PREFERIDAS
Forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta
Inicialmente será descrita uma visão geral de um forno de trata- mento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima di- reta.
A Figura 1 é uma vista esquemática da seção transversal em paralelo com a direção de transporte de uma chapa de aço ilustrando um exemplo do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportado- res do tipo de queima direta. O forno de tratamento térmico 1 é dividido em várias faixas de controle da combustão superior 21, 22, 23, 24 e de controle da combustão 31, 32, 33, 34 através dos cilindros transportadores R na dire- ção de transporte de uma chapa de aço S como material tratado termica- mente. A chapa de aço S é inserida no forno, movida no forno, e extraída do forno pelos cilindros de transporte R. Em cada faixa de controle de combus- tão, vários maçaricos de queima direta 4 são dispostos nas suas paredes da direita e da esquerda. Uma faixa de controle de combustão em um lado de inserção (as faixas de controle de combustão 21, 22, 31, 32, por exemplo,) tem uma capacidade de combustão relativamente grande porque o material tratado termicamente tem sua temperatura aumentada a partir da temperatu- ra ambiente, e tem uma faixa de controle de combustão em um lado de ex- tração (as bandas de controle de combustão 23, 24, 33, 34, por exemplo,) que tem uma capacidade de combustão relativamente pequena. O gás de combustão aumenta a temperatura no forno até uma temperatura predeter- minada e a mantém. Após aquecer a chapa de aço inserida, o gás de com- bustão é descarregado através de várias portas de descarga dispostas no forno, passa através de um cano de chaminé 6 e é liberado para a atmosfera através de uma chaminé 7.
Antes do tratamento térmico, cada faixa de controle de combus- tão é ajustada para uma temperatura do forno considerando os comporta- mentos de temperatura do material tratado termicamente e similares em re- lação à temperatura de tratamento térmico almejada, com base na leitura do medidor de controle da temperatura do forno 5. Então após o ajuste ser completado, os materiais tratados termicamente são inseridos sequencial- mente e aquecidos para estar aproximadamente à temperatura de traõtamento térmico. Incidentalmente, a temperatura ajustada do forno pode ser mudada conforme necessário.
O medidor de controle da temperatura do forno 5 é fornecido em uma porção central na direção da largura do forno de tratamento, e detecta uma temperatura maior que aquela nas porções finais. Assim, doravante, sempre que for mencionada a temperatura do forno, ela significa a tempera- tura na porção central na direção da largura do forno de tratamento térmico a menos que especificado de maneira diferente.
No aquecimento usando tal forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta, a ocorrência de uma diferença de temperatura na direção da largura do forno é inevitável devido às características de combustão dos maçaricos (o diâmetro de furo dos ma- çaricos, o comprimento da chama, e assim por diante).
A Figura 2 é um diagrama esquemático ilustrando a distribuição de temperatura na direção da largura do forno de tratamento térmico contí- nuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta. Conforme ilus- trado na Figura 2, a temperatura do forno é alta na vizinhança da ponta dos maçaricos na direção de ejeção da chama. Em outras palavras, é obtida uma distribuição de temperatura na qual a temperatura da porção central do forno na direção da largura é maior que a temperatura do forno nas porções das extremidades na direção da largura do forno devido aos maçaricos dos lados esquerdo e direito.
Forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador
A seguir será descrito um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador.
A Figura 3 é uma vista esquemática da seção transversal em paralelo com a direção de transporte de uma chapa de aço ilustrando um exemplo do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportado- res do tipo de tubo irradiador. Um forno de tratamento térmico 51 é dividido em várias faixas de controle de combustão superiores 71, 72, 73, 74 e faixas de controle de combustão inferiores 81, 82, 83, 84 através dos cilindros de transporte R na direção de transporte de uma chapa de aço S como material tratado termicamente. A chapa de aço S é inserida no forno, movida no for- no, e extraída do forno pelos cilindros de transporte R. EM cada faixa de controle de combustão, vários maçaricos de tubo irradiador 54 estão dispos- tos nas suas paredes laterais direita e esquerda. A faixa de controle de com- bustão em um lado de inserção (as bandas de controle de combustão 71, 72, 81, 82, por exemplo,) tem uma capacidade de combustão relativamente grande porque o material tratado termicamente tem sua temperatura aumen- tada a partir da temperatura ambiente, e a faixa de controle de combustão no lado de extração (as faixas de controle de combustão 73, 74, 83, 84, por exemplo,) tem uma capacidade de combustão relativamente pequena. Inci- dentalmente, a capacidade dos maçaricos é decidida considerando-se isto como uma função de cada faixa de controle da combustão juntamente com a capacidade de tratamento térmico. O gás de combustão queima nos tubos irradiadores para aquecer indiretamente a chapa de aço. O próprio gás de combustão é descarregado do forno ao longo de canais dentro dos tubos irradiadores, entra em um tubo de chaminé 56, e é liberado para a atmosfera através de uma chaminé 57. Incidentalmente, Figura 3 não ilustra a entrada do gás de combustão no tubo de chaminé 56 a partir dos tubos irradiadores.
Antes do tratamento térmico, cada faixa de controle de combus- tão é ajustada para uma temperatura de forno considerando os comporta- mentos das temperaturas do material tratado termicamente e similares em relação a uma temperatura de tratamento térmico almejada, com base na leitura de um medidor de controle da temperatura do forno 55, e após o ajus- te ser completado, os materiais tratados termicamente são inseridos se- qüencialmente e aquecidos para estarem substancialmente à temperatura do tratamento térmico. Incidentalmente, a temperatura ajustada do forno po- de ser mudada se necessário.
O medidor de controle da temperatura do forno 55 é fornecido em uma porção central na direção da largura do forno de tratamento térmico. Doravante, sempre que for mencionada a temperatura do forno, ela significa- rá a temperatura na porção central na direção da largura do forno de trata- mento térmico, a menos que especificado de maneira diferente.
No aquecimento usando tal forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador, a diferença de tem- peratura na direção da largura do forno é pequena, e o efeito da distribuição de temperatura na direção da largura do forno nos comportamentos da tem- peratura da chapa de aço como material aquecido podem ser quase ignora- dos. Este é o ponto mais diferente para o forno de tratamento térmico contí- nuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta descrito acima.
Visão geral das condições de tratamento térmico
Os presentes inventores conduziram estudos extensos nas his- tórias das temperaturas e nas diferenças de temperatura de uma chapa de aço sendo aquecida em um forno de tratamento térmico de modo a examinar um método de tratamento térmico eficaz, que seja capaz de trazer toda a chapa de aço até uma faixa de temperatura de tratamento térmico predeter- minada e que predominantemente não requeira a manutenção da chapa de aço a uma temperatura de tratamento térmico predeterminada, no tratamen- to térmico da chapa de aço usando o forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta ou o forno de trata- mento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradi- ador.
Como resultado, os inventores descobriram que, quando aque- cida a uma temperatura de forno maior que a temperatura almejada como é conhecida convencionalmente, a diferença de temperatura em uma chapa de aço é grande, e além disso o tempo no qual toda a chapa de aço está a uma temperatura dentro de uma faixa de temperaturas adequada, isto é, dentro da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada, é muito pequeno ou pode não existir. Em resumo, em uma chapa de aço fina, o tem- po no qual toda a chapa de aço está dentro da faixa de temperatura de tra- tamento térmico almejada é curto porque a taxa de aumento do calor é muito alta, e em uma chapa de aço o tempo no qual toda a chapa está dentro da faixa de temperatura do tratamento térmico almejada pode não existir porque h[á uma grande diferença de temperatura na chapa. Como resultado da condução de outros estudos sob esse aspecto, os inventores descobriram condições de tratamento térmico que podem fazer a temperatura de toda a chapa de aço estar na faixa de temperatura de tratamento térmico almejada e também provocar uma pequena diferença de temperatura na chapa, mes- mo quando o tratamento térmico é executado com a temperatura (tempera- tura do forno) TG do forno de tratamento térmico sendo ajustado mais alto que a temperatura limite superior Tsmax da faixa de temperaturas de trata- mento térmico almejada.
Quando a chapa de aço é aquecida no forno de tratamento tér- mico, quanto mais fina for a chapa de aço, mais rapidamente a temperatura da chapa de aço aumenta devido à diferença de capacidade térmica. Além disso, considerando-se porções na chapa de aço, a temperatura aumenta mais rapidamente em quatro porções laterais (porções periféricas) tendo uma área de transferência de calor ampla por unidade de volume que na porção central. A influência disso aumenta à medida que a espessura da chapa é maior ou a temperatura do forno é mais alta, e assim ocorre a dife- rença de temperatura na chapa. Para obter uma chapa de aço tendo propriedades homogêneas de material, é importante que essa diferença de temperatura na chapa esteja dentro de uma amplitude de flutuação de temperaturas ATs permitida pelo material. Portanto, é importante ajustar a temperatura limite inferior Tsmjn e uma temperatura limite superior Tsmax da faixa de temperaturas de tratamen- to térmico almejada com base nas propriedades do material e na amplitude de flutuação de temperatura ATs tolerável.
Alcem disso, para manter eficientemente a diferença de tempe- ratura na chapa dentro de uma faixa de temperaturas de tratamento térmico predeterminada, é preferido garantir um tempo no qual a operação para ex- trair rapidamente uma chapa de aço que tenha alcançado a faixa de tempe- raturas do tratamento térmico almejada possa ser executada com segurança e sem percalços, isto é, um tempo margem de operação de extração Δτ.
Por exemplo, para executar uma operação de tratamento térmi- co eficiente, é executada uma operação para aquecer rapidamente a chapa de aço com uma temperatura ajustada do forno TG relativamente alta. Entre- tanto, no caso de uma chapa de aço fina, ela alcança a faixa de temperatu- ras do tratamento térmico almejada Tsmin a Tsmax em um curto espaço de tempo. Nessa situação, pode ocorrer um caso em que toda a chapa de aço não possa ser mantida na faixa de temperaturas de tratamento térmico alme- jada a menos que ela seja extraída imediatamente. Consequentemente, es- sa temperatura de forno ajustada TG é preferivelmente ajustada consideran- do-se o tempo margem de operação de extração Δτ.
A Figura 4A e a Figura 4B são diagramas conceituais ilustrando situações de aumento de temperatura de uma chapa de aço no forno de tra- tamento térmico. A Figura 4A ilustra uma situação de aumento de temperatu- ra quando a temperatura ajustada (temperatura do forno) TG no forno de tratamento térmico é ajustada relativamente baixa, e a Figura 4B ilustra uma situação de aumento da temperatura quando a temperatura ajustada (tempe- ratura do forno) TG no forno de tratamento térmico é ajustada relativamente alta. Incidentalmente, a amplitude da flutuação de temperatura materialmen- te tolerável ATs e a faixa de temperatura de tratamento térmico almejada Tsmin a TSmax são comuns entre a Figura 4A e a Figura 4B. Além disso, o ei- xo horizontal ilustra o tempo de duração, e o eixo vertical ilustra a temperatu- ra da chapa de aço.
No caso da Figura 4A, isto é, quando a temperatura ajustada (temperatura do forno) TG do forno de tratamento térmico é ajustada relati- vamente baixa, as porções dos quatro lados da chapa de aço aumentam de temperatura mais rapidamente se comparado com a porção central, e assim ocorre uma diferença de temperatura relativamente grande na chapa. Como pode ser visto na Figura 4A, a temperatura nas porções dos quatro lados atinge a temperatura limite inferior Tsmjn da faixa de tratamento térmico alme- jada mais rapidamente que na porção central. Por outro lado, a temperatura na porção central atinge a temperatura limite inferior Tsmin da faixa de tempe- raturas do tratamento térmico almejada quando se passa um tempo xmin desde o início do aquecimento. As porções dos quatro lados da chapa de aço nesse ponto ainda não alcançaram a temperatura limite superior Tsmax da faixa de temperaturas do tratamento térmico almejada. Após passar o tempo tmin, toda a chapa de aço está na faixa de temperaturas almejada e portanto pode ser extraída. Após um longo atraso a partir do ponto no qual a porção central atinge o limite inferior Tsmin da faixa almejada de temperaturas do tratamento térmico, as porções dos quatro lados atingem a temperatura limite superior Tsmax quando um tempo Xmax se passa desde que o aqueci- mento foi iniciado. Até o tempo Tmax, toda a chapa de aço está na faixa de temperaturas almejada, e portanto a chapa de aço pode ser extraída.
Portanto, o valor da diferença Δτ = (xmax - xmin) entre o tempo Xmax e o tempo xmin é positivo, e nesse período as porções dos quatro lados e a porção central da chapa de aço estão todas na faixa de temperaturas alme- jada do tratamento térmico. Quando a chapa de aço pé extraída nesse perí- odo, pode ser obtida uma chapa de aço dentro da faixa de dispersão materi- almente aceitável. Aqui, a diferença Δτ é a margem de tempo de operação de extração necessária para extrair a chapa de aço cujo tratamento térmico é completado fora do forno de tratamento térmico, e é importante para exe- cução adequada e estável das operações. Por outro lado, no caso da Figura 4B, isto é, quando a tempera- tura ajustada (temperatura do forno) TG no forno de tratamento térmico for ajustada relativamente alta, as porções dos quatro lados da chapa de aço aumentam de temperatura mais rapidamente se comparado com a porção central, similarmente ao caso da Figura 4A. Entretanto, o aumento da tempe- ratura nas porções dos quatro lados se torna muito grande devido à alta temperatura ajustada, e a diferença de temperaturas na chapa se torna mai- or se comparada com o caso da Figura 4A. Como pode ser visto na Figura 4B, a temperatura nas porções dos quatro lados alcança a temperatura limite inferior Tsmjn da faixa de temperaturas almejada do tratamento térmico mais rapidamente que na porção central. Por outro lado, a temperatura na porção central atinge a temperatura limite inferior Tsmin da faixa de temperaturas almejada do tratamento térmico quando um tempo xmin se passa desde que o aquecimento foi iniciado. Entretanto, as porções dos quatro lados da chapa de aço nesse ponto já excederam a temperatura limite superior Tsmax da fai- xa de temperaturas de tratamento térmico almejada. Em outras palavras, o tempo passado τ,™ no qual a porção central atinge a temperatura limite infe- rior Tsmin da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada não é maior que o tempo Xmax no qual as porções dos quatro lados alcançam a temperatura limite superior Tsmax da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada. No ponto no qual a porção central atinge a temperatura limite inferior Tsmin da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada, as porções dos quatro lados excederam a temperatura limite superior Tsmax da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada. Assim, a chapa de aço por inteiro não pode ser mantida na faixa de temperaturas do tratamento térmico.
