ES2210887T3 - PROCEDURE FOR PRODUCTION IN CONTINUOUS STEEL COLADA. - Google Patents
PROCEDURE FOR PRODUCTION IN CONTINUOUS STEEL COLADA.Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract
EN LA COLADA CONTINUA DE ACERO, AL MISMO TIEMPO Y EN UNA PLURALIDAD DE ZONAS DEL MOLDE SE UTILIZAN DIFERENTES POLVOS DE MOLDEO Y EN CASO NECESARIO ADAPTADOS DE MANERA CONTINUA A LAS CONDICIONES ESPECIFICAS DE COLADA INSTANTANEA PRESENTES EN DICHA PLURALIDAD DE ZONAS DE MOLDEO. LOS PRODUCTOS OBTENIDOS NO TIENEN SUSTANCIALMENTE DEFECTOS EN LA SUPERFICIE.IN THE CONTINUOUS STEEL COLADA, AT THE SAME TIME AND IN A PLURALITY OF AREAS OF THE MOLD, DIFFERENT MOLDING POWDERS ARE USED AND IN CASE NECESSARY ADAPTED CONTINUOUSLY TO THE SPECIFIC CONDITIONS OF INSTANTANEOUS COLADA PRESENT IN THE PLURALITY OF ZONE. THE PRODUCTS OBTAINED DO NOT HAVE SUBSTANTIALLY DEFECTS ON THE SURFACE.
Description
Procedimiento para la producción en colada continua de acero.Procedure for casting production Continuous steel.
La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción en colada continua de productos sin defectos superficiales y a los productos producidos de este modo; más específicamente, la presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de productos de acero prácticamente sin defectos superficiales, a través de la optimización de las condiciones de lubricación e intercambio térmico en el molde, usando al mismo tiempo y en una pluralidad de áreas del molde diferentes polvos de cobertura cuya composición puede modificarse, durante las operaciones de colada, según unas condiciones de funcionamiento específicas, particularmente según la temperatura en las diversas zonas del molde mencionadas.The present invention relates to a Procedure for continuous product production of products no surface defects and the products produced from this mode; more specifically, the present invention relates to a procedure for the production of steel products practically without superficial defects, through the optimization of lubrication and heat exchange conditions in the mold, using at the same time and in a plurality of mold areas different cover powders whose composition can be modified, during casting operations, according to conditions of specific operation, particularly according to the temperature in the various areas of the mold mentioned.
La colada continua supone una mejora muy importante en la producción de productos de acero laminado, ya que permite mejorar la productividad, los rendimientos y la calidad. Sin embargo, la productividad de las máquinas de colada continua no encaja bien con la velocidad de tratamiento del posterior desbastado y la planta de laminación en caliente. Además, la colada continua puede producir defectos superficiales en las planchas producidas que se transfieren con facilidad al producto final, lo cual no es aceptable para diversos tipos de acero, como los aceros inoxidables que habitualmente requieren un acabado perfecto de la superficie.Continuous casting is a very good improvement. important in the production of rolled steel products, since It allows to improve productivity, yields and quality. However, the productivity of continuous casting machines does not fits well with the speed of treatment of the posterior Roughing and hot rolling plant. In addition, the laundry continuous can produce superficial defects in the plates produced that are easily transferred to the final product, which is not acceptable for various types of steel, such as steels stainless that usually require a perfect finish of the surface.
Debido a lo anterior, y según los productos finales deseados, las planchas obtenidas mediante colada continua se desbastan, se enfrían, se inspeccionan, posiblemente se pulimentan para eliminar los defectos, se recalientan y después se desbastan y se laminan en caliente en bandas de algunos milímetros de espesor; después, si es necesario, las bandas laminadas en caliente también se pueden laminar en frío. Obviamente, tal esquema de funcionamiento es bastante costoso, por ejemplo, dependiendo de la necesidad de tener áreas de almacenamiento, personal para la inspección y el pulimentado, energía y hornos para calentar.Due to the above, and according to the products desired finishes, the plates obtained by continuous casting they get rough, they get cold, they are inspected, possibly polish to eliminate defects, overheat and then rough and hot rolled in bands of a few millimeters of thickness; then, if necessary, the laminated bands in Hot can also be cold rolled. Obviously such a scheme operating is quite expensive, for example, depending on the need to have storage areas, personal for the inspection and polishing, energy and furnaces for heating.
Debido a la necesidad de minimizar los costes en un campo industrial que se considera maduro desde hace tiempo, se introdujo recientemente una nueva técnica de colada continua de cuerpos delgados, que se divide en dos campos principales: la colada continua de planchas delgadas, de entre 40 y 80 mm de espesor aproximadamente, y la colada de bandas, menos de 10 mm, y en muchos casos de 2 a 5 mm de espesor aproximadamente.Due to the need to minimize costs in an industrial field that is considered mature for a long time, it recently introduced a new continuous casting technique of thin bodies, which is divided into two main fields: the continuous casting of thin plates, between 40 and 80 mm thickness approximately, and the casting of bands, less than 10 mm, and in many cases about 2 to 5 mm thick.