Especificamente, o valor da diferença Δτ = (xmax - xmin) entre o tempo Xmax e o tempo xmjn se torna negativo, resultando no fato de que o tempo no qual as porções dos quatro lados e a porção central da chapa de aço estão todas dentro da faixa de temperaturas de tratamento térmico al- mejada não é garantido. Por tal ajuste da temperatura do forno, embora o tempo de aquecimento se torne curto, uma chapa de aço dentro da faixa de dispersão materialmente tolerável não pode ser obtida.
A influência da temperatura ajustada no forno de tratamento térmico com a espessura t da chapa de aço sendo constante foi explicada com a Figura 4A e a Figura 4B. Entretanto, pode ser visto que também quando a temperatura ajustada no forno de tratamento térmico é constante e a espessura da chapa de aço é ou pequena ou grande, existe uma relação similar à descrição acima.
Especificamente, quando a espessura da chapa é pequena, a diferença de temperatura entre a porção central e as porções dos quatro Ia- dos não se torna facilmente grande, e assim ela se torôna a situação de au- mento de temperatura no caso da Figura 4A. Por outro lado, a taxa de au- mento da temperatura em toda a chapa se torna maior, e assim o tempo τ,™ no qual a porção central atinge a temperatura limite inferior Tsmin da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada se aproxima do tempo em que as porções dos quatro lados atingem a temperatura limite superior Tsmax da temperatura de tratamento térmico almejada. Consequentemente, quanto menor a espessura da chapa, menor a diferença Δτ = (Tmax - τ,™) entre o tempo Tmax e o tempo tmin. Isto significa que a margem de tempo da opera- ção de extração se torna muito curta conforme descrito acima, e pode ser visto que isto será uma restrição na operação.
Além disso, quando a espessura da chapa é grande, a diferença de temperatura entre a porção central e as porções dos quatro lados facil- mente se torna grande, e assim fica próxima da situação da situação de au- mento de temperatura no caso da Figura 4B. A diferença na taxa de aumen- to da temperatura se torna relevante entre as porções dos quatro lados e a porção central, e o aumento da temperatura na porção central se torna muito mais lento se comparado com o aumento da temperatura nas porções dos quatro lados. Consequentemente, as porções dos quatro lados alcançam a temperatura limite superior Tsmax da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada antes do ponto em que a porção central atinge a tempera- tura miiite inferior Tsmin da temperatura de tratamento térmico almejada, e no ponto em que se passa o tempo tmin, as porções dos quatro lados já excede- ram a temperatura limite superior Tsmax. Isto é, similarmente ao caso da Fi- gura 4B, o valor de Δτ se torna negativo, resultando no fato de que o tempo no qual as porções dos quatro lados e a porção central da chapa de aço es- tão todas dentro da faixa de temperatura de tratamento térmico almejado não é garantido. Aqui, a margem de tempo Δτ da operação de extração des- crita acima é o tempo no qual todas as porções (porções dos quatro lados e porção central) da chapa de aço como objeto a ser tratado no forno de tra- tamento térmico estão dentro da faixa de temperaturas de tratamento térmi- co almejada considerando-se a amplitude de flutuação da temperatura AJs materialmente tolerável. Se não for extraída nesse período, as propriedades do material requeridas não podem ser obtidas. O tempo necessário para a operação de extração, que varia dependendo da taxa de transporte dos ci- lindros transportadores e do comprimento da chapa de aço, pode ser ajusta- do tomando-se em conta o tempo de operação de um operador e similares.
Nessa margem de tempo da operação de extração Δτ se torna mais longo, a própria operação pode ser executada mais facilmente mas a eficiência de toda a operação de tratamento térmico diminui. Para resumir, geralmente é preferido que a margem do tempo de extração Δτ seja garantida por pelo menos cerca de um minuto, mas preferivelmente cinco minutos ou mais.
Assim, mesmo quando a temperatura ajustada do forno de tra- tamento TG é ajustada acima da temperatura limite superior Tsmax da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada, toda a chapa de aço per- manece dentro da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada por um tempo considerável. Além disso, fica claro que existe um limite de tempe- ratura superior TGmax da temperatura ajustada do forno de tratamento térmi- co que reduz a diferença de temperatura na chapa. Portanto, pode ser visto que é possível um método de tratamento térmico capaz de obter uma chapa de aço materialmente uniforme mesmo quando temperatura ajustada do for- no de tratamento térmico for ajustada acima da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada.
Aqui, a definição do limite superior da temperatura do forno TG- maxé considerada. Na Figura 4A, quando a temperatura ajustada do forno TG é aumentada, a diferença na taxa de aumento da temperatura entre as por- ções dos quatro lados e a porção central se torna grande, e a porção da margem de tempo da operação de extração Δτ se torna pequena. Quando a margem de tempo da operação de extração Δτ atinge uma margem de tem- po da operação de extração predeterminada, essa temperatura de forno a- justada TG é a temperatura de um limite superior, e assim essa temperatura de forno pode ser definida como o limite máximo da temperatura do forno TGmax.
Desses fatores, pode ser visto que o limite superior da tempera- tura TGmax da temperatura de forno ajustada é influenciada pela faixa de temperatura do tratamento térmico almejada Tsmin a Tsmax com base na es- pessura t da chapa e na amplitude de flutuação de temperatura materialmen- te tolerável ΔTs bem como da margem de tempo da operação de extração Δτ.
Portanto, a faixa de temperaturas do tratamento térmico almeja- da TSmin a Tsmax pode ser ajustada com base na amplitude de flutuação de temperatura materialmente tolerável ATs, no limite superior de temperatura TGmax da temperatura ajustada do forno de tratamento térmico consideran- do-se a espessura t da chapa e a margem de tempo da operação de extra- ção Δτ pode ser obtida por experiências ou por cálculo da transferência de calor (tal como o método da diferença finita ou o método do elemento finito, por exemplo,) em uma chapa de aço em relação à essa faixa de temperatu- ras do tratamento térmico almejada, e a temperatura do forno pode ser ajus- tada entre esse limite superior de temperatura TGmax da temperatura ajusta- da TG e o temperatura limite inferior Tsmin da faixa de temperaturas do tra- tamento térmico almejada, de modo a executar o tratamento térmico.
Quanto mais próxima estiver a temperatura ajustada do forno TG do limite superior da temperatura TGmax, mais curto se torna o tempo de a- quecimento no formo de tratamento térmico, e mais a produtividade aumen- ta. Portanto, é desejável que a temperatura ajustada do forno de tratamento térmico seja ajustada o mais alto possível. Alem disso, o tempo de aqueci- mento se estende em cerca de 10% para cada queda de temperatura de 10°C. Consequentemente, quando se executa um tratamento térmico alta- mente produtivo em particular, é desejável que a temperatura de ajuste do forno TG esteja na faixa de temperaturas de TGmax (°C) - 50°C < TG (°C) < TGmax (°C) - 0°C, considerando a flutuação no controle da temperatura. Além disso, o limite inferior da temperatura TGmin da temperatura ajustada do forno de tratamento térmico é ajustada igual a ou maior que a temperatura limite superior Tsmax (°C) + 10°C. Isto é porque o efeito para melhorar a produtivi- dade é pequeno quando o limite de temperatura inferior TGmin é menor que Tsmax (°C) + 10°C.
Primeira configuração (método para tratar termicamente uma chapa de aco usando o forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta)
Inicialmente será descrito um método para tratar termicamente uma chapa de aço usando-se o forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta.
A Figura 5 é um diagrama esquemático ilustrando um conceito básico do método para tratar termicamente uma chapa de aço usando-se o forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta.
Na primeira configuração, a temperatura limite inferior Tsmin e a temperatura limite superior Tsmax da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada são ajustadas com base na amplitude de flutuação da temperatura na chapa materialmente tolerável ATs, e o limite superior da temperatura do forno TGmax ajustada é obtido previamente por experiência ou por uma técnica tal como o cálculo da transferência de calor com essa faixa de temperaturas do tratamento térmico almejada Tsmin a Tsmax, a es- pessura da chapa t, a margem de tempo da operação de extração Δτ, e as- sim por diante, sendo levadas em consideração.
O limite superior da temperatura do forno TGmax obtido dessa forma muda grandemente dependendo da espessura da chapa. O limite su- perior de temperatura TGmax aumenta rapidamente acompanhando o aumen- to da espessura da chapa quando a espessura da chapa é de cerca de 4 mm a 9 mm, mas essa mudança se torna pequena quando ela é de cerca de 9 mm a 15 mm. Quando ela é maior que 15 mm, ao contrário o limite superi- or da temperatura TGmax diminui rapidamente, e a inclinação desse declínio se torna gradativa na direção da espessura da chapa de 200 mm à medida que a espessura da chapa aumenta. A relação entre a espessura da chapa t (mm) e o limite superior de temperatura TGmax é geralmente uma relação seqüencial, mas não é importante obter-se sua expressão relacionai estrita- mente quando a precisão do controle é considerada. Consequentemente, para facilitar o ajuste da temperatura do forno para cada espessura de cha- pa, é feita uma pluralidade de divisões de espessuras de chapa, e a relação entre a espessura da chapa t e o limite de temperatura superior do forno TGmax é aproximada linearmente em relação a cada uma das divisões da espessura da chapa., por exemplo, conforme será descrito mais tarde, são feitas divisões de espessura de chapa de 4 < t < 9, 9 < t < 15, 15 < t < 50, 50 < t < 100, 100 < t < 200, e é possível dar uma expressão relacionai entre a espessura da chapa e o limite de temperatura superior do forno TGmax para cada uma delas. As divisões de espessura da chapa e o limite de temperatu- ra superior do forno TGmax mudam em algumas medições dependendo da faixa de temperatura do tratamento térmico almejada Tsmjn a Tsmax e da mar- gem de tempo da operação de extração Δτ, mas as tendências da relação entre a espessura da chapa t e o limite de temperatura superior do forno TGmax na mudam muito.
Além disso, a faixa ajustada TGmin a TGmax da temperatura do forno é ajustada com o limite inferior da temperatura TGmin ajustada para o forno sendo a temperatura limite superior Tsmax (0C) + 10°C. Esta faixa da temperatura ajustada do forno é adotada como a faixa efetiva de temperatu- ra do forno.
Na primeira configuração, a temperatura de forno ajustada TG é selecionada dentro dessa faixa efetiva de temperatura do forno de tratamen- to térmico, de modo a executar o tratamento térmico. Como resultado, uma chapa de aço tendo propriedades homogêneas de material pode ser obtida pelo tratamento térmico efetivo. Incidentalmente, quando a dispersão da temperatura na chapa de aço é uma diferença de temperatura menor, pode ser obtida uma chapa de aço tendo qualitativamente uma menor propriedade de dispersão do ma- terial. Além disso, pode também ocorrer dispersão na precisão da operação de controle da temperatura. Consequentemente, levando-se esses fatores em consideração, é também possível ajustar a faixa TGmin a TGmax da tem- peratura do forno usando-se a amplitude de flutuação de temperatura mais estreita que a amplitude de flutuação de temperatura materialmente tolerável ΔTs descrita acima, de modo a executar i tratamento térmico.
Em tal caso, uma amplitude de flutuação de temperatura mais estreita é tomada como dispersão de temperatura tolerável quando o aque- cimento é realmente executado (dispersão de temperatura tolerável quando o aquecimento é encerrado) e definida como dispersão de temperatura ope- racionalmente tolerável ΔΤz. É desnecessário dizer que essa dispersão de temperatura operacionalmente tolerável ΔΤz está dentro da faixa da amplitu- de de flutuação de temperatura materialmente tolerável ΔTs, isto é, ΔΤx < ΔTs.
Em outras palavras, é preferível que um limite superior mais pre- ferido da temperatura ajustada do forno de tratamento térmico seja obtida levando-se em conta a espessura da chapa t, a margem de tempo da opera- ção de extração Δτ, e assim por diante com base em uma dispersão de tem- peratura operacionalmente tolerável ΔΤz mais estreita que a amplitude de flutuação de temperatura materialmente tolerável ΔTs. Além disso, é também desejável que o limite inferior da temperatura ajustada seja a temperatura limite superior Tsmax (°C) + 20°C. Especificamente, quando a temperatura ajustada do forno for maior que a temperatura limite superior Tsmax da faixa de temperatura de tratamento térmico em 20°C ou mais, a produtividade po- de ser aumentada em cerca de 20% ou mais se comparada com o caso em que a temperatura do forno é igual ao valor limite superior da faixa de tempe- raturas de tratamento térmico almejada. Um exemplo de tal faixa de tempe- raturas de forno mais preferida na qual o limite superior de temperatura TG- max e o limite inferior de temperatura TGmin estão refletidos está ilustrado na Figura 5.
O conceito básico do método de tratamento térmico da primeira configuração é conforme descrito acima. Quando o limite superior de tempe- ratura TGMaxanteriormente mencionado é obtido dessa forma, é considerada a diferença na taxa de aumento de temperatura entre as porções dos quatro lados e a porção central de uma chapa de aço, isto é, a diferença de tempe- ratura na chapa que provocas dispersão nas propriedades do material da chapa de aço. Além disso, como resultado de outros estudos, foi reconheci- do que essa diferença de temperatura na chapa se origina na forma (largura da chapa e espessura da chapa) da chapa de aço, e pode também se origi- nar na distribuição de temperaturas na direção da largura do forno de trata- mento térmico com cilindros transportadores.
Conforme descrito acima, no forno de tratamento térmico contí- nuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta, a temperatura difere na direção da largura do forno, e a temperatura da porção central do forno na direção da largura é maior que a temperatura do forno nas porções das extremidades na direção da largura do forno, conforme ilustrado na Figura 2.
Quando a temperatura assim difere na direção da largura do for- no, o limite máximo da temperatura TGMax influencia o aumento das taxas de aquecimento nas porções dos quatro lados da chapa de aço, isto é, a dife- rença da temperatura na chapa. Consequentemente, quando se considera o limite superior da temperatura TGmax do forno de tratamento térmico a ser ajustada conforme descrito acima, é preferível que a influência da distribui- ção de temperatura no forno de tratamento térmico seja levada em consideração.
Portanto, no caso do método de tratamento térmico no forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta, quando se obtém o limite superior da temperatura TGmax a ser ajusta- do, é preferível que esta temperatura seja obtida levando em consideração a distribuição de temperatura na direção da largura do forno.
Conforme descrito acima, na primeira configuração, a faixa de temperatura de tratamento térmico almejada é ajustada com base nas pro- priedades do material por porção da chapa de aço e na amplitude da flutua- ção de temperatura ΔTs que é tolerável em relação à sua dispersão. A am- plitude de flutuação da temperatura materialmente tolerável ΔTs para ajustar a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada pode ser ajustada laminando-se um aço tendo vários constituintes para produzir uma chapa de aço, tratando-se termicamente essa chapa de aço enquanto se mudam as condições de endurecimento e as condições de encruamento tais como temperatura e resfriamento, examinando previamente as características do material (por exemplo, resistência à tração, limite de elasticidade, e assim por diante), e reconhecendo-se que grau de diferença de temperatura é ma- terialmente tolerável.