Tales técnicas usan aparatos muy diversos, y en la actualidad los de planchas finas son de tipo genéricamente tradicional, es decir, con moldes paralelepipédicos oscilantes o con una forma concreta, mientras que en los de colada de bandas el acero fundido se cuela entre dos rodillos enfriados que giran en direcciones opuestas, cuya distancia da el espesor de la banda.Such techniques use very diverse devices, and in currently those of thin plates are of the generic type traditional, that is, with oscillating parallelepipedic molds or with a concrete form, while in the band casting cast steel sneaks between two cooled rollers that rotate in opposite directions, whose distance gives the thickness of the band.
Hasta ahora, la técnica de colada de planchas delgadas se usaban mucho más de forma industrial, y los moldes sean en su mayoría de tipo "embudo", cuya parte superior tiene una sección que se ensancha en la zona central, para dar cabida a una buza que lleva el acero fundido al molde desde una artesa situada por encima. Este ensanchamiento de la sección se reduce gradualmente hacia la salida del molde, en la cual el molde tiene una sección transversal perfectamente rectangular. Esta técnica se conoce como CSP (Configuración Compacta para Producir Bandas, del inglés "Compact Strip Production").So far, the plate casting technique thin were used much more industrially, and the molds are mostly of type "funnel", whose upper part has a section that widens in the central area, to accommodate a diver carrying molten steel to the mold from a trough located above. This widening of the section is reduced gradually towards the exit of the mold, in which the mold has a perfectly rectangular cross section. This technique is known as CSP (Compact Configuration to Produce Bands, of English "Compact Strip Production").
La difusión de la técnica de colada de planchas delgadas permitió plantas de acero más flexibles, eliminando los puntos lentos propios del procedimiento tradicional, y permitiendo un ahorro considerable en los costes de la planta, ya que los trenes de desbaste y, en algunos casos, los hornos de recalentamiento de planchas dejan de ser necesarios. Se crearon las denominadas "miniplantas", que con plantas sencillas y relativamente baratas, pueden producir cientos de miles de toneladas de acero al año para cada cadena de producción, típicamente un millón de toneladas al año.The diffusion of the plate casting technique thin allowed more flexible steel plants, eliminating slow points typical of the traditional procedure, and allowing considerable savings in plant costs, since the roughing trains and, in some cases, furnaces plate overheating is no longer necessary. The called "mini-plants", which with simple plants and relatively cheap, they can produce hundreds of thousands of tons of steel per year for each production line, typically one million tons per year.
Sin embargo, esta nueva técnica también tiene algunos inconvenientes, relacionados particularmente con la defectuosidad de la superficie de los productos. Para muchos tipos de acero, particularmente los aceros al carbono, esto no suele suponer un problema serio, siempre que se pueda aceptar una banda de inferior calidad, debido tanto a que tales aceros son menos propensos a sufrir defectos superficiales durante la colada, como a que el acabado de la superficie del producto final pertinente no es de suma importancia.However, this new technique also has some inconveniences, particularly related to the product surface malfunction. For many types of steel, particularly carbon steels, this is not usually pose a serious problem, as long as a band can be accepted of inferior quality, because both steels are less prone to surface defects during laundry, such as that the surface finish of the relevant final product is not of utmost importance.
Por el contrario, para otros tipos de acero, específicamente para los inoxidables, y para cualquier procedimiento de colada, este problema es muy importante, por tres razones principales: primero porque en tales aceros se pueden formar defectos superficiales con facilidad durante la colada continua, después porque habitualmente se requiere un acabado de espejo de la banda laminada en frío, debido a los usos finales pertinentes, y finalmente porque las características del procedimiento no permiten una inspección y un pulimentado correctos de las planchas.On the contrary, for other types of steel, specifically for the stainless, and for any laundry procedure, this problem is very important, for three main reasons: first because in such steels you can form surface defects easily during laundry continue, then because a finishing of mirror of the cold rolled strip, due to the end uses relevant, and finally because the characteristics of the procedure does not allow correct inspection and polishing of the plates.
La mayoría de los defectos que se encuentran en la superficie de las planchas de colada continua pueden tener su origen en los fenómenos que ocurren durante el paso del acero a través del molde de la colada, y particularmente (i) a las condiciones fluidodinámicas del acero al entrar en el molde y durante su paso a través de éste; (ii) a las condiciones de transferencia de calor entre el acero y el molde; (iii) a las condiciones de protección del baño líquido dentro del molde; y (iv) a las condiciones de lubricación en la zona interfacial entre el acero ya solidificado y el que aún se está solidificando y las paredes internas del molde.Most of the defects found in The surface of continuous casting plates can have their origin in the phenomena that occur during the passage of steel to through the mold of the laundry, and particularly (i) at fluid dynamic conditions of the steel when entering the mold and during its passage through it; (ii) to the conditions of heat transfer between steel and mold; (iii) at protection conditions of the liquid bath inside the mold; and (iv) to the lubrication conditions in the interfacial zone between the solidified steel and the one that is still solidifying and the internal walls of the mold.