Na primeira configuração, a chapa de aço como um objeto a ser tratado termicamente é, por exemplo, um aço comum (com um teor de car- bono comum de 0,02% em massa a 2,1% em massa) que é freqüentemente usado para ajustar suas propriedades de material pelo tratamento térmico tal como endurecimento, encruamento, ou similares conforme descrito acima. Além disso, a espessura da chapa é de 4 mm a 200 mm, e a largura da cha- pa de aço é 2500 mm a 5000 mm, por exemplo.
Os inventores executaram a laminação de uma chapa de aço de aço comum tendo tal espessura e largura, endurecendo e encruando a cha- pa sob várias condições, e investigaram suas características (resistência à tração e limite de elasticidade). Como resultado, foi reconhecido que quando essa chapa de aço é tratada termicamente por encruamento a 300°C a 450°C, embora dependendo das condições de endurecimento, uma resis- tência à tração e um limite de elasticidade adequados podem ser obtidos no aço comum. O tratamento de encruamento prossegue excessivamente a uma temperatura mais alta que essa faixa, resultando na diminuição da re- sistência do material. Além disso, Além disso, o encruamento não prossegue a uma temperatura inferior a essa faixa.
Além disso, foi reconhecido que quando a diferença de tempera- tura na chapa estiver em 90°C nessa faixa de temperatura, a diferença de resistência à tração ou de limite de elasticidade na chapa é homogeneizada em de cerca de 30 MPa. Nesse momento, foi também reconhecido que a influência do material é pequena em uma diferença de tempo de tratamento em uma diferença na taxa de aumento da temperatura devido à diferença da porção na temperatura de encruamento.
Especificamente, foi descoberto que uma chapa de aço tendo materialmente uma uniformidade suficientemente tolerável pode ser feita quando a diferença de temperatura na chapa está em 90°C independente- mente do grau de dispersão da temperatura do forno. Portanto, na primeira configuração, a amplitude de flutuação da temperatura ATs é ajustada em 90°C para a faixa de temperatura de tratamento térmico ajustada conforme descrito acima.
Assim, na primeira configuração, a amplitude de flutuação da temperatura ATs que é tolerável como faixa de dispersão do material é ajus- tada em 90°C, mas, por exemplo, a amplitude de flutuação da temperatura ATs de 80°C ou 70°C pode também ser considerada. Embora seja possível obter uma chapa de acoque seja suficientemente homogênea na prática pela tolerância de até 90°C como faixa de dispersão do material, uma diferença de temperatura menor permite obter uma chapa de aço com propriedade de dispersão de material menor, e assim tal manuseio é possível. Quando a amplitude de flutuação de temperatura ATs é de 80°C ou 70°C, valores de inclinações de segmento das equações correspondentes a <1> a <3> descri- tas mais tarde na faixa de temperatura de tratamento térmico almejada cor- responderam a essas amplitudes de flutuação de temperatura ATs diferem.
Também nesse caso, as equações <1> a <3> podem ser aplicadas conside- rando-se a faixa de temperatura do tratamento térmico almejada com ATs = 90°C de forma a alinhar a temperatura limite superior Tsmax da faixa de tem- peraturas do-tratamento térmico almejada. Além disso, ajustando-se a dis- persão de temperatura operacionalmente tolerável ATz na faixa de ATz < ATs, o limite superior de temperatura TGmax da temperatura do forno conse- quentemente fica dentro da faixa de temperaturas do forno do método de tratamento térmico conforme a primeira configuração. Doravante, o método de tratamento térmico na primeira configu- ração será descrito com base em um exemplo específico. Particularmente, é importante na primeira configuração obter-se o limite superior TGm3X da tem- peratura ajustada do forno.
No caso em que uma chapa de aço comum tendo um a- e4spessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm é tratada termicamente na faixa de temperaturas de 300°C a 450°C no forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta, a amplitude da flutuação de temperatura materialmente tole- rável ATs foi ajustada para 90°C conforme descrito acima. Como faixas de temperaturas de tratamento térmico almejadas Tsmin a Tsmax, foram ajusta- das três faixas: A: 300°C a 390°C, B: 330°C a 420°C, C: 360°C a 450°C, e o limite superior de temperatura TGmax da temperatura ajustada do forno foi obtida com a margem de tempo da operação de extração Δτ sendo um minu- to ou mais. Incidentalmente, conforme descrito acima, o forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta tem maçaricos laterais em muitos casos, e há uma diferença de temperatura na direção da largura do forno. Assim, essa diferença de temperatura foi consi- derada. Aqui, a temperatura da porção central da largura do forno foi assu- mida como sendo maior que a temperatura das porções extremas da largura do forno, e a diferença de temperatura foi assumida como sendo cerca de 15°C.
Especificamente, com base nessas condições, a temperatura ajustada do forno foi variada, o cálculo de transferência de calor nas porções extremas e na porção central da chapa de aço nesse caso foi analisado por um método de diferença finita, e o limite superior de temperatura TGmax foi obtido em relação à espessura da chapa t de forma que toda a chapa de aço (as porções dos quatro lados e a porção central) estivesse na faixa de tem- peraturas de tratamento térmico almejada Tsmin to Tsmax e a dispersão de temperatura em toda a chapa de aço não fosse maior que a dispersão de temperatura operacionalmente tolerável (dispersão de temperatura tolerável quando o aquecimento é terminado) ΔΤz = 90°C ao invés de ΔTs durante a margem de tempo da operação de Δτ (= um minuto ou mais). Além disso, um limite superior de temperatura TGmax' foi também obtido similarmente para o caso onde a margem de tempo da operação de extração Δτ é de cin- co minutos ou mais e a dispersão de temperatura operacionalmente tolerável é de não mais que 50°C. Seus resultados estão ilustrados nas Figura 6A a Figura 6C.
Conforme ilustrado nas Figura 6A a Figura 6C, o limite superior de temperatura TGmax difere dependendo da espessura da chapa t e da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada Tsmin a Tsmax. A temperatu- ra do forno ajustada TG pode ser ajustada na faixa de temperatura de forno efetiva entre o limite superior de temperatura TGmax e o limite inferior de temperatura TGmin (= limite superior da temperatura + 10°C da faixa de tem- peraturas de tratamento térmico almejada). Incidentalmente, quando a mar- gem de tempo da operação de extração Δτ é cinco minutos ou mais e a dis- persão de temperatura operacionalmente tolerável (dispersão de temperatu- ra tolerável quando o aquecimento é encerrado) ΔΤz é de não mais que 50°C na faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada, o limite su- perior de temperatura TGmax é menor e a faixa de espessura da chapa apli- cável torna-se menor se comparada ao caso em que a margem de tempo da operação de extração Δτ é de um minuto ou mais e a dispersão de tempera- tura operacionalmente tolerável (dispersão de temperatura tolerável quando o aquecimento é encerrado) ΔΤz é de não mais que 90°C, mas se torna fa- vorável em termos de capacidade de trabalho e propriedades do material. Portanto, a seleção pode ser feita de acordo com a demanda.
A relação entre a espessura da chapa t (mm) e o limite superior de temperatura TGm3x é geralmente uma relação seqüencial. Entretanto, con- forme descrito acima, a relação entre a espessura da chapa t e o limite supe- rior de temperatura TGmax é aproximado linearmente com as divisões de es- pessura da chapa de 4 < t < 9, 9 < t < 15, 15 < t < 50, 50 < t < 100, 100 < t < 200, e essas são representadas pelas equações.
Especificamente, quando a dispersão de temperatura operacio- nalmente tolerável (dispersão de temperatura tolerável quando o aquecimen- to é encerrado) ΔΤz não é maior que 90°C, a margem de tempo da operação de extração Δτ é de um minuto ou mais, e a faixa de temperaturas de trata- mento térmico almejada é: A: 300°C a 390°C, B: 330°C a 420°C, C: 360°C a 450°C, o limite superior de temperatura TGmax (°C) é representado por cada uma das equações <1> a <3> a seguir de acordo com a espessura de chapa t (mm) das divisões de espessura da chapa de aço.
Quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada A é 300°C to 390°C:
<table>table see original document page 37</column></row><table>
1a a 1e ... <1>.
Quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada B é 330°C a 420°C:
<table>table see original document page 37</column></row><table>
2a a 2e ... <2>.
Quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada C é 360°C a 450°C:
<table>table see original document page 37</column></row><table>
3a a 3e ... <3>.
Portanto, com base nas equações acima descritas, o limite supe- rior de temperatura TGmax a ser ajustado de acordo com a espessura da chapa pode ser obtido considerando-se a margem de tempo da operação de extração Δτ na faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada. Pode ser entendido que a temperatura de forno ajustada TG pode então ser ajus- tada na faixa entre esse limite superior de temperatura TGmax e o limite infe- rior de temperatura TGmin (= limite superior de temperatura + 10°C da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada). Dessa forma, o tempo no qual todas as porções da chapa de aço caem dentro da faixa de temperatu- ras de tratamento térmico almejada, isto é, a margem de tempo da operação de extração Δτ pode ser garantida por um minuto ou mais, e a dispersão de temperatura na chapa (dispersão de temperatura operacionalmente tolerá- vel) ΔΤz na chapa de aço quando o aquecimento é encerrado pode estar em cerca de 90°C.
Além disso, quando a dispersão de temperaturas operacional- mente tolerável ΔΤz é de não mais que 50°C, a margem de tempo da opera- ção de extração Δτ é de cinco minutos ou mais, e a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada é A: 300°C a 390°C, B: 330°C a 420°C, C: 360°C ao 450°C similarmente ao acima, o limite superior de temperatura TGmax' (0C) ajustado no forno de tratamento térmico é preferido ser, de acor- do com a espessura t (mm) das divisões de espessura da chapa a seguir, quando a faixa de temperatura de tratamento térmico A for 300°C a 390°C:
<table>table see original document page 38</column></row><table>
Similarmente, quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada B for 330°C a 420°C, o limite superior de temperatura TG- max' (°C) ajustado no forno de tratamento térmico é preferido ser, de acordo com a espessura t (mm) das divisões de espessura da chapa a seguir:
<table>table see original document page 38</column></row><table> <table>table see original document page 39</column></row><table>
2'a a 2'e ... <2'>.
Além disso, quando a faixa de temperaturas do tratamento tér- mico almejada C é 360°C a 450°C, o limite superior de temperatura TGmax' (°C) ajustado no forno de tratamento térmico é preferido ser, de acordo com a espessura t (mm) das divisões de espessura da chapa a seguir:
<table>table see original document page 39</column></row><table>
Quando a temperatura do forno é ajustada na faixa de tempera- turas efetiva do forno tendo o limite superior de temperatura TGmax' obtido por uma das equações acima <1'>, <2'>, e <3'>, o tempo no qual todas as porções da chapa de aço estão dentro da faixa de temperaturas de trata- mento térmico almejada, isto é, a margem de tempo da operação de extra- ção Δτ pode ser garantida por cinco minutos ou mais, e a diferença de tem- peratura na chapa de aço (diferença de temperatura nas porções dos quatro lados e na porção central da chapa) quando o aquecimento é encerrado, isto é, a dispersão de temperatura operacionalmente tolerável ΔΤz pode ser me- nor, da ordem de 50°C. Portanto, esse ajuste é preferível.
Similarmente, o limite superior de temperatura TGmax ajustado no forno de tratamento térmico pode ser obtido sob a condição de que a mar- gem de tempo da operação de extração Δτ ou a dispersão de temperatura operacionalmente tolerável (dispersão de temperatura tolerável quando o aquecimento é encerrado) ΔΤz é trocado e, cada uma das faixas de tempe- ratura de tratamento térmico almejadas.
Em cada um dos casos onde i) ΔΤz é não mais que 90°C e Δτ é cinco minutos ou mais e ii) ΔΤz é não mais que 50°C e Δτ é um minuto ou mais quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada é uma entre A: 300°C a 390°C, B: 330°C a 420°C, e C: 360°C a 450°C, os limites superiores de temperatura TGmax" (°C) e TGmax'" (°C) ajustados no forno de tratamento térmico estão mostrados abaixo de acordo com a espessura da chapa t (mm) de cada faixa de espessura da chapa.
i) Quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada A: 300°C a 390°C, ΔΤz (°C): não mais que 90°C, e ΔT (minuto): cinco minutos ou mais:
<table>table see original document page 40</column></row><table>
1"a a 1"e ... <1">.
é ajustado.
ii) Quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico alme- jada A: 300°C a 390°C, ΔΤz (°C): não mais que 50°C, e Δτ (minuto): um mi- nuto ou mais:
<table>table see original document page 40</column></row><table>
é ajustado.
Além disso, i) quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada B: 330°C a 420°C, ΔΤζ (°C): não mais que 90°C, e Δτ (mi- nuto): cinco minutos ou mais:
<table>table see original document page 40</column></row><table> 100 < t < 200: TGmax" = -0,23 χ t + 520 ... 2"e
2"a a 2"e ... <2">.
é ajustado.
Além disso, ii) quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada B: 330°C a 420°C, ΔΤz (°C): não mais que 50°C, e Δτ (mi- nuto): um minuto ou mais:
<table>table see original document page 41</column></row><table>
2"'aa2'"e ... <2'">.
é ajustado.
Além disso, i) quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada C: 360°C a 450°C, ΔΤz (°C): não mais que 90°C, e Δτ (mi- nuto): cinco minutos ou mais:
<table>table see original document page 41</column></row><table>
3"a a 3"e ... <3">.
é ajustado.
Além disso, ii) quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico C: 360°C a 450°C, ΔΤz (°C): não mais que 50°C, e Δτ (minuto): um minuto ou mais:
<table>table see original document page 41</column></row><table>
3"'a a 3"'e ... <3'">. é ajustado.