En la colada continua tradicional, tales condiciones están influidas por la introducción sobre la superficie libre del acero que está en el molde de unos polvos específicos (polvos de cobertura) que protegen al acero líquido de la oxidación u otros efectos del ambiente, y después se funden y se llevan a la superficie interfacial entre el acero y el molde, donde proporcionan un efecto beneficioso sobre la lubricación y la transferencia térmica.In traditional continuous laundry, such conditions are influenced by the introduction on the surface free of the steel that is in the mold of specific powders (cover powders) that protect liquid steel from oxidation or other effects of the environment, and then melt and take to the interfacial surface between the steel and the mold, where provide a beneficial effect on lubrication and thermal transfer
La presencia de una cantidad apropiada de escoria líquida sobre la superficie del acero se obtiene a través de una adición continua, a una velocidad apropiada, de polvos de cobertura en el molde, los cuales deben tener una velocidad de fusión apropiada. Además, la escoria líquida debe tener una viscosidad que se ajuste a las condiciones específicas de la colada, con el fin de penetrar en el hueco entre la superficie del acero que se está solidificando y las paredes interiores del molde, y después realizar sus funciones específicas. El rozamiento entre el acero y el molde está relacionado con la viscosidad de los polvos fundidos y con la velocidad de colada, según la fórmulaThe presence of an appropriate amount of slag liquid on the surface of the steel is obtained through a continuous addition, at an appropriate rate, of cover powders in the mold, which must have a melting speed appropriate. In addition, the liquid slag must have a viscosity that Conforms to the specific conditions of the laundry, in order to penetrate the gap between the surface of the steel being solidifying and the inner walls of the mold, and then Perform your specific functions. The friction between the steel and the mold is related to the viscosity of molten powders and with the casting speed, according to the formula
F_{l} = \mu (V_{l-} V_{c})A/d_{l}F_ {l} = \ mu (V_ {l-} V_ {c}) A / d_ {l}
En la que F_{l} es el rozamiento del líquido; \mu es la viscosidad; V_{l} es la velocidad de moldeo; V_{c} es la velocidad de colada; A es la superficie de contacto y d_{l} es el espesor de la capa de líquido.Where F_ is the friction of the liquid; µ is the viscosity; V_ {l} is the molding speed; V_ {c} is the casting speed; A is the contact surface and d_ {l} It is the thickness of the liquid layer.
Otros factores que influyen en la lubricación son la estructura de la escoria, si es amorfa o cristalina, sólida seguramente cerca de las paredes del molde, y su temperatura de cristalización.Other factors that influence lubrication are the slag structure, whether it is amorphous or crystalline, solid surely near the walls of the mold, and its temperature of crystallization.
Y otro factor importante es la tensión superficial de la escoria líquida, particularmente para la colada de alta velocidad en la que la escoria debe tener una baja tensión superficial para asegurar una menor adhesión entre el acero que se está solidificando y la escoria líquida, disminuyendo así la tendencia a incorporar escoria en el acero.And another important factor is tension surface of liquid slag, particularly for laundry high speed in which the slag must have a low tension surface to ensure lower adhesion between the steel that is solidifying and liquid slag, thus decreasing the tendency to incorporate slag in steel.
De este modo, sería muy conveniente crear condiciones constantes en las relaciones de transferencia térmica, fluidodinámica, lubricación, etcétera, que se producen en el molde. Pero las condiciones en el interior del molde cambian, incluso bruscamente, durante los estados transitorios, (por ejemplo mientras se cambia la cuchara de colada); para tener en cuenta tales modificaciones, en la colada continua tradicional se intenta controlar las condiciones de colada y, si se da alguna transición importante, se cambia el tipo de polvo según las circunstancias. Sin embargo, hay que señalar que, incluso en la colada continua de planchas gruesas, una modificación repentina del tipo de polvo causará en cualquier caso más defectos en las planchas.In this way, it would be very convenient to create constant conditions in thermal transfer ratios, dynamic fluid, lubrication, etc., which are produced in the mold. But the conditions inside the mold change, even sharply, during transient states, (for example while the pouring spoon is changed); to take into account such modifications, in the traditional continuous casting one tries control the laundry conditions and, if there is any transition important, the type of dust is changed according to the circumstances. However, it should be noted that, even in the continuous casting of thick plates, a sudden modification of the type of dust it will cause in any case more defects in the plates.