Dessa maneira, o limite superior da temperatura TGmax da tem- peratura ajustada do forno de tratamento térmico correspondente à espessu- ra da chapa pode ser obtido das equações <1> a <3>, das equações <1'> a <3'>, das equações <1"> a <3">, ou das equações <1'"> a <3'"> de acordo com ΔΤz, Δτ na faixa de temperaturas de tratamento térmico ajustada. Entre- tanto, o limite superior da temperatura TGmax do forno de tratamento térmico obtido dessas equações é para o caso em que a faixa de temperaturas do tratamento térmico ajustada Tsmin a Tsmax, a dispersão de temperatura ope- racionalmente tolerável (dispersão de temperatura tolerável quando o aque- cimento é encerrado) ΔΤz, e a margem de tempo da operação de extração ΔT estão sob certas condições específicas. O limite superior de temperatura TGmax do forno de tratamento térmico para os casos diferentes das condi- ções específicas acima não podem ser obtidos diretamente. Entretanto, as condições da dispersão de temperatura operacionalmente tolerável (disper- são de temperatura tolerável quando o aquecimento é encerrado) ΔΤz e a margem de tempo da operação de extração Δτ são comuns em cada equa- ção do grupo das equações <1> a <3>, das equações <1'> a <3'>, das e- quações <1"> a <3">, e das equações <1'"> a <3'">. Assim, sob essas con- dições, mesmo em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico alme- jada diferente da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada es- pecificada em cada um dos grupos de equações acima, a espessura da chapa t pode ser substituída em duas equações em cada grupo de equações incluindo uma parte da faixa de temperaturas de tratamento térmico almeja- da diferente de forma a obter o limite superior de temperatura TGmax de cada temperatura de forno ajustada, e pela interpolação usando-se esse limite superior de temperatura, o limite superior de temperatura TGmax na faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada diferente pode ser obtido., por exemplo, quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada Tsmín a Tsmax é tirada de <1> a <3>, o limite superior de temperatura TGmax da temperatura do forno ajustada na faixa de temperaturas de tratamento térmico desejada Tsmin a Tsmax pode ser obtido pela aproximação linear e interpolando-se o limite superior de temperaturas TGmax da temperatura ajus- tada do forno que é obtida substituindo-se a espessura de chapa t desejada em quaisquer duas equações desse grupo <1> a <3>.
Em adição, tal interpolação não é limitada a método de aproxi- mar linearmente quaisquer duas equações de <1> a <3>., por exemplo, os três limites superiores de temperatura TGmax das temperaturas ajustadas do forno obtidas pela substituição da espessura de chapa t desejada nessas três equações <1> a <3> podem também ser usados para executar a apro- ximação de uma função tal como a aproximação e interpolação de uma pa- rábola, de modo a se obter o limite superior de temperatura TGmax da tempe- ratura de forno ajustada na faixa de temperaturas de tratamento térmico a- justada Tsmin a Tsmax.
Conforme descrito acima, na primeira configuração, a temperatu- ra do forno é ajustada mais alta que a faixa de temperatura de tratamento térmico almejada, e a chapa de aço é extraída em um estado de menor tem- peratura que a temperatura ajustada do forno para ser tratada termicamente. Entretanto, quando é aquecida, a taxa de aumento de temperatura difere na porção central e nas porções dos quatro lados da chapa de aço, e as por- ções dos quatro lados aumentam de temperatura mais rapidamente. O grau dessa diferença varia dependendo da espessura e da largura da chapa de aço bem como da diferença de temperatura na direção da largura do forno de tratamento térmico.
Quando a espessura da chapa é pequena, os graus de diferença na taxa de aumento da temperatura por porção é pequeno, e assim é prefe- rido que não exista nenhuma diferença de temperatura no forno. Por outro lado, quando a espessura da chapa é grande, a diferença na taxa de aumen- to de temperatura por porção aparece significativamente, e assim é preferido que exista uma diferença de temperatura moderada no forno. Entretanto, também nesse caso, quando a largura da chapa de aço é grande, ela é for- temente influenciada pela diferença de temperatura no forno, e é, portanto, melhor ter uma diferença de temperatura menor no forno quando a largura da chapa é grande. Conforme descrito acima, a diferença de temperatura na chapa de aço tratada termicamente devido à diferença de temperatura no forno é grandemente influenciada pela espessura e pela largura da chapa de aço. Portanto, é preferível controlar a distribuição de temperatura na direção da largura do forno de tratamento térmico para reduzir a diferença de tempera- tura na chapa na chapa de aço.
Incidentalmente1 embora a temperatura do centro do forno na direção da largura é maior que a temperatura da porção da extremidade, e a diferença de temperatura na direção da largura do forno é de 15°C na consi- deração acima descrita do limite superior de temperatura TGmax, mas a dife- rença de temperatura na direção da largura do forno pode ser adequada- mente controlada para também reduzir a diferença de temperatura da chapa de aço durante o tratamento térmico, ajustar a temperatura do forno mais adequadamente, e melhorar a produtividade da operação de tratamento térmico.
Desse ponto de vista, os inventores examinaram o efeito de adi- cionar-se várias diferenças de temperatura (alta na porção central, baixa nas porções das extremidades) na direção da largura do forno de tratamento térmico e melhorar o método de tratamento térmico da primeira configura- ção. No exame, o limite superior de temperatura TGmax da temperatura de forno ajustada foi obtido pelo cálculo de transferência de calor sob a condi- ção de que várias distribuições de temperatura na direção da largura do for- no de tratamento térmico são adicionadas, onde uma chapa de aço comum tendo uma espessura de 6 mm a 40 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm é o objeto, a faixa de temperatura de tratamento térmico é de 300°C a 450°C, a temperatura de tratamento térmico almejada é de 360°C a 450°C com a amplitude de flutuação de temperatura materialmente tolerável ATs sendo 90°C, a dispersão de temperatura tolerável ΔΤz (=ATs) é 90°C, e a margem de tempo da operação de extração Δτ é um minuto.
Então, os tempos xmin e Xmax até a extração e a margem de tem- po da operação de extração Δτ foram obtidos por simulação para o caso on- de a faixa de temperatura efetiva do forno é ajustada entre o limite superior de temperatura TGmax e o limite inferior de temperatura TGmjn (o limite supe- rior de temperatura + 10°C da faixa de temperatura de tratamento térmico almejada) da temperatura do forno, e a temperatura do forno é ajustada nes- sa faixa de modo a tratar termicamente a chapa de aço. Alem disso, uma diferença real ATs* (0C) da diferença de temperatura na chapa quando o a- quecimento é encerrado, que é a diferença na temperatura da superfície en- tre as porções das extremidades na direção da largura e a porção central da chapa de aço no momento xmin, foi assumida como sendo a mesma que a dispersão de temperatura materialmente tolerável e obtida por simulação.
Como resultado, foi descoberto que o tempo de tratamento pode ser reduzido pelo controle para tornar a porção da extremidade menor em temperatura de 0°C a 30°C que a porção central da distribuição de tempera- turas na direção da largura do forno.
Além disso, como resultado da consideração da espessura e da largura da chapa de aço em relação a esse efeito, especificamente, a dife- rença de temperatura na direção da largura do forno é preferivelmente con- trolada para ser de não mais que 10°C, independentemente da largura da chapa na faixa de espessura da chapa de não mais que 10 mm, conforme ilustrado na Figura 7. Além disso, na faixa da espessura da chapa de 30 mm ou mais e de largura de chapa de menos de 3500 mm, a diferença de tem- peratura na direção da largura do forno é preferivelmente controlada para der aproximadamente 30°C. Então foi descoberto que, nas faixas de espes- sura da chapa de mais de 10 mm e menos de 30 mm, e espessura da chapa de 30 mm ou mais e largura de chapa de 3500 mm ou mais diferentes das faixas acima, é preferível executar o controle de forma que a diferença de temperatura na direção da largura do forno seja de mais de 10°C e menos de 30°C, e a temperatura é menor nas porções das extremidades do que na porção central na direção da largura do forno. Note que há uma faixa de temperaturas de ±5°C como uma faixa tolerável de precisão de controle a partir da diferença anteriormente mencionada de aproximadamente 30°C.
Pelo método de tratamento térmico dessa configuração, todas as porções de uma chapa de aço podem ser aquecidas dentro de uma faixa de temperaturas de tratamento térmico materialmente tolerável, e assim as ca- racterísticas desejadas o material podem ser garantidas através de todas as porções da chapa de aço. Além disso, todas as porções da chapa de aço podem ser aquecidas até essa faixa em um curto espaço de tempo, e assim a produtividade pode ser melhorada.
Além disso, se comparado a um método para ajustar, como é convencional, uma temperatura do forno que corresponda aproximadamente à temperatura de tratamento térmico almejada e execute o tratamento térmi- co pelo aquecimento por um tempo ajustado previamente de acordo com a espessura da chapa em relação a essa temperatura do forno ajustada, o aquecimento e a extração podem ser completados pelo tempo de tratamento de 30% a 90%. Assim, a produtividade aumenta significativamente. Portanto, a perda de calor fixa que acompanha o tratamento térmico diminui a uma razão similar, e a redução de custo pela diminuição da taxa de consumo de combustível do forno de tratamento térmico pode ser alcançada. Além disso, a emissão de CO2 dos hidrocarbonetos e similares usados como combustí- vel para o forno de tratamento térmico pode ser reduzida. Segunda configuração (método para tratamento térmico de uma chapa de aço usando o forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transporta- dores do tipo de tubo irradiador)
A seguir, será descrito um método de tratamento térmico usando o forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador.
A Figura 8 é um diagrama esquemátíco ilustrando um conceito básico do método para tratar termicamente uma chapa de aço usando o for- no de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador.
Na segunda configuração, a temperatura limite inferior Tsmin e a temperatura limite superior Tsmax da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada são ajustadas com base na amplitude de flutuação de temperatura na chapa materialmente tolerável ATs, e o limite superior de temperatura TGmax da temperatura do forno ajustada é obtido previamente por experiência ou por uma técnica tal como cálculo de transferência de ca- lor com essa faixa de temperatura de tratamento térmico ajustada Tsmin a Tsmax, a espessura da chapa t, a margem de tempo da operação de extração Δτ, e assim por diante sendo levados em consideração. Além disso, a faixa de ajuste de TGmin a TGmax da temperatura do forno é ajustada com o limite de temperatura inferior TGmin da temperatura ajustada do forno sendo a tem- peratura limite superior Tsmax (°C) + 10°C. Essa faixa de temperatura do for- no ajustada é assumida como a faixa de temperatura do forno efetiva.
Na segunda configuração, a temperatura ajustada do forno TG é selecionada dentro dessa faixa efetiva de temperatura do forno para ajustar a temperatura do forno de tratamento térmico, de modo a executar o trata- mento térmico. Como resultado, a chapa de aço tendo propriedades de ma- terial homogêneas pode ser obtida pelo tratamento térmico efetivo.
Incidentalmente1 quando a dispersão de temperatura na chapa de aço é uma diferença de temperatura menor, pode ser obtida uma chapa de aço tendo qualitativamente uma menor dispersão de propriedade de ma- terial. Além disso, pode também ocorrer dispersão na precisão do controle da temperatura na operação. Consequentemente, levando-se esses fatores em consideração, é também possível ajustar a faixa TGmin a TGmax da tem- peratura do forno com uma amplitude de flutuação de temperatura mais es- treita que a amplitude de flutuação de temperatura materialmente tolerável ATs descrita acima, de modo a executar o tratamento térmico.
Em tal caso, uma amplitude de flutuação de temperatura mais estreita é tomada como uma dispersão de temperatura tolerável quando o aquecimento é realmente executado (dispersão de temperatura tolerável quando o aquecimento é encerrado) e definido como dispersão de tempera- tura operacionalmente tolerável ΔΤz. É desnecessário dizer que essa disper- são de temperatura operacionalmente tolerável ΔΤz está dentro da faixa da amplitude de flutuação de temperatura materialmente tolerável ΔTs acima descrita, isto é, ΔΤz < ΔTs.
Em outras palavras, é preferido que um limite superior mais pre- ferido da temperatura ajustada do forno de tratamento térmico seja obtido levando-se em conta a espessura da chapa t, a margem de tempo da opera- ção de extração Δτ, e assim por diante com base na dispersão de tempera- tura operacionalmente tolerável ΔΤζ mais estreita que a amplitude de flutua- ção de temperatura materialmente tolerável ATs. Além disso, é também de- sejável que o limite inferior da temperatura ajustada seja o temperatura limite superior Tsmax (°C) + 20°C. Especificamente, quando a temperatura ajustada do forno é maior que a temperatura limite superior Tsmax da faixa de tempe- raturas de tratamento térmico almejada em 20°C ou mais, a produtividade pode ser aumentada e, cerca de 20% ou mais se comparado com o caso em que a temperatura do forno é igual ao valor do limite superior da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada. Um exemplo de tal faixa de temperaturas de forno mais preferida na qual o limite superior de temperatu- ra TGmax e o limite inferior de temperatura TGmin são refletidos está ilustrado na Figura 8.
O conceito básico do método de tratamento térmico da segunda configuração é conforme descrito acima. Quando o limite superior da tempe- ratura TGmax mencionado anteriormente da temperatura ajustada é obtido dessa maneira, é considerada a diferença na taxa de aumento de calor entre as porções dos quatro lados e a porção central de uma chapa de aço, isto é, a diferença de temperatura na chapa que provoca a dispersão nas proprie- dades do material da chapa de aço. Além disso, como resultado de outros estudos, foi reconhecido que essa diferença de temperatura na chapa se origina na forma (largura da chapa e espessura da chapa) da chapa de aço, e pode também se originar na distribuição de temperatura na direção da Iar- gura do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores.
Conforme descrito acima, o forno de tratamento térmico contínuo de cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador tem uma distribuição de temperaturas substancialmente regular na direção da largura do forno, portanto, quando se obtém o limite superior da temperatura TGmax da tempe- ratura ajustada descrita acima, a influência da distribuição de temperatura na direção da largura do forno pode ser ignorada.
Conforme descrito acima, na segunda configuração, a faixa de temperatura de tratamento térmico almejada é ajustada com base nas pro- priedades do material por porção da chapa de aço e na amplitude de flutua- ção da temperatura ATs que é tolerável em relação à sua dispersão. A am- plitude de flutuação de temperaturas materialmente tolerável ATs para ajus- tar a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada pode ser ajusta- da laminando-se aços tendo vários constituintes para produzir uma chapa de aço, tratar termicamente essa chapa de aço enquanto se mudam as condi- ções de endurecimento e as condições de encruamento tais como tempera- tura e resfriamento, examinando as características do material (por exemplo, resistência à tração, limite de escoamento, e assim por diante) previamente, e reconhecendo que o grau de diferença de temperatura é materialmente tolerável.
Na segunda configuração, a chapa de aço como um objeto a ser tratado termicamente é, por exemplo, um aço comum (comum teor de car- bono comum de 0,02% em massa a 2,1% em massa) que PE freqüentemen- te usado ajustando-se suas propriedades de material por tratamento térmico tal como endurecimento, encruamento, oi similares conforme descrito acima. Além disso a espessura da chapa é de 4 mm a 200 mm, e a largura da cha- pa é de 2500 mm a 5000 mm, por exemplo,.
Os inventores executaram a laminação de uma chapa de aço de aço comum tendo tal espessura e tal largura, dureza e têmpera da chapa sob várias condições, e investigaram suas características (resistência à tra- ção e limite de escoamento). Como resultado, foi reconhecido que quando essa chapa de aço é tratada termicamente por encruamento a 300°C a 450°C, embora dependendo das condições de endurecimento, uma resis- tência à tração e um limite de escoamento adequados podem ser obtidos no aço comum. O tratamento de encruamento prossegue excessivamente a uma temperatura maior que essa faixa, resultando na diminuição da resis- tência do material. Além disso, o encruamento não prossegue a uma tempe- ratura inferior a essa faixa.
Além disso, foi reconhecido que quando a diferença de tempera- tura na chapa está em 90°C nessa faixa de temperaturas, a diferença na chapa de resistência à tração ou limite de e4scoamento é homogeneizada em cerca de 30 MPa. Nesse momento, foi também reconhecido que a influ- ência do material é pequena em uma diferença de tempo de tratamento ori- ginada em uma diferença no aumento da temperatura devido à diferença da porção na temperatura de encruamento.
Especificamente, foi descoberto que uma chapa de aço tendo uma regularidade materialmente suficientemente tolerável pode ser produzi- da quando a diferença de temperatura na chapa está em 90°C independen- temente do grau de dispersão na temperatura do forno. Portanto, na segun- da configuração, a amplitude de flutuação de temperatura ATs é ajustada para 90°C para a faixa de temperatura de tratamento térmico almejada con- forme descrito acima.
Assim, na segunda configuração, a amplitude de flutuação de temperatura ATs que é tolerável como faixa de dispersão do material é ajus- tada em 90°C, mas, por exemplo, a amplitude de flutuação de temperatura de 80°C ou 70°C pode também ser considerada. Embora seja possível obter uma chapa de aço que seja suficientemente homogênea na prática por tole- rar até 90°C como faixa de dispersão de material, uma diferença de tempe- ratura menor permite obter uma chapa de aço com dispersão de proprieda- des do material qualitativamente menor, e assim tal manuseio é possível. Quando a amplitude de flutuação de temperatura ATs for 80°C ou 70°C, va- lores de inclinações e segmentos de equações correspondentes a <4> a <6> descritas mais tarde na faixa de tratamento térmico almejada corresponde- ram a essas diferenças na amplitude de flutuação da temperatura de trata- mento térmico almejada ATs. Também, nesse caso, as equações <4> a <6> podem ser aplicadas considerando-se a faixa de temperatura de tratamento térmico almejada com ΔTs = 90°C de modo a alinhar a temperatura limite superior Tsmax da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada. A- lém, disso, ajustando-se a dispersão de temperatura operacionalmente tole- rável ΔTz na faixa de ΔTz < ΔTs, o limite superior da temperatura TGmax do forno consequentemente vem dentro da faixa de temperaturas do forno do método de tratamento térmico conforme a segunda configuração. Doravante, o método de tratamento térmico na segunda configu- ração será descrito com base em um exemplo específico. Particularmente, é importante na segunda configuração obter o limite superior de temperatura TGmax da temperatura ajustada do forno.
No caso em que uma chapa de aço comum tendo uma espessu- ra de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm é tratada ter- micamente na faixa de temperaturas de 300°C a 450°C no forno de trata- mento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradi- ador, a amplitude de flutuação de temperatura ATs materialmente tolerável foi ajustada em 90°C conforme descrito acima. Como faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada Tsmin a Tsmax, três faixas foram ajustadas: A: 300°C a 390°C, B: 330°C a 420°C, C: 360°C a 450°C, e o limite superior de temperatura TGmax da temperatura do forno ajustada foi obtido com a mar- gem de tempo da operação de extração Δτ sendo de um minuto ou mais. Incidentalmente, conforme descrito acima, o forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador tem uma diferença de temperatura substancialmente regular na direção da largura do forno. Assim, a influência da diferença de temperatura na direção da largura do forno foi ignorada.
Especificamente, com base nessas condições, a temperatura de forno ajustada foi variada, o cálculo da transferência de calor nas porções extremas e na porção central da chapa de aço nesse caso foi analisado por um método de diferença finita, e o limite superior de temperatura TGmax foi obtido em relação à espessura da chapa t e à temperatura de tratamento térmico almejada ATs de forma que toda a chapa de aço (porções dos qua- tro lados e porção central) estejam na faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada Tsmin a Tsmax e a dispersão de temperatura de toda a cha- pa de aço é de não mais que a dispersão de temperatura operacionalmente tolerável (dispersão de temperatura tolerável quando o aquecimento é encer- rado) ΔΤz = 90°C ao invés de ΔTs durante a margem de tempo da operação de extração Δτ (= um minuto ou mais). Além disso, um limite superior de temperatura TGmax' foi também obtido similarmente para o caso em que ao margem de tempo da operação de extração Δτ é cinco minutos ou mais e a dispersão de temperatura operacionalmente tolerável ΔΤz é de não mais que 50°C. Seus resultados estão ilustrados nas Figura 9A a Figura 9C.
Conforme ilustrado nas Figura 9A a Figura 9C, o limite superior de temperatura TGmax difere dependendo da espessura da chapa t e da faixa de temperatura de tratamento térmico Tsmin a Tsmax. A temperatura de forno ajustada TG pode ser ajustada na faixa de temperaturas de forno efetiva en- tre o limite superior de temperatura TGmax e o limite inferior de temperatura TGmin (= limite superior de temperatura + 10°C da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada). Incidentalmente, quando a margem de tempo da operação de extração Δτ é de cinco minutos ou mais e a dispersão de temperatura operacionalmente tolerável (dispersão de temperatura tolerável quando o aquecimento é encerrado) ΔΤz é de não mais que 50°C na faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada, e o limite superior de tem- peratura TGmax é menor e a faixa de espessuras de chapa aplicável torna-se pequena se comparada ao caso em que a margem de tempo da operação de extração Δτ é de um minuto ou mais e a dispersão de temperatura opera- cionalmente tolerável (dispersão de temperatura tolerável quando o aqueci- mento é encerrado) ΔΤz é de não mais que 90°C, mas ele acaba sendo fa- vorável em termos de capacidade de trabalho e de propriedades do material. Portanto, a seleção pode ser feita de acordo com a demanda.
Incidentalmente, a relação entre a espessura da chapa t (mm) e o limite superior da temperatura TGmax é geralmente uma relação seqüenci- al. Entretanto, para facilitar o ajuste da temperatura do forno para cada es- pessura de chapa, a relação entre a espessura da chapa t e o limite superior de temperatura TGmax é aproximado linearmente com as divisões de espes- sura da chapa de 4 ≤ t < 9, 9 ≤ t < 15, 15 ≤ t < 50, 50 ≤ t < 100, 100 ≤ t ≤ 200, e essas são representadas por equações.
Especificamente, quando a dispersão de temperatura operacio- nalmente tolerável (dispersão de temperatura tolerável quando o aquecimen- to é encerrado) ΔΤz é de não mais que 90°C, a margem de tempo da opera- ção de extração Δτ é de um minuto ou mais, e a faixa de temperatura de tra- tamento térmico almejada é A: 300°C a 390°C, B: 330°C a 420°C, C: 360°C a 450°C, o limite superior de temperatura TGmax (0C) é representada por ca- da uma das equações <4> a <6> a seguir de acordo com a espessura da chapa t (mm) das divisões da espessura chapa de aço.
Quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada A é 300°C a 390°C:
4 < t < 9: TGmax = 10,02 χ t + 491 ... 4a
9 < t < 15: TGmax = -0,56 χ t + 586 ... 4b
15 <t<50: TGmax =-1,79xt +605 ...4c
50 < t < 100: TGmax = -0,92 χ t + 561 ... 4d
100 <t < 200: TGmax =-0,34X t + 503 ...4e
4a a 4e ... <4>.
Quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada B é 330°C a 420°C:
4 < t < 9: TGmax — 5,28 χ t + 543 ...5a
9 < t < 15: TGmax = 0,07 χ t + 590 ...5b
15 <t< 50: TGmax = -1,67xt + 616 ...5c
50 < t < 100: TGmax =-0,88 χ t + 576 ... 5d
100 < t < 200: TGmax = -0,30 χ t + 518 ... 5e
5a a 5e ... <5>.
Quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada C é 360°C a 450°C:
4 < t < 9: TGmax = 5,16 χ t + 562 ... 6a
9 < t < 15: TGmax = -0,24 χ t + 611 ... 6b
15 < t < 50: TGmax = -1,72 χ t + 633 ... 6c
50 < t < 100: TGmax = -0,75 χ t + 584 ... 6d
100 < t < 200: TGmax = -0,27 χ t + 536 ... 6e
6a a 6e ... <6>.
Portanto, com base nas equações acima descritas, o limite supe- rior de temperatura TGmax a ser ajustada de acordo com a espessura da chapa pode ser obtido considerando-se a margem de tempo da operação de extração Δτ na faixa de temperaturas do tratamento térmico almejada. Pode ser entendido que a temperatura do forno ajustada TG pode então ser ajus- tada na faixa entre esse limite superior de temperatura TGmax e o limite infe- rior de temperatura TGmin (= limite superior de temperatura + 10°C da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada). Dessa forma, o tempo no qual todas as porções da chapa de aço vêm para a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada, isto é, a margem de tempo da operação de extração Δτ pode ser garantida em um minuto ou mais, e a dispersão de temperatura na chapa (dispersão de temperatura operacionalmente tolerá- vel) ΔΤz na chapa de aço quando o aquecimento é encerrado pode estar em 90°C.
Além disso, quando a dispersão de temperatura operacional- mente tolerável ΔΤz for de não mais que 50°C, a margem de tempo da ope- ração de extração Δτ é de cinco minutos ou mais, e a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada é A: 300°C a 390°C, B: 330°C a 420°C, C: 360°C a 450°C similarmente ao acima, o limite superior de temperatura TGmax' (°C) ajustado no forno de tratamento térmico é preferido ser, de acor- do com a espessura da chapa t (mm) das divisões de espessura de chapa a seguir, quando a faixa de temperatura do tratamento térmico almejada A é 300°C to 390°C:
4 < t < 10: TGmax = 3,33 χ t + 416 ... 4'a
10 < t < 20: TGmax = 3,OOxt+ 419 ... 4'b
20 < t < 50: TGmax = -1,93 χ t + 518 ... 4'c
50 < t < 100; TGmax = -0,58 xt +450 ... 4'd
100 < t < 200: TGmax = -0,18 χ t + 410 ...4'e
4'a a 4'e ... <4'>.
Similarmente, quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada B é 330°C a 420°C, o limite superior de temperatura TGmax' (°C) ajustado no forno de tratamento térmico é preferido ser, de acordo com a espessura da chapa t (mm) das divisões de espessura da chapa a seguir:
4 < t < 10: TGmaxl = 5,50 xt +425 ... 5'a
10 < t < 20: TGmax' = 1JO χ t + 463 ... 5'b
20 < t < 50: TGmax' = -1,83 χ t + 534 ... 5'c <table>table see original document page 55</column></row><table>
Além disso, quando a faixa de temperaturas de tratamento tér- mico almejada C é 360°C a 450°C, o limite superior de temperatura TGmax' (°C) ajustado no forno de tratamento térmico é preferido ser, de acordo com a espessura da chapa t (mm) das divisões de espessura da chapa a seguir:
<table>table see original document page 55</column></row><table>
Quando a temperatura do forno é ajustada na faixa de tempera- tura de forno efetiva tendo o limite superior de temperatura TGmax' obtido por uma das equações <4'>, <5'>, e <6'> acima, o tempo no qual todas as por- ções da chapa de aço vêm para dentro da faixa de temperaturas do trata- mento térmico, isto é, a margem de tempo da operação de extração Δτ pode ser garantida por cinco minutos ou mais, e a dispersão de temperatura na chapa (diferença de temperatura nas porções de quatro lados e na porção central da chapa) na chapa de aço quando o aquecimento é encerrado, isto é, a dispersão de temperatura operacionalmente tolerável ΔΤζ pode ser me- nor, da ordem de 50°C.Portanto, esse ajuste é preferível.
Similarmente, o limite superior de temperatura TGmax ajustado no forno de tratamento térmico pode ser obtido sob a condição de que a mar- gem de tempo da operação de extração Δτ ou a dispersão de temperatura operacionalmente tolerável (dispersão de temperatura tolerável quando o aquecimento é encerrado) ΔΤz é mudado em cada uma das faixas de tem- peraturas de tratamento térmico almejada.
Em cada um dos casos em que i) ΔΤz é não mais que 90°C e Δτ é cinco minutos ou mais e ii) ΔΤz é não mais que 50°C e Δτ é um minuto ou mais quando a faixa de temperaturas do tratamento térmico almejada é uma entre A: 300°C a 390°C, B: 330°C a 420°C, e C: 360°C a 450°C, os limites superiores da temperatura TGmax" (°C) e TGmax'" (0C) ajustados no forno de tratamento térmico estão mostrados abaixo conforme a espessura da chapa t (mm) de cada faixa de espessura de chapa.
i) Quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico alme- jada A: 300°C a 390°C, ΔΤz (°C): não mais que 90°C, e Δτ (minuto): cinco minutos ou mais:
<table>table see original document page 56</column></row><table>
é ajustado.
ii) Quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico alme- jada A: 300°C a 390°C, ΔΤz (°C): não mais que 50°C, e Δτ (minuto): um mi- nuto ou mais:
<table>table see original document page 56</column></row><table>
é ajustado.
Além disso, i) quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada B: 330°C a 420°C, ΔΤz (°C): não mais que 90°C, e Δτ (mi- - nuto): cinco minutos ou mais:
<table>table see original document page 56</column></row><table> 5"a a 5"e ... <5">
é ajustado.
Além disso, ii) quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada B: 330°C a 420°C, ΔΤζ (°C): não mais que 50°C, e Δτ (mi- nuto): um minuto ou mais:
4 < t < 9: TGmax'" = 5,28 χ t + 543 .. 5"'a
9 < t < 20: TGmax'" = -8,09 χ t + 664 .. 5"'b
20 < t < 50: TGmax'" = -2,00 χ t + 542 .. 5"'c
50 < t < 100: TGmax'" = -0,52 χ t + 468 .. 5"'d
100 < t <200: TGmax'" = -0,16 xt + 432 .. 5"'e
5"' a a 5"' e ... <5'">
é ajustado.
Além disso, i) quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada C: 360°C a 450°C, ΔΤζ (°C): não mais que 90°C, e Δτ (mi- nuto): cinco minutos ou mais:
4 < t < 10: TGmax" = 0,83 χ t + 491 .. 6"a
10 < t < 20: TGmax" = 2,00 χ t + 479 .. 6"b
20 < t < 50: TGmax" = 0,20 xt+ 515 .. 6"c
50 < t < 100: TGmax" = -0,50 χ t + 550 .. 6"d
100 < t < 200: TGmax" =-0,18 xt + 518 .. 6"e
6" a a 6"e ... <6"> é ajustado.