De esta forma resulta evidente que en los cuerpos obtenidos mediante colada continua existe un problema de calidad de la superficie y que, a pesar de las interesantes ventajas relacionadas con la producción de productos que tienen una calidad de superficie mejorada, este problema no se había estudiado aún suficientemente.In this way it is evident that in the bodies obtained by continuous casting there is a quality problem of the surface and that, despite the interesting advantages related to the production of products that have quality improved surface, this problem had not yet been studied enough.
La presente invención se propone obviar tales inconvenientes, proponiendo un procedimiento para la colada continua de cuerpos de acero prácticamente sin defectos superficiales.The present invention aims to obviate such inconveniences, proposing a procedure for laundry Continuous steel bodies virtually flawless superficial.
La presente invención se basa en la hipótesis de que los defectos en la colada continua son esencialmente el resultado de las diferentes condiciones térmicas y fluidodinámicas presentes a lo largo del perímetro del molde., como una función de la geometría del molde, de la buza que lleva el metal líquido al molde, de la velocidad de colada y del polvo lubricante. Tales condiciones son particularmente importantes en la colada continua de planchas delgadas, debido a las grandes dimensiones de la buza, que ocupa un espacio mucho más importante en el interior del molde que en la colada tradicional, y ejerce una mayor influencia sobre las condiciones térmicas y fluidodinámicas en el interior del molde.The present invention is based on the hypothesis of that defects in continuous casting are essentially the result of the different thermal and fluid dynamic conditions present along the perimeter of the mold., as a function of the geometry of the mold, of the diver that carries the liquid metal to the mold, pouring speed and lubricating powder. Such conditions are particularly important in continuous casting of thin plates, due to the large size of the diver, which occupies a much more important space inside the mold than in traditional laundry, and exerts a greater influence on the thermal and fluid dynamic conditions inside the mold.
La aparición de los defectos superficiales surge, en cualquier tipo de colada, durante los estados transitorios, tales como el inicio y el final de la colada, los cambios de cuchara de colada durante la colada secuencial, y la variación en la velocidad y el nivel del acero.The appearance of surface defects arises, in any type of laundry, during transient states, such as the beginning and the end of the laundry, the changes of pouring spoon during sequential casting, and variation in the speed and level of steel.
Además, en la colada continua de planchas delgadas las diferencias que se dan naturalmente entre la zona central, en la que la está inmersa la buza y en la que hay temperaturas inferiores y una menor velocidad de recirculación del acero líquido, y de ahí un menor intercambio térmico, y las zonas periféricas hacia las paredes menores del molde, en las que el movimiento del acero es mucho más activo y las temperaturas son mayores.In addition, in continuous plate casting thin differences that occur naturally between the area central, in which the diver is immersed and in which there is lower temperatures and a lower recirculation speed of liquid steel, and hence less heat exchange, and areas peripheral to the smaller walls of the mold, in which the steel movement is much more active and temperatures are greater.
Esas condiciones son particularmente importantes en la colada de aceros austeníticos, ya que durante su solidificación se da una transición de fase desde la fase ferrítica, estable a alta temperatura, a la austenítica, estable a temperaturas inferiores y que tienen un coeficiente de contracción mayor; en consecuencia, en la zona central del molde, en la que la temperatura y la velocidad del acero son menores, el acero se solidifica más pronto y se separa del molde más pronto que en las zonas laterales, promoviendo así la formación de surcos o estrías longitudinales.Those conditions are particularly important. in the casting of austenitic steels, since during its solidification there is a phase transition from the phase ferritic, stable at high temperature, austenitic, stable at lower temperatures and that have a contraction coefficient higher; consequently, in the central area of the mold, in which the temperature and speed of steel are lower, steel is solidifies sooner and separates from the mold sooner than in the lateral areas, thus promoting the formation of grooves or stretch marks Longitudinal
En los lados menores del molde, donde la temperatura y la velocidad del acero son mayores, ocurre con frecuencia que las corrientes en dirección ascendente atrapan partículas de escoria que están incrustadas en la costra aún blanda del acero que se está solidificando, formando así inclusiones. Éstas, durante el posterior laminado en caliente, o incluso durante el laminado en frío, rompen la delgada capa de acero que las cubre, formando así grietas y otros defectos superficiales, tales como flecos.On the smaller sides of the mold, where the steel temperature and speed are higher, occurs with frequency upstream currents trap slag particles that are embedded in the still soft crust of the steel that is solidifying, thus forming inclusions. These, during subsequent hot rolling, or even during cold rolling, break the thin layer of steel that covers them, thus forming cracks and other surface defects, such as fringes
De esta forma, resulta evidente que para los aceros austeníticos es muy importante ajustar las condiciones de la colada para nivelar tanto como sea posible las condiciones de transferencia térmica presentes alrededor de la buza con las de las zonas del molde cercanas a los lados menores del mismo.In this way, it is clear that for austenitic steels it is very important to adjust the conditions of the laundry to level as much as possible the conditions of thermal transfer present around the diver with those of the areas of the mold near the smaller sides of it.