Além disso, ii) quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada C: 360°C a 450°C, ΔΤz (°C): não mais que 50°C, e Δτ (mi- nuto): um minuto ou mais:
4 < t < 9: TGmax"'= 5,16xt +562 ... 6"'a
9 < t < 20: TGmax"'= -8,09 xt+ 681 ... 6"'b
20 < t < 50: TGmax'" = -1,83 χ t + 556 ... 6"'c
50 < t < 100: TGmax'" = -0,46 χ t + 487 ... 6"'d
100 < t < 200: TGmax"'= -0,14 xt+ 455 ... 6"'e
6"'a a 6"'e ... <6'">
é ajustado. Dessa forma, o limite superior de temperatura TGmax da tempera- tura de ajuste do forno de tratamento térmico correspondente à espessura da chapa pode ser obtido das equações <4> a <6>, das equações <4'> a <6'>, das equações <4"> a <6">, ou das equações <4'"> a <6'"> de acordo com ΔΤz, Δτ na faixa de temperaturas de tratamento térmico ajustada. Entre- tanto, o limite superior da temperatura TGmax do forno de tratamento térmico obtido dessas equações é para o caso em que a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada Tsmin a Tsmax, a dispersão de temperatura ope- racionalmente tolerável (dispersão de temperatura tolerável quando o aque- cimento é encerrado) ΔΤζ, e a margem de tempo da operação de extração Δτ estão sob certas condições específicas. O limite superior de temperatura TGmax do forno de tratamento térmico para os casos diferentes das condi- ções específicas não pode ser obtido diretamente. Entretanto, as condições de dispersão de temperatura operacionalmente tolerável (dispersão de tem- peratura tolerável quando o aquecimento é encerrado) ΔΤζ e a margem de tempo da operação de extração Δτ são comuns em cada grupo de equações das equações <4> a <6>, as equações <4'> a <6'>, as equações <4"> a <6">, e as equações <4'"> a <6'">. Assim, sob essas condições, mesmo em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada diferente da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada especificada em cada um dos grupos de equações acima, a espessura da chapa t pode ser substituída em duas equações em cada grupo de equações incluindo uma parte da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada diferente de modo a se ob- ter o limite superior de temperatura TGMax de cada temperatura de forno a- justada, e por interpolação usando-se esse limite superior de temperatura, o limite superior de temperatura TGmax na faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada diferente pode ser obtido., por exemplo, quando a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada Tsmin a Tsmax é retirada de <4> a <6>, o limite superior de temperatura TGmax da temperatura de forno ajus- tada na faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada desejada Ts- min a Tsmax pode ser obtido aproximando-se linearmente e interpolando-se o limite superior de temperatura TGmax da temperatura ajustada de forno que é obtida substituindo-se a espessura de chapa desejada t em quaisquer duas equações dessas <4> a <6>.
Em adição, tal interpolação não é limitada ao método de aproxi- mar linearmente quaisquer duas equações entre <4> a <6>., por exemplo, os três limites superiores de temperatura TGmax das temperaturas de forno ajustadas obtidas substituindo-se a espessura de chapa desejada t nessas três equações <4> a <6> podem também ser usados para executar a apro- ximação de função tal como aproximação de parábola e interpolação, de modo a obter o limite superior de temperatura TGmax da temperatura de forno ajustada na faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada desejada TSmin 3 Tsmax-
Assim, quando a chapa de aço é tratada termicamente no forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador, o limite superior de temperatura TGmax (0C) da temperatura de forno ajustada do forno de tratamento térmico pode ser obtido como descrito acima a partir da margem de tempo da operação de extração Δτ e a espes- sura da chapa t em relação à faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada Tsmin a Tsmax ajustada com base na amplitude de flutuação de temperatura tolerável na chapa que seja materialmente tolerável. Então, a- justando-se a temperatura do forno na faixa de temperaturas de forno efetiva formada entre o limite superior de temperatura TGmax da temperatura de for- no ajustada do forno de tratamento térmico obtido conforme descrito acima e o limite inferior de temperatura TGmjn da temperatura ajustada do forno, que é a temperatura limite superior Tsmax (0C) + 10°C da temperatura de trata- mento térmico almejada, e executando-se o tratamento térmico, torna-se possível obter uma chapa de aço materialmente homogênea mais efetiva- mente se comparado com os métodos de tratamento térmico convencionais.
Pelo método de tratamento térmico dessa configuração, todas as porções de uma chapa de aço podem ser aquecidas dentro da faixa de tem- peraturas de tratamento térmico materialmente tolerável, e assim as caracte- rísticas desejadas do material podem ser garantidas através de todas as porções da chapa de aço. Além disso, todas as porções da chapa de aço podem ser aquecidas até essa faixa em um curto espaço de tempo, e assim a produtividade pode ser melhorada.
Além disso, se comparado com um método de ajustar, como é convencional, uma temperatura de forno que corresponda aproximadamente à temperatura de tratamento térmico almejada e executar o tratamento tér- mico pelo aquecimento por um tempo ajustado previamente de acordo com a espessura da chapa em relação a essa temperatura de forno ajustada, o aquecimento e a extração podem ser completados pelo tempo de tratamento de 30% a 90%. Assim, a produtividade aumenta significativamente. Portanto, a perda de calor fixa que acompanha o tratamento térmico diminui a uma razão similar, e a redução de custo pela diminuição da taxa de consumo de combustível do forno de tratamento térmico pode ser alcançada. Além disso, a emissão de CO2 pelos hidrocarbonetos e similares usados como combustí- vel para o forno de tratamento térmico pode ser reduzida.
Exemplos
A seguir a presente invenção será descrita mais especificamente com base em exemplos.
Exemplo 1
No forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transpor- tadores do tipo de queima direta com um comprimento de forno de 48 m e tendo 64 maçaricos fixos em cada uma das bandas superior e inferior, uma chapa de aço comum tendo uma espessura de 6 mm a 200 mm e uma largu- ra de 2500 mm a 5000 mm foi tratada termicamente na faixa de temperatura de tratamento térmico de 300°C to 450°C.
Com a amplitude de flutuação de temperatura ATs (0C) materi- almente tolerada na chapa de aço de aço comum sendo 90°C, a faixa de temperaturas de tratamento térmico foi ajustada para 300°C a 390°C (n° 1 a 20), 320°C a 410°C (n° 21 a 30), 330°C a 420°C (n° 55 a 69), 340°C a 430°C (n° 31 a 40), e 360°C a 450°C (n° 41 a 54). Em cada faixa de temperatura de tratamento térmico almejada, a margem de tempo da operação de extração Δτ foi ajustada em um minuto ou mais, e a dispersão de temperatura opera- cionalmente tolerável (dispersão de temperatura tolerável quando o aqueci- mento é encerrado) ΔΤz foi assumido não ser mais de 90°C, de modo a ob- ter a relação entre a espessura da chapa t e o limite superior da temperatura TGmax da temperatura ajustada do forno pelo cálculo da transferência de ca- lor. Incidentalmente, a temperatura da porção central da largura do forno foi mais alta que a temperatura da porção da extremidade da largura do forno, e a distribuição de temperatura na direção da largura do forno (diferença de temperatura) foi ajustada para 15°C.
A seguir, uma faixa de temperatura de forno efetiva foi ajustada entre esse limite superior de temperatura TGmax e o limite inferior de tempe- ratura TGmin (limite superior de temperatura + 10°C da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada) da temperatura ajustada do forno, a tempe- ratura do forno de tratamento térmico foi ajustada nessa faixa, e uma opera- ção de tratamento térmico foi executada. Incidentalmente, um medidor de temperatura do forno foi colocado numa porção central da largura do forno.
Apesar desses exemplos da presente invenção nos quais a tem- peratura do forno foi ajustada na faixa efetiva de temperaturas do forno, o tratamento térmico foi também executado para o caso em que a temperatura do forno estava fora da faixa efetiva de temperaturas do forno como exem- plos comparativos. Além disso, como exemplos convencionais, o tratamento térmico foi também executado para o caso em que a temperatura do forno foi ajustada até o limite superior da faixa de temperaturas do tratamento tér- mico almejada, que foi um método de tratamento térmico convencional. Em cada um dos exemplos, foram obtidos os tempos de tratamento xmin, Tmax, a margem de tempo da operação de extração Δτ, e a diferença real ΔTs* da temperatura na chapa (diferença na temperatura da superfície entre as por- ções de extremidade na direção da largura e uma porção central da chapa de aço no tempo imjn) após o tratamento térmico. Incidentalmente, apenas tmin e ΔTs* foram obtidos no exemplo convencional. Além disso, qualquer margem de tempo de operação de extração Δτ de um valor negativo foi as- sumida como 0 minuto.
Incidentalmente, na operação de tratamento térmico, as tempe- raturas das superfícies das porções das extremidades da largura, das por- ções das extremidades longitudinais, e das porções de canto da chapa de aço e a temperatura no centro da espessura nas porções centrais foram me- didas por um par termelétrico disposto na chapa de aço, e os valores anteri- ormente mencionados foram obtidos a partir de suas transições de temperatura.
Os tempos de tratamento xmin, Xmax, a margem de tempo da ope- ração de extração Δτ, e a diferença real ATs* da diferença de temperatura na chapa após o tratamento térmico nos exemplos da presente invenção e nos exemplos comparativos foram avaliados. Além disso, em relação à produtivi- dade, o tempo de tratamento xmjn dos exemplos convencionais foi dividido por Xmin de cada exemplo para obter uma razão, e essa razão foi avaliada.
Seus resultados estão ilustrados na Tabela 1, Tabela 2, Figura 10a a Figura 10D, e Figura 11. Incidentalmente, a Figura 10A a Figura 10D e a Figura 11 também ilustram as faixas de temperatura do forno mais preferí- veis no caso em que a dispersão tolerável de temperatura (dispersão de temperatura operacionalmente tolerável) ΔΤζ quando o aquecimento é en- cerrado é de não mais que 50°C na faixa de temperatura de tratamento tér- mico almejada, e a margem de tempo da operação de extração Δχ é de cin- co minutos ou mais.
Incidentalmente, a avaliação foi executada como segue,
x: Δχ < 1 minuto, ou ATs* > 90°C
Δ: Δχ > 1 minuto, e ATs* < 90°C, e produtividade < 1,1 (melhoria: menos de 10%)
O: Δχ > 1 minuto, e ATs* < 90°C, e produtividade >1,1 (melhoria: 10% ou mais)
Δχ > 5 minutos, e ATs* < 50°C, e produtividade > 1,2 (melhoria: 20% ou mais) <table>table see original document page 63</column></row><table> <table>table see original document page 64</column></row><table> <table>table see original document page 65</column></row><table> <table>table see original document page 66</column></row><table> <table>table see original document page 67</column></row><table> Tabela 2
<table>table see original document page 68</column></row><table> Como pode ser visto da Tabela 1, Tabela 2, Figura 10A a Figura 10D, e Figura 11, quando a temperatura do forno foi ajustada na faixa de temperatura efetiva do forno pelo método de tratamento térmico dos exem- plos da presente invenção, a diferença real ATs* (diferença na temperatura da superfície entre as porções das extremidades na direção da largura e a porção central da chapa de aço no tempo Tmin) da diferença de temperatura na chapa no tratamento térmico se tornou não mais que a amplitude de flu- tuação de temperatura materialmente tolerável ATs (= 90°C). Consequente- mente, foi possível obter uma chapa de aço homogênea controlada para es- tar dentro da faixa de dispersão materialmente tolerável, e a margem de tempo da operação de extração Δτ de um minuto ou mais pode ser garantida quando o forno de tratamento térmico foi operado, permitindo assim uma operação de tratamento térmico estável.
Na faixa de temperatura de forno efetiva no método dos exem- plos da presente invenção, também, selecionando-se adequadamente a temperatura do forno, a dispersão de temperatura da chapa de aço pode ser controlada para ser não mais que 50°C, e foi possível garantir a margem de tempo da operação de extração Δτ de cinco minutos ou mais.
Além disso, pelo método dos exemplos da presente invenção, a produtividade pode ser melhorada de 1,1 vezes a mais de três vezes se comparado ao método dos exemplos convencionais. Assim, este se revelou um método de operação bastante eficiente.
Por outro lado, nos exemplos comparativos, a temperatura de forno ajustada estava fora da faixa de temperatura efetiva do forno da pre- sente invenção, e assim a diferença real ATs* da diferença de temperatura na chapa estava fora da amplitude de flutuação da temperatura materialmen- te tolerável ATs (= 90°C). Isto provocou uma situação que uma chapa de aço homogênea não pode ser obtida ou a margem de tempo da operação de extração Δτ foi menor que um minuto, e se tornou impossível operar estavelmente.
Dessa forma, pelo método de tratamento térmico dos exemplos da presente invenção, uma chapa de aço homogênea tendo dispersão de propriedades do material controlada dentro da faixa tolerável pode ser obtida com excelente produtividade por uma operação de tratamento térmico está- vel e sem problemas.
Exemplo 2
No forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transpor- tadores do tipo de queima direta similar àquele do exemplo 1 com um com- primento de forno de 48 m e tendo 64 maçaricos fixos em cada uma das bandas superior e inferior, com base nos medidores de temperatura do forno no centro da largura do forno vertical e nas paredes laterais verticais, a ra- zão de ar foi variada na faixa de aproximadamente 1 a 4 para diminuir a ra- zão de ar de modo a aumentar a temperatura na porção central. Assim, cha- pas de aço de aço comum com uma espessura de 6 mm a 40 mm e uma largura de 3000 mm, 3500 mm, ou 5000 mm foram tratadas termicamente enquanto davam uma distribuição de temperatura (alta na porção central e baixa nas porções das extremidades) na direção da largura do forno. Nesse momento, a faixa de temperatura de tratamento térmico foi ajustada em 300°C a 450°C, a faixa de temperatura de tratamento térmico almejada foi ajustada em 360°C a 450°C, a dispersão de temperatura operacionalmente tolerável ΔΤz foi ajustada em 90°C que era igual à amplitude de flutuação de temperatura materialmente tolerável ATs, a margem de tempo da operação de extração Δτ foi ajustada para um minuto ou mais, e além disso foram da- das três distribuições de temperatura diferentes (alta na porção central e baixa nas porções das extremidades) de 0°C, 15°C, e 30°C na direção da largura do forno de tratamento térmico, de modo a se obter o limite superior de temperatura TGmax ajustada do forno pelo cálculo da transferência de calor.
A seguir, a faixa de temperaturas efetiva do forno foi ajustada entre esse limite superior de temperatura TGmax da temperatura ajustada do forno e o limite inferior de temperatura TGmin (o limite superior de temperatu- ra + 10°C da faixa de temperatura de tratamento térmico almejada), a tem- peratura do forno foi ajustada nessa faixa, e o tratamento térmico foi execu- tado enquanto dava uma distribuição de temperatura predeterminada na di- reção da largura do forno pelo método acima descrito.