Para los aceros que son ferríticos a temperatura ambiente, un problema importante es la baja velocidad de solidificación, que puede suponer un espesor insuficiente del acero solidificado en la zona de alrededor de la buza, y después el pandeo de la plancha o, peor, roturas de la costra de colada.For steels that are ferritic at temperature environment, a major problem is the low speed of solidification, which may be insufficient steel thickness solidified in the area around the diver, and then the buckling of the iron or, worse, breaks of the laundry crust.
Además, resulta evidente que tal variedad de condiciones térmicas y fluidodinámicas alrededor del perímetro del molde puede provocar diversas infiltraciones de escoria entre el molde y el acero, y después, alteraciones en la lubricación que se puede descomponer hasta causar la soldadura local de la costra del acero a las paredes del molde y, por consiguiente, más defectos superficiales.In addition, it is clear that such a variety of thermal and fluid dynamic conditions around the perimeter of the mold can cause various infiltration of slag between the mold and steel, and then, alterations in the lubrication that it can decompose to cause local welding of the crust of the steel to the walls of the mold and, consequently, more defects superficial.
El análisis anterior muestra cómo las diferencias de temperatura entre las diferentes zonas del molde desempeñan un papel particularmente importante en la formación de defectos superficiales en los cuerpos producidos de esta forma.The above analysis shows how the differences of temperature between the different areas of the mold play a particularly important role in defect formation superficial in the bodies produced in this way.
Por lo tanto es esencial formar en cualquier caso una capa de escoria adecuada entre la costra que se está solidificando y las paredes del molde, apropiada para igualar las condiciones de transferencia térmica y de lubricación entre el acero y el molde.Therefore it is essential to train in any case a suitable slag layer between the crust that is being solidifying and mold walls, appropriate to match the thermal transfer and lubrication conditions between the Steel and mold.
El problema técnico resuelto por la presente invención es, de esta forma, controlar y ajustar dinámicamente las condiciones de transferencia térmica y lubricación en el molde entre éste y el cuerpo moldeado; se puede obtener una optimización dinámica de las condiciones de colada de dentro del molde, usando convenientemente las características de diversos polvos de cobertura, añadidos de uno en uno o en mezcla dentro del molde.The technical problem solved hereby In this way, the invention is to dynamically control and adjust the thermal transfer conditions and lubrication in the mold between it and the molded body; you can get an optimization dynamics of casting conditions inside the mold, using conveniently the characteristics of various powders of cover, added one by one or mixed into the mold.
El procedimiento según la presente invención se refiere a la colada continua de aceros, en la que el acero fundido se cuela en un molde genéricamente conocido en el que se forman diferentes condiciones de transferencia térmica entre el acero colado y diversas zonas del molde, y el acero colado está cubierto por una capa de polvos de cobertura que se funde y se desliza entre el acero que se está solidificando y las paredes interiores del molde, y se caracteriza porque dicha capa de polvos de cobertura tiene una composición modificada gradualmente a lo largo de del perímetro interior del molde, según las condiciones de transferencia térmica establecidas entre el acero y las diversas zonas del molde.The process according to the present invention is refers to the continuous casting of steels, in which molten steel it sneaks into a generically known mold in which they form different thermal transfer conditions between steel casting and various areas of the mold, and the cast steel is covered by a layer of cover dusts that melts and slips between the steel that is solidifying and the interior walls of the mold, and is characterized in that said layer of covering powders it has a gradually modified composition along the inner perimeter of the mold, according to the transfer conditions thermal established between the steel and the various areas of the mold.
La capa de polvos de cobertura está compuesta por al menos dos polvos diferentes mezclados convenientemente.The cover powder layer is composed of at least two different powders mixed conveniently.
Dicha mezcla de al menos dos polvos de cobertura diferentes se crea de acuerdo con las condiciones de transferencia térmica que se forman en cada una de dichas zonas del molde, añadiéndose cada mezcla dentro del molde en la ubicación de la zona del molde para la que ha sido creada.Said mixture of at least two cover powders Different is created according to the transfer conditions thermal forming in each of said areas of the mold, adding each mixture inside the mold at the location of the area of the mold for which it was created.
Las características físicas y químicas de los polvos de cobertura que se tienen en cuenta en la presente invención son: (i) la velocidad de fusión, en mg/s; (ii) la temperatura final de fusión, en °C; (iii) la viscosidad, en dPa s; (iv) la temperatura de comienzo de la vitrificación, en °C; (v) el intervalo de cristalización, en °C, y (vi) el índice de basicidad de la escoria.The physical and chemical characteristics of cover powders that are taken into account here invention are: (i) the melting rate, in mg / s; (ii) the final melting temperature, in ° C; (iii) viscosity, in dPa s; (iv) the start temperature of vitrification, in ° C; (v) the crystallization interval, in ° C, and (vi) the basicity index of the scum.