Então, a temperatura da superfície das porções das extremida- des da largura, as porções das extremidades longitudinais, e as porções dos cantos da chapa de aço e a temperatura no centro da espessura nas por- ções centrais foram medidas por um par termelétrico disposto na chapa de aço, e os tempos de tratamento τ,™, Tmax, a margem de tempo da operação de extração Δτ, e a diferença real ATs* (°C) da diferença de temperatura na chapa (diferença na temperatura da superfície entre as porções das extremi- dades na direção da largura e uma porção central na chapa de aço no mo- mento Tmin) após o tratamento térmico foram avaliados em cada caso de tra- tamento térmico. Os seus resultados estão ilustrados na Tabela 3. Inciden- talmente, cada temperatura de forno é a temperatura em uma porção subs- tancialmente central na direção da largura do forno, e a distribuição de tem- peraturas no forno (diferença) é a diferença na temperatura do forno entre uma porção central e porções das extremidades em relação à direção da largura do forno.
Além disso, uma vez que cada temperatura do forno é ajustada na faixa de temperatura efetiva do forno da presente invenção, cada um en- tre Δτ e ATs* não é problema e é marcado como O. Por outro lado, em rela- ção ao efeito de adicionar a distribuição de temperatura (diferença) na dire- ção da largura do forno, um que possa produzir o tempo mais curto xmjn até que a porção central da chapa de aço se torne uma temperatura de extração possível renda a maior produtividade, e então tal caso é avaliado como ®. Tabela 3
<table>table see original document page 72</column></row><table> <table>table see original document page 73</column></row><table> Tabela 3
<table>table see original document page 74</column></row><table> Como pode ser visto da Tabela 3, foi reconhecido que a produti- vidade também melhorou pelo controle da temperatura do forno para gerar uma distribuição de temperatura de 0°C a 30°C a qual na porção central na direção da largura do forno foi alta e nas porções extremas foi baixa no mé- todo de tratamento térmico dos exemplos da presente invenção. Mais espe- cificamente, foi reconhecido que a produtividade pode ser melhorada dando- se uma distribuição de temperaturas adequada em relação à espessura da chapa e à largura da chapa, conforme ilustrado na Figura 7.
Exemplo 3
No forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transpor- tadores do tipo de tubo irradiador com um comprimento de forno de 48 m e tendo tubos irradiadores, uma chapa de aço comum tendo uma espessura 6 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm foi tratada termica- mente na faixa de temperaturas de tratamento térmico de 300°C a 450°C.
Com a amplitude de flutuação de temperatura ATs (°C) materi- almente tolerada na chapa de aço comum sendo 90°C, a faixa de temperatu- ra almejada foi ajustada em 300°C a 390°C (n° 201 a 220), 320°C a 410°C (n° 221 a 230), 330°C a 420°C (n° 255 a 269), 340°C a 430°C (n° 231 a - 240), 360°C a 450°C (n° 241 a 254). Em cada faixa de temperaturas de tra- tamento térmico almejada, Δτ foi ajustada para um minuto ou mais, e a dis- persão de temperatura operacionalmente tolerável (dispersão de temperatu- ra tolerável quando o aquecimento é encerrado) ΔΤζ foi assumido ser não mais de 90°C, de modo a se obter a relação entre a espessura da chapa t e o limite superior de temperatura TGmax da temperatura do forno ajustada pe- lo cálculo da transferência de calor. Incidentalmente, foi assumido que não há influência da distribuição de temperatura na direção da largura do forno.
A seguir, uma faixa efetiva de temperatura do forno foi ajustada entre esse limite superior de temperatura TGmax (°C) e o limite inferior de temperatura TGmin (limite superior + 10°C da faixa de temperaturas de trata- mento térmico almejada) do forno de tratamento térmico foi ajustado nessa faixa, e a operação de tratamento térmico foi executada. Incidentalmente, um medidor de temperatura do forno foi colocado em uma porção central da largura do forno.
Além desses exemplos da presente invenção nos quais a tempe- ratura do forno foi ajustada na faixa de temperatura efetiva do forno, o trata- mento térmico foi também executado para o caso em que a temperatura do forno estava fora da faixa de temperatura efetiva do forno como exemplos convencionais.
Além disso, como exemplos convencionais, o tratamento térmico foi também executado para o caso em que a temperatura do forno foi ajusta- da para o limite superior da faixa de temperaturas de tratamento térmico al- mejada, que foi um método de tratamento térmico convencional. Em cada um desses exemplos, foram obtidos os tempos de tratamento Xmin, Xmax, a margem de tempo da operação de extração Δτ, e a diferença real ATs* de temperaturas na chapa (diferença na temperatura da superfície entre por- ções das extremidades na direção da largura e na porção central da chapa de aço no momento xmin) após o tratamento térmico. Incidentalmente, ape- nas Xmin e ATs* foram obtidos nos exemplos convencionais. Além disso, qualquer margem de tempo de operação de extração Δχ de valor negativo foi assumido como 0 (zero) minuto.
Incidentalmente, na operação de tratamento térmico, as tempe- raturas de superfície das porções das extremidades da largura, das porções das extremidades longitudinais, e das porções dos cantos da chapa de aço e a temperatura no centro da espessura nas porções centrais foram medidas por um par termelétrico disposto na chapa de aço, e os valores anteriormen- te mencionados foram obtidos a partir de suas transições de temperatura.
Os tempos de tratamento xmin, xmax. a margem de tempo da ope- ração de extração Δχ, e a diferença real ATs* da diferença de temperatura na chapa após o tratamento térmico nos exemplos da presente invenção e nos exemplos comparativos foram avaliados. Além disso, em relação à produtivi- dade, o tempo de tratamento xmin do exemplo convencional foi dividido por Xmin de cada exemplo para se obter uma razão, e essa razão foi avaliada.
Seus resultados estão avaliados na Tabela 4, Tabela 5, Figura 12A a Figura 12D, e Figura 13. Incidentalmente, a Figura 12A as Figura 12D e Figura 13 ilustram também faixas de temperaturas de forno mais preferí- veis no caso em que a dispersão de temperatura tolerável (dispersão de temperatura operacionalmente tolerável) ΔΤζ quando o aquecimento é en- cerrado é de não mais que 50°C na faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada, e a margem de tempo da operação de extração Δτ é de cinco minutos ou mais. Incidentalmente, a avaliação foi executada como a seguir.
x: Δτ < 1 minute, ou ATs* > 90°C
Δ: Δτ > 1 minuto, e ATs* < 90°C, e produtividade < 1,1 (melhoria: menos de 10%)
O: Δτ > 1 minuto, e ATs* < 90°C, e produtividade >1,1 (melhoria: 10% ou mais)
®: Δτ > 5 minutos, e ATs* < 50°C, e produtividade > 1,2 (melhoria: 20% ou mais) <table>table see original document page 78</column></row><table> Tabela 4 -
<table>table see original document page 79</column></row><table> <table>table see original document page 80</column></row><table> <table>table see original document page 81</column></row><table> Tabela 5
<table>table see original document page 82</column></row><table> Como pode ser visto da Tabela 4, Tabela 5, Figura 9A a Figura 9D, e Figura 10, quando a temperatura do forno foi ajustada na faixa efetiva de temperaturas do forno pelo método de tratamento térmico dos exemplos da presente invenção, a diferença real ATs* (diferença na temperatura da superfície entre porções de extremidade na direção da largura e uma porção central da chapa de aço no momento Tmin) da diferença de temperatura na chapa de aço no tratamento térmico se tornou não mais que a amplitude de flutuação de temperatura materialmente tolerável ATs (= 90°C). Consequen- temente, foi possível obter uma chapa de aço homogênea controlada para estar dentro da faixa de dispersão materialmente tolerável, e a margem de tempo da operação de extração Δτ de um minuto ou mais pode ser garantida quando o forno de tratamento térmico foi operado, permitindo assim uma operação de tratamento térmico estável.
Na faixa efetiva de temperatura do forno no método dos exem- plos da presente invenção, além disso, selecionando-se adequadamente a temperatura do forno, a dispersão de temperatura da chapa de aço pode ser controlada para não ser mais de 50°C, e foi possível garantir a margem de tempo da operação de extração Δτ de cinco minutos ou mais.
Além disso, pelo método dos exemplos da presente invenção, a produtividade pode ser melhorada de 1,1 vez a mais de três vezes se com- parado ao método dos exemplos convencionais. Assim, ele mostrou ser um método bastante eficiente de operação.
Por outro lado, nos exemplos comparativos, a temperatura do forno ajustada estava fora da faixa efetiva de temperaturas do forno da pre- sente invenção, e assim a diferença real ATs* da temperatura na chapa es- tava fora da amplitude de flutuação de temperatura materialmente tolerável ATs (= 90°C). Isto provocou uma situação e, que uma chapa de aço homo- gênea não pode ser obtida ou a margem de tempo da operação de extração Δτ foi de menos de um minuto, e tornou-se impossível operar estavelmente ou a melhora da produtividade foi bastante baixa.
Dessa forma, pelo método de tratamento térmico dos exemplos da presente invenção, uma chapa de aço homogênea tendo dispersão de propriedades do material controlada dentro da faixa tolerável pode ser obtida com excelente produtividade por uma operação de tratamento térmico está- vel e sem problemas.
Pelo método de tratamento térmico da presente invenção, todas as porções da chapa de aço podem ser aquecidas dentro da faixa de tempe- raturas de tratamento térmico materialmente toleráveis, e assim as caracte- rísticas de material desejadas podem ser garantidas através de todas as porções da chapa de aço. Além disso, todas as porções da chapa de aço podem ser aquecidas até essa faixa em um curto espaço de tempo, e assim a produtividade pode ser melhorada.
Além disso, se comparado com um método a ajustar, como é convencional, uma temperatura do forno que corresponde aproximadamente à temperatura de tratamento térmico almejada e a execução do tratamento térmico pelo aquecimento por um tempo previamente ajustado conforme a espessura da chapa em relação a essa temperatura de forno ajustada, o aquecimento e a extração podem ser completados pelo tempo de tratamento de 30% a 90%, por exemplo. Assim, a produtividade aumenta significativa- mente. Portanto, a perda de calor fixa que acompanha o tratamento térmico diminui a uma razão similar, e a redução de custo pela diminuição da taxa de consumo de combustível do forno de tratamento térmico pode ser alcança- da. Além disso, a emissão de CO2 pelos hidrocarbonetos e similares usados como combustível para o forno de tratamento térmico pode ser reduzida.
As presentes configurações devem ser consideradas em todos os sentidos como ilustrativas, e não restritivas, e todas as mudanças que venham dentro do significado e da faixa de equivalência das reivindicações são, portanto, pretendidas como abrangidas pela invenção. A invenção pode ser configurada em outras formas específicas sem sair do espírito das suas características essenciais.

Claims (16)

1. Método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm usando-se um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta tendo maça- ricos laterais ou um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador, o método compreendendo: ajustar previamente uma margem de tempo da operação de ex- tração Δτ, e uma temperatura limite inferior Tsmin e uma temperatura limite superior Tsmax de uma faixa de temperatura de tratamento térmico almejada; obter um limite superior de temperatura do forno TGmax com base na faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada Tsmin a Tsmax, uma espessura de chapa t, e uma margem de tempo da operação de extração Δτ; ajustar a temperatura de forno TG (°C) do forno de tratamento térmico dentro de uma faixa de temperaturas entre o limite inferior de tempe- ratura do forno TGmin (°C), o limite inferior de temperatura do forno TGmin (°C) não sendo inferior à temperatura limite superior Tsmax (°C) + 10°C, até o limi- te superior de temperatura TGmax; inserir a chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo; e extrair a chapa de aço do forno de tratamento térmico contínuo quando toda a chapa de aço estiver dentro da faixa de temperatura de tra- tamento térmico almejada.
2. Método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico de 300°C a 450°C usando-se um forno de tratamento térmico contí- nuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta tendo maçaricos laterais ou um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transpor- tadores do tipo de tubo irradiador, o método compreendendo: ajustar previamente uma faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada Tsmin a Tsmax (°C) dentro da faixa de temperaturas de tra- tamento térmico e uma margem de tempo da operação de extração Δτ para a chapa de aço; obter um limite superior de temperatura TGmax como uma função relativa à espessura da chapa t da chapa de aço com base na faixa de tem- peraturas de tratamento térmico almejada Tsmin a Tsmax e a margem de tem- po da operação de extração Δτ; ajustar a temperatura de forno TG (°C) do forno de tratamento térmico contínuo dentro de uma faixa de temperaturas a partir de um limite inferior de temperatura do forno TGmin (°C), o limite inferior de temperatura do forno TGmin (°C) não sendo menor que o limite superior de temperatura Tsmax (°C) + 10°C, até o limite superior de temperatura do forno TGmax; inserir a chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo; e extrair a chapa de aço do forno de tratamento térmico contínuo quando toda a chapa de aço estiver a uma temperatura dentro da faixa de temperatura de tratamento térmico almejada.
3. Método para tratar termicamente a chapa de aço no forno de tratamento térmico continuo conforme a reivindicação 2, onde o limite superior de temperatura do forno TGmax é obtido de for- ma que a temperatura do forno com a qual um tempo quando qualquer por- ção da chapa de aço alcança a temperatura limite inferior Tsmin até quando alguma porção da chapa de aço excede a temperatura limite superior Tsmax é a margem de tempo da operação de Δτ é o limite superior da temperatura do forno TGmax.
4. Método para tratar termicamente a chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo conforme a reivindicação 3, onde a espessura da chapa t é dividida em uma pluralidade de divi- sões de espessuras de chapa, e o limite superior de temperatura de forno TGmax em cada uma de suas faixas é dada por uma função linear com a es- pessura da chapa t.
5. Método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico de 300°C a 450°C usando- se um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta tendo maçaricos laterais, o método compreendendo: ajustar uma faixa de temperaturas de tratamento térmico alme- jada para a chapa de aço na qual a temperatura limite superior Tsmax é -390°C, e a temperatura limite inferior Tsmin é 300°C; ajustar uma faixa de temperatura ajustada do forno de tratamen- to térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta com um limite inferior de temperatura TGmin (°C) não inferior à temperatura limite superior Tsmax (°C) + 10°C, e um limite de temperatura superior TGmax (°C) não maior que uma temperatura ajustada previamente pela equação <1> com a espessura da chapa t (mm) da chapa de aço; ajustar a temperatura TG (°C) do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta dentro da faixa de temperaturas ajustada; inserir a chapa de aço no forno de trata- mento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço es- tiver a uma temperatura dentro da faixa de temperaturas de tratamento tér- mico almejada. - 4 ≤ t < 9: TGmax = 7,92 xt+ 519 ...1a - 9 ≤ t < 15: TGmax = 0,45 χ t + 586 ...1b - 15 ≤ t < 50: TGmax = -1,67 χ t + 618 ... 1c - 50 ≤ t ≤ 100: TGmax =-0,94 χ t + 581 ... 1d - 100 ≤ t ≤ 200: TGmax =-0,35 χ t + 522 ... 1e - 1a a 1e ... <1>.
6. Método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico de 300°C a 450°C usando- se um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta tendo maçaricos laterais, o método compreendendo: ajustar uma faixa de temperaturas de tratamento térmico alme- jada para a chapa de aço na qual a temperatura limite superior Tsmax é de -420°C, e a temperatura limite inferior Tsmin é de 330°C; ajustar uma faixa de temperaturas ajustada do forno de trata- mento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima di- reta com um limite inferior de temperatura TGmin (°C) não inferior à tempera- tura limite superior Tsmax (°C) + 10°C, e um limite superior de temperatura TGmax (°C) não superior à temperatura previamente ajustada pela equação <2> a seguir com uma espessura da chapa de aço de t (mm); ajustar a temperatura TG (°C) do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta dentro da faixa de temperaturas ajustada; inserir a chapa de aço no forno de trata- mento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço estiver a uma temperatura dentro da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada. - 4 < t < 9: TGmax = 6,26 χ t + 549 ...2a - 9 < t < 15: TGmax = 0,18 xt+ 603 ...2b - 15 < t < 50: TGmax =-1,71 χ t + 632 ...2c - 50 < t < 100: TGmax =-0,84 χ t + 588 ... 2d - 100 < t < 200: TGmax =-0,30 χ t + 535 ... 2e - 2a a 2e ... <2>.
7. Método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico de 300°C a 450°C usando- se um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta tendo maçaricos laterais, o método compreendendo: ajustar uma faixa de temperaturas de tratamento térmico alme- jada para a chapa de aço na qual a temperatura limite superior Tsmax é 450°C, e a temperatura limite inferior Tsmin é 360°C; ajustar uma faixa de temperaturas do forno de tratamento térmi- co contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta com um limite inferior de temperatura TGmin (°C) não inferior à temperatura limite su- perior Tsmax (°C) + 10°C, e um limite superior de temperatura TGmax (°C) não superior à temperatura ajustada previamente pela equação <3> a seguir com uma espessura t (mm) da chapa de aço; ajustar uma temperatura de forno TG (°C) do forno de tratamen- to térmico com cilindros transportadores do tipo de queima direta dentro da faixa de temperaturas ajustada; inserir a chapa de aço no forno de trata- mento térmico contínuo do tipo de queima direta; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço es- tiver a uma temperatura dentro da faixa de temperaturas de tratamento tér- mico almejada. - 4 ≤ t < 9: TGmax = 9,58 χ t + 547 ...3a - 9 ≤ t < 15: TGmax = -0,50 χ t + 637 ...3b - 15 ≤ t < 50: TGmax =-1,85 χ t + 658 ...3c - 50 ≤ t < 100: TGmax =-0,79 χ t + 605 ... 3d - 100 ≤ t ≤ 200: TGmax =-0,28 χ t + 554 ... 3e - 3a a 3e ... <3>.
8. Método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico de 300°C a 450°C usando- se um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta tendo maçaricos laterais, o método compreendendo: ajustar a faixa de temperaturas de tratamento térmico para a chapa de aço na qual a temperatura limite superior é Tsmax, e uma tempera- tura limite inferior Tsmin na faixa de tratamento térmico. ajustar a faixa de temperatura do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta com um limi- te inferior de temperatura TGmin (°C) não inferior à temperatura limite superi- or Tsmax (0C) + 10°C, e com um limite superior de temperatura TGmax (°C); ajustar a temperatura TG (°C) do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta dentro da faixa de temperaturas ajustada; inserir a chapa de aço no forno de trata- mento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima di- reta; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço es- tiver a uma temperatura dentro da faixa de temperaturas de tratamento tér- mico, almejada, onde o ajuste da faixa de temperaturas ajustada compreende o cálculo do limite superior de temperatura TGmax (°C) por interpolação com base em duas ou mais equações da equação <1> a seguir quando a tempe- ratura limite inferior Tsmin é 300°C e a temperatura limite superior Tsmax é 390°C, da equação <2> quando a temperatura limite inferior Tsmjn é 330°C e a temperatura limite superior Tsmax (°C) é 420°C, e da equação <3> quando a temperatura limite inferior Tsmin é 360°C e a temperatura limite superior Tsmax é 450°C, correspondendo a uma espessura de t (mm) da chapa de aço. -4 < t < 9: TGmax = 7,92 xt+ 519 ... 1a -9 <t< 15: TGmax = 0,45 χ t + 586 ... 1b -15 < t < 50: TGmax =-1,67 xt + 618 ... 1c -50<t< 100: TGmax =-0,94 xt + 581 ... 1d -100 < t < 200: TGmax = -0,35 χ t + 522 ... 1e -1a a 1e ... <1> -4 < t < 9: TGmax = 6,26 χ t + 549 ... 2a -9<t< 15: TGmax = 0,18 χ t + 603 ... 2b -15 < t < 50: TGmax = -1,71 χ t + 632 ... 2c -50<t< 100: TGmax = -0,84 χ t + 588 ... 2d -100 < t < 200: TGmax = -0,30 χ t + 535 ... 2e -2aa2e ... <2> -4 < t < 9: TGmax = 9,58 χ t + 547 ... 3a -9 < t < 15: TGmax = -0,50 χ t + 637 ... 3b -15 < t < 50: TGmax = -1,85 χ t + 658 ... 3c -50<t< 100: TGmax = -0,79 χ t + 605 ... 3d -100 < t < 200: TGmax = -0,28 χ t + 554 ... 3e -3a a3e ... <3>.
9. Método para tratar termicamente a chapa de aço tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta conforme qualquer uma das reivindicações 5 a 8, onde a temperatura do forno de uma porção de extremidade na dire- ção da largura do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros trans- portadores do tipo de queima direta é controlada para ser 0(zero)°C a 30°C menor que a temperatura na porção central na direção da largura do forno.
10. Método para tratar termicamente a chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta conforme a reivindicação 9, onde quando a porção da extremidade na direção da largura do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de queima direta é feita ter menor temperatura que na porção central, a tempe- ratura do forno é controlada de modo que a diferença na temperatura do for- no entre a porção da extremidade e a porção central seja de não maios que -10°C quando a espessura da chapa de aço é de não mais que 10 mm, mais de 10°C e menos de 30°C quando a espessura é de mais de 10 mm e me- nos de 30 mm ou a espessura é de 30 mm ou mais e a largura é 3500 mm ou mais, e 30 ± 5°C quando a espessura é 30 mm ou mais e a largura é de menos de 3500 mm.
11. Método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico de 300°C a 450°C u- sando-se um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transporta- dores do tipo de tubo irradiador, o método compreendendo: ajustar a faixa de tratamento térmico almejada para a chapa de aço na qual a temperatura limite superior Tsmax é 390°C, e a temperatura limite inferior Tsmin é 300°C; ajustar a faixa de temperatura do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador com um limite inferior de temperatura TGmjn (°C) não inferior à temperatura limite su- perior Tsmax (°C) + 10°C, e um limite superior de temperatura TGmax (°C) não maior que uma temperatura ajustada previamente pela equação <4> a se- guir com uma espessura t (mm) da chapa de aço; ajustar a temperatura do forno TG (°C) do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador dentro da faixa de temperaturas ajustada; inserir a chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço es- tiver dentro da faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada. - 4 < t < 9: TGmax = 10,02 xt+ 491 ... 4a - 9 < t < 15: TGmax = -0,56 x t + 586 ... 4b - 15 < t < 50: TGmax = -1,79 χ t + 605 ... 4c - 50 <t< 100: TGmax — -0,92 xt+ 561 ... 4d - 100 < t < 200: TGmax — -0,34 χ t + 503 ... 4e - 4a a 4e ... <4>.
12. Método de tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico de 300°C a 450°C usando- se um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador, o método compreendendo: ajustar a faixa de temperaturas de tratamento térmico almejada para a chapa de aço na qual a temperatura limite superior Tsmax é 420°C, e a temperatura limite inferior Tsmin é 330°C; ajustar a faixa de temperaturas ajustada do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador com um limite inferior de temperatura TGmin (0C) não inferior à temperatura limite superior Tsmax (°C) + 10°C, e um limite superior de temperatura TGmax (°C) não maior que a temperatura ajustada previamente pela equação <5> a seguir com uma espessura t (mm) da chapa de aço; ajustar a temperatura TG (°C) do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador dentro da faixa de temperaturas ajustada; inserir a chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço es- tiver a uma temperatura dentro da faixa de temperaturas de tratamento tér- mico almejada. - 4 < t < 9: TGmax = 5,28 χ t + 543 ...5a - 9 < t < 15: TGmax = 0,07 χ t + 590 ...5b - 15 < t < 50: TGmax =-1,67 xt+ 616 ...5c - 50 < t < 100: TGmax =-0,88 χ t + 576 ... 5d - 100 <t <200: TGmax = -0,30 χ t + 518 ... 5e - 5a a 5e ... <5>.
13. Método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico de 300°C a 450°C u- sando um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportado- res do tipo de tubo irradiador, o método compreendendo: ajustar uma faixa de temperaturas de tratamento térmico alme- jada para a chapa de aço na qual a temperatura limite superior Tsmax é 450°C, e a temperatura limite inferior Tsmin é 360°C; ajustar a faixa de temperaturas do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador com um limite inferior de temperatura TGmin (°C) não inferior à temperatura limite su- perior Tsmax (°C) + 10°C, e um limite superior de temperatura TGmax (°C) não maior que a temperatura previamente ajustada pela equação <6> a seguir com a espessura de chapa t (mm) da chapa de aço; ajustar a temperatura do forno TG (°C) do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador dentro da faixa de temperaturas ajustada; inserir a chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço es- tiver a uma temperatura dentro da faixa de temperaturas de tratamento tér- mico almejada. - 4 < t < 9: TGmax = 5,16 xt +562 ...6a - 9 ≤ t ≤ 15: TGmax =-0,24 χ t + 611 ...6b - 15 ≤ t ≤ 50: TGmax =-1,72 χ t + 633 ...6c - 50 ≤ t ≤ 100: TGmax =-0,75 χ t + 584 ... 6d - 100 ≤ t ≤ 200: TGmax =-0,27 χ t + 536 ... 6e - 6a a 6e ... <6>.
14.
Método para tratar termicamente uma chapa de aço com uma espessura de 4 mm a 200 mm e uma largura de 2500 mm a 5000 mm em uma faixa de temperaturas de tratamento térmico de 300°C a 450°C u- sando um forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportado- res do tipo de tubo irradiador, o método compreendendo:
ajustar a temperatura de tratamento térmico almejada para a chapa de aço na qual a temperatura limite superior é Tsmax, e a temperatura limite inferior é Tsmin na faixa de temperaturas do tratamento térmico; ajustar a faixa de temperaturas do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador com um limite inferior de temperatura TGmin (°C) não inferior á temperatura limite su- perior Tsmax (°C) + 10°C, e com um limite superior de temperatura TGmax (°C); ajustar a temperatura TG (°C) do forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador dentro da faixa de temperaturas ajustada; inserir a chapa de aço no forno de tratamento térmico contínuo com cilindros transportadores do tipo de tubo irradiador; e extrair a chapa de aço do forno quando toda a chapa de aço es- tiver a uma temperatura dentro da faixa de temperaturas de tratamento tér- mico almejada, onde o ajuste da faixa de temperaturas compreende o cálculo do limite superior de temperatura TGmax (°C) por interpolação com base em du- as ou mais das equações <4> a seguir quando a temperatura limite inferior TSmin é 300°C e a temperatura limite superior Tsmax (°C) é 390°C, da equa- ção <5> quando a temperatura limite inferior Tsmin é 330°C e a temperatura limite superior Tsmax (°C) é 420°C, e da equação <6> quando a temperatura limite inferior Tsmin é 360°C e a temperatura limite superior Tsmax (°C) é 450°C, correspondendo a uma espessura t (mm) da chapa de aço. - 4 < t < 9: TGmax= 10,02 xt + 491 ... 4a - 9 <t< 15: TGmax = -0,56 χ t + 586 ... 4b - 15 < t < 50: TGmax =-1,79 xt+ 605 ... 4c - 50<t< 100: TGmax = -0,92 χ t + 561 ... 4d - 100 <t <200: TGmax = -0,34 χ t + 503 ... 4e - 4a a 4e ... <4> - 4 < t < 9: TGmax = 5,28 χ t + 543 ... 5a - 9<t< 15: TGmax = 0,07 χ t + 590 ... 5b - 15 < t < 50: TGmax = -1,67 xt+ 616 ... 5c - 50 <t< 100: TGmax = -0,88 χ t + 576 ... 5d - 100 <t <200: TGmax = -0,30 xt+ 518 ... 5e - 5a a 5e ... <5> - 4 < t < 9: TGmax = 5,16 x t + 562 ... 6a - 9 < t < 15: TGmax = -0,24 χ t + 611 ... 6b - 15 <t<50: TGmax =-1,72 xt + 633 ... 6c - 50<t< 100: TGmax = -0,75 χ t + 584 ... 6d - 100 <t <200: TGmax = -0,27 χ t + 536 ... 6e - 6aa6e ... <6>.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5482539B2 (ja) * 2010-07-26 2014-05-07 新日鐵住金株式会社 連続式熱処理炉の炉温決定方法
JP5907108B2 (ja) * 2013-03-28 2016-04-20 Ｊｆｅスチール株式会社 鋼板の熱処理方法
CN104212955B (zh) * 2014-09-01 2016-06-29 武汉钢铁(集团)公司 降低高碳铬轴承钢中碳化物液析级别的方法
JP7138487B2 (ja) * 2018-06-07 2022-09-16 日本製鉄株式会社 加熱炉用蓄熱式交番燃焼装置
CN111570818B (zh) * 2020-04-24 2023-10-24 厦门金鹭特种合金有限公司 一种加热带长度可组合的新式还原炉及其钨粉还原方法
CN113957225B (zh) * 2021-10-18 2023-07-18 西安建筑科技大学 一种辊底式热处理炉板坯加热工艺优化方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61223122A (ja) * 1985-03-29 1986-10-03 Hitachi Ltd 加熱炉温度制御方法
JPH0684867B2 (ja) * 1988-05-09 1994-10-26 株式会社東芝 連続加熱炉の炉温設定装置
JPH06248362A (ja) * 1993-03-01 1994-09-06 Nippon Steel Corp 連続式加熱炉の材料温度制御方法

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