Por lo general, hay que tener presente que cuanto menores sean la temperatura y la velocidad del acero, menores tendrán que ser la temperatura final de fusión y la viscosidad de los polvos de cobertura, mientras que su velocidad de fusión tendrá que ser mayor. En lo que respecta a los aceros más difíciles de moldear, los aceros austeníticos, por ejemplo, requieren, en comparación con los ferríticos, polvos que tengan una velocidad de fusión y un índice de basicidad mayores, y una temperatura final de fusión y una viscosidad menores.In general, you have to keep in mind that how much the lower the temperature and the speed of the steel, the lower they will have to be the final melting temperature and viscosity of coverage powders, while their melting speed will have to be older With regard to the most difficult steels of molding, austenitic steels, for example, require, in comparison with ferritics, powders that have a velocity of higher melt and basicity index, and a final temperature of lower melting and viscosity.
Las características de los polvos han de ajustarse específicamente a las condiciones de tiempo y espacio del procedimiento (estados transitorios del procedimiento, perfiles térmicos a lo largo del perímetro del molde, etcétera).The characteristics of the powders must specifically adjust to the time and space conditions of the procedure (transient states of the procedure, profiles thermal along the perimeter of the mold, etc.).
Dependiendo de lo anterior, de las medidas de transferencia térmica y de los parámetros de moldeo, se identifican las mezclas de polvos más apropiadas para cada una de las condiciones de moldeo específicas para una zona del molde dada, introduciendo después cada mezcla en la zona pertinente. En esta decisión se tienen en cuenta los gradientes de las características que se dan desde la mezcla espontánea de los diferentes polvos una vez introducidos en el molde. Se comprobó que tal mezcla espontánea no da problemas, ya que generalmente sigue el cambio de las condiciones entre zonas contiguas.Depending on the above, the measures of thermal transfer and molding parameters are identified the most appropriate powder mixtures for each of the specific molding conditions for a given mold area, then introducing each mixture in the relevant area. In this decision the characteristics gradients are taken into account that occur from the spontaneous mixing of the different powders a Once introduced into the mold. It was found that such a spontaneous mixture It does not give problems, since it usually follows the change of conditions between adjacent areas.
Obviamente, la repetición de las medidas de transferencia térmica así como las que se refieren a los parámetros de moldeo garantiza que la mezcla de polvos diferentes usada nivela las condiciones de solidificación, que esto sucede en cualquier caso tras sólo unas pocas repeticiones y que tal regularidad permanece con el tiempo.Obviously, the repetition of the measures of thermal transfer as well as those referring to the parameters molding ensures that the mixture of different powders used levels solidification conditions, that this happens in any case after only a few repetitions and how regular Stay over time.
Por ejemplo, los valores óptimos de las características de los polvos de cobertura para los aceros austeníticos son:For example, the optimal values of the characteristics of the powders for steels Austenitic are:
Velocidad de fusión (mg/s): 70 a 140, preferiblemente 90 a 120;Melting Rate (mg / s): 70 to 140, preferably 90 to 120;
Temperatura final de fusión (°C): 1050 a 1250, preferiblemente 1100 a 1130;Final melting temperature (° C): 1050 to 1250, preferably 1100 to 1130;
Viscosidad (a 1300 °C, dPa.s): 0,1 a 1, preferiblemente 0,2 a 0,8;Viscosity (at 1300 ° C, dPa.s): 0.1 to 1, preferably 0.2 to 0.8;
Temperatura de comienzo de la vitrificación (°C): 1200 a 1050, preferiblemente 1150 a 1100;Start temperature of vitrification (° C): 1200 to 1050, preferably 1150 to 1100;
Intervalo de cristalización (°C): 1050 a 800, preferiblemente 950 a.800;Crystallization range (° C): 1050 to 800, preferably 950 to 800;
Índice de basicidad: 1 a 1,3.Basicity index: 1 to 1.3.
Para los aceros ferríticos, los valores de las características precedentes son:For ferritic steels, the values of Previous features are:
Velocidad de fusión (mg/s): 25 a 70, preferiblemente 35 a 60;Fusion rate (mg / s): 25 to 70, preferably 35 to 60;
Temperatura final de fusión (°C): 1150 a 1270, preferiblemente 1160 a 1200;Final melting temperature (° C): 1150 to 1270, preferably 1160 to 1200;
Viscosidad (a 1300 2C, dPa.s): 0,5 a 1,2, preferiblemente 0,7 a 1,0;Viscosity (at 1300 2C, dPa.s): 0.5 to 1.2, preferably 0.7 to 1.0;
Temperatura de comienzo de la vitrificación (°C): 1150 a 900,preferiblemente 1100 a 1000;Start temperature of vitrification (° C): 1150 to 900, preferably 1100 to 1000;
Intervalo de cristalización (°C): 1000 a 700, pero preferiblemente no debe cristalizar;Crystallization range (° C): 1000 to 700, but preferably it should not crystallize;
Índice de basicidad: 0,8 a 1.Basicity index: 0.8 to 1.
El procedimiento según la presente invención se caracteriza entonces por la combinación de las siguientes etapas en una relación de cooperación:The process according to the present invention is characterized then by the combination of the following stages in A cooperative relationship:
proporcionar al menos dos tipos de polvos de cobertura que tengan diferentes características químicas y físicas;provide at least two types of powders coverage that have different chemical characteristics and physical;
medir las condiciones de transferencia térmica en una pluralidad de zonas del molde;measure thermal transfer conditions in a plurality of areas of the mold;
determinar las condiciones de moldeo;determine the molding conditions;
proporcionar una pluralidad de puntos de admisión dentro del molde, mezclando para cada uno de esos puntos dichos al menos dos tipos de polvos según las condiciones generales de moldeo y las condiciones específicas de transferencia térmica de las correspondientes zonas del molde de dicha pluralidad de zonas;provide a plurality of admission points inside the mold, mixing for each of those points said to less two types of powders according to the general molding conditions and the specific thermal transfer conditions of the corresponding mold zones of said plurality of zones;
introducir cada una de las mezclas de polvos en el punto de admisión pertinente para el que se ha calculado;enter each of the powder mixtures in the relevant admission point for which it was calculated;
volver a medir las condiciones de transferencia térmica en dicha pluralidad de zonas del molde y repetir las precedentes etapas hasta obtener una uniformidad considerable de dichas condiciones.re-measure transfer conditions thermal in said plurality of mold areas and repeat the previous stages until obtaining a considerable uniformity of these conditions.
En lo que respecta a las condiciones de transferencia térmica, las temperaturas del molde y los flujos de calor pertinentes se miden en una pluralidad de zonas próximas al menisco.Regarding the conditions of thermal transfer, mold temperatures and flows Relevant heat are measured in a plurality of areas near the meniscus.
Más específicamente, tales medidas se realizan en al menos una serie de puntos debidamente espaciados entre sí horizontalmente, y cada serie está colocada horizontalmente a lo largo del perímetro de una sección transversal del molde.More specifically, such measures are performed in at least one series of points duly spaced from each other horizontally, and each series is placed horizontally at along the perimeter of a cross section of the mold.
Las condiciones de moldeo incluyen la velocidad de transferencia del acero desde la artesa al molde y las diferentes velocidades del acero en el interior del molde, tanto en el plano horizontal como en el vertical.Molding conditions include speed of transfer of the steel from the trough to the mold and the different speeds of the steel inside the mold, both in the horizontal plane as in the vertical.
Según la presente invención se ensayaron cuatro polvos, de cuyas características se informa en la tabla 1.According to the present invention four were tested powders, whose characteristics are reported in table 1.
Para obtener información específica sobre las mezclas que se pueden obtener a partir de los polvos precedentes, se prepararon varias mezclas de cuyas composiciones y características se informa en la tabla 2.For specific information on mixtures that can be obtained from the preceding powders, several mixtures of whose compositions and characteristics are reported in table 2.
A continuación se expondrán, sólo como ejemplos no limitativos de los objetos y el alcance de la presente invención, las características del moldeo y los resultados que pueden obtenerse para dos tipos de acero inoxidable.They will be presented below, only as examples Non-limiting objects and the scope of this invention, the characteristics of the molding and the results that They can be obtained for two types of stainless steel.
Un acero inoxidable AISI 400 (ferrítico) que tiene una composición conocida de por sí se moldeó en planchas de 215 mm de espesor y 1300 mm de anchura, usando una velocidad de colada de 1 m/min. El molde tenía una altura de 800 mm, con amplitud de oscilación y frecuencia variables.A stainless steel AISI 400 (ferritic) that it has a known composition of itself molded into plates of 215 mm thick and 1300 mm wide, using a speed of 1 m / min laundry The mold had a height of 800 mm, with variable oscillation amplitude and frequency.
El molde estaba provisto de 54 termopares dispuestos en filas horizontales superpuestas.The mold was provided with 54 thermocouples arranged in overlapping horizontal rows.
Para este acero se usaron los polvos A y B.Powders A and B were used for this steel.
Al comienzo de las operaciones de colada se utilizó únicamente el polvo A. El flujo térmico estabilizado en el menisco, correspondiente a la casi total ausencia de defectos superficiales, medido a través de los termopares, fue de 1400 kW/m^{2} aproximadamente.At the beginning of the casting operations used only powder A. The thermal flux stabilized in the meniscus, corresponding to the almost total absence of defects Superficial, measured through thermocouples, was 1400 kW / m2 approximately.
Durante las operaciones de colada se detectó una reducción del flujo térmico en el menisco, de 1415 a 1060 kW/m^{2}. Se mantuvo tal situación expresamente durante un periodo de tiempo. Mientras tanto, la información disponible sobre los polvos usados y sus mezclas permitió predecir que una mezcla de polvos A y B similar a la mezcla E de la tabla 2 sería adecuada. De hecho, a una composición de 37%A-63%B (en peso) el flujo térmico volvió a ser 1400 kW/m^{2} aproximadamente, valor al cual se volvieron a estabilizar las condiciones generales de enfriamiento.During the casting operations a reduction of the thermal flow in the meniscus, from 1415 to 1060 kW / m2. Such a situation was expressly maintained during a time frame. Meanwhile, the information available on used powders and mixtures allowed to predict that a mixture of powders A and B similar to mixture E of table 2 would be suitable. From in fact, at a composition of 37% A-63% B (by weight) the thermal flux was approximately 1400 kW / m2 again, value to which the general conditions of cooling.
El producto laminado final mostró, en correspondencia con la reducción del flujo térmico, un notable aumento de los defectos superficiales, que disminuyeron bruscamente hasta la ausencia casi total de defectos superficiales en unas decenas de metros desde la intervención de corrección, mostrando así que esta intervención fue oportuna y eficaz.The final rolled product showed, in correspondence with the reduction of thermal flux, a remarkable increase in surface defects, which decreased sharply until the almost total absence of surface defects in some tens of meters since the correction intervention, thus showing That this intervention was timely and effective.
Un acero inoxidable AISI 304 (austenítico) que tiene una composición conocida de por sí se moldeó en planchas de 215 mm de espesor y 1300 mm de anchura; la velocidad de colada era 1,25 m/min. El molde tenía una altura de 800 mm, con amplitud de oscilación y frecuencia variables.A stainless steel AISI 304 (austenitic) that it has a known composition of itself molded into plates of 215 mm thick and 1300 mm wide; casting speed was 1.25 m / min The mold had a height of 800 mm, with amplitude of variable oscillation and frequency.
El molde estaba provisto de 54 termopares dispuestos en filas horizontales superpuestas.The mold was provided with 54 thermocouples arranged in overlapping horizontal rows.
Se escogieron tres zonas de intervención; (i) central, alrededor de la buza; (ii) terminal, en las paredes cortas del molde; y (iii) central, entre las otras dos zonas.Three intervention zones were chosen; (i) central, around the diver; (ii) terminal, on short walls of the mold; and (iii) central, between the other two zones.
Para este acero se escogieron los polvos C y D.For this steel, powders C and D.
Al comienzo de las operaciones de colada se utilizó únicamente el polvo C. El flujo térmico estabilizado en el menisco medido a través de los termopares, se estabilizó a 1420 kW/m^{2} aproximadamente en la zona (i), a 1800 kW/m^{2} aproximadamente en la zona (ii) y a 1630 kW/m^{2} aproximadamente en la zona (iii).At the beginning of the casting operations used only powder C. The thermal flux stabilized in the Meniscus measured through thermocouples, stabilized at 1420 kW / m2 approximately in zone (i), at 1800 kW / m2 approximately in zone (ii) and at 1630 kW / m2 approximately in the zone (iii).
Después de la colada de 100 m de plancha, el flujo térmico en la zona (i) se uniformó con el de las otras dos zonas añadiendo el polvo D al polvo inicial, para alcanzar una composición similar a la composición J de la tabla 2; el flujo térmico en la zona (i) se llevó a 1650 kW/m^{2} aproximadamente. Debido al efecto de mezcla de los dos polvos en la zona (i), el flujo en la zona (iii) también cambió a 1660 kW/m^{2} aproximadamente.After casting 100 m of iron, the thermal flux in zone (i) became consistent with that of the other two areas by adding powder D to the initial powder, to reach a composition similar to composition J of table 2; the flow Thermal in zone (i) was approximately 1650 kW / m2. Due to the mixing effect of the two powders in zone (i), the flow in zone (iii) also changed to 1660 kW / m2 approximately.
La comprobación del producto laminado obtenido a partir de dicha plancha mostró, en correspondencia con la parte inicial de la plancha, una distribución de defectos difusa, que disminuía bruscamente a valores inferiores a 1% en correspondencia con la segunda parte de la plancha, moldeada tras haber obtenido las nuevas condiciones del flujo térmico.The verification of the rolled product obtained at starting from said plate showed, in correspondence with the part initial plate, a diffuse distribution of defects, which sharply decreased to values below 1% in correspondence with the second part of the iron, molded after having obtained the new conditions of the thermal flow.
También en este caso la intervención fue oportuna y eficaz.Also in this case the intervention was timely and effective.
Se obtuvieron resultados similares tanto en ensayos experimentales de colada de cuerpos delgados como en aceros (inoxidables o comunes) diferentes de aquellos sobre los que se informa en el presente documento.Similar results were obtained both in experimental trials of casting of thin bodies as in steels (stainless or common) different from those on which report in this document.
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