ES2233079T3 - Procedimiento de tratamiento termico de banda de acero. - Google Patents
Procedimiento de tratamiento termico de banda de acero.Info
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Abstract
Procedimiento para el tratamiento térmico de banda de acero inoxidable laminado a alta temperatura, para obtener una banda de una composición de alta uniformidad y microestructura, adecuada para una subsiguiente laminación en frío, caracterizado por la combinación en relación de cooperación de las siguientes etapas: (I) arrollar la banda a una temperatura de entre 650 y 850ºC; (II) transferir los arrollamientos a un horno de recocido dentro de menos de 30 minutos, desde el arrollamiento, quedando comprendida la temperatura del horno - para un tratamiento de recocido isotérmico entre 650 y 830ºC, manteniéndose los arrollamientos a esta temperatura durante 4-15 h, y a continuación enfriándose hasta menos de 650ºC en 4-16h, o - para un tratamiento de recocido total entre 650-860ºC, manteniéndose los arrollamientos a este temperatura durante 4-15h, y enfriándose después hasta menos de 850ºC en 4-16h, o - para un tratamiento de recocido pasivo entre 650 y 850ºC, manteniéndose los arrollamientosa esta temperatura durante menos de 30 min., y a continuación enfriándose hasta menos de 520ºC en 8- 28h; (III) y sacando los arrollamientos del horno a una temperatura inferior a los 650ºC.
Description
Procedimiento de tratamiento térmico de banda de
acero.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para el tratamiento térmico de banda de acero y, más
exactamente, se refiere al tratamiento térmico tanto de banda de
acero fundido utilizando la llamada técnica de colada en banda, como
de banda laminada en caliente.
En particular, el procedimiento se refiere al
tratamiento de aceros inoxidables, aceros magnéticos no orientados y
aceros al carbono.
Normalmente, la banda de acero, ya sea
directamente fundido en continuo o laminado en caliente, es
dispuesta, cuando se encuentra todavía a alta temperatura, en
arrollamientos, que se dejan enfriar hasta la temperatura ambiental.
Sin embargo, como es bien sabido por los expertos en este campo, las
bandas así arrolladas no poseen características adecuadas para un
subsiguiente tratamiento de laminación en frío, en particular por lo
que se refiere a su microestructura, homogeneidad de composición, y
sus características mecánicas. Por consiguiente, es necesario poner
los arrollamientos a una alta temperatura durante un tiempo
suficiente para producir los cambios necesarios, con un tratamiento
denominado recocido.
El recocido puede ser o bien de tipo continuo o
bien de tipo discontinuo.
El recocido continuo se realiza en un horno
calentado a una elevada temperatura, por el que se hace pasar la
banda a una determinada velocidad. El recocido en continuo permite
una calidad uniforme en la banda tratada y un tiempo de tratamiento
limitado, pero exige instalaciones grandes y costosas.
En el recocido discontinuo, se dispone la banda
en forma de arrollamientos, que a continuación se cargan en un
horno. En este caso, la instalación es de tipo sencillo, no
particularmente engorrosa, y relativamente económica, pero el
proceso de tratamiento es muy largo, generalmente de algunas docenas
de horas y la calidad final del producto es irregular.
Para el tratamiento de una banda directamente
fundida o laminada en caliente en continuo, el procedimiento de
recocido más ampliamente utilizado es el discontinuo, que presenta
evidentes inconvenientes en términos de gasto de energía, tiempo y
recursos, y la calidad resultante no es uniforme.
Una posible solución de estos problemas puede
estar en transportar las bobinas desde la fase de arrollamiento al
horno de recocido, sin dejar que se enfríen excesivamente.
Diremos a este respecto que hasta ahora se había
concentrado la atención en el tratamiento de los aceros inoxidables,
o en todo caso sobre los aceros resistentes a la corrosión. Así por
ejemplo, la solicitud de patente japonesa publicada No.
52-65126 describe un procedimiento para el
tratamiento térmico de los aceros inoxidables (de los tipos SUS 410
y SUS 430), en el que se cargan los bobinados de acero inoxidable
todavía calientes en el horno de recocido. Igualmente, la solicitud
de patente europea No. 343 008 se refiere al tratamiento de banda de
acero inoxidable laminada en caliente, o en todo caso banda
resistente a la corrosión, donde la banda se lamina en caliente por
encima de la temperatura de transformación A3 y a continuación se
enfría a razón de entre 10 y 1ºC/min, con el fin de impedir la
presencia de martensita. Esto se consigue aislando la banda contra
excesivas pérdidas térmicas, por lo menos encerrándola en una
cubierta térmicamente aislada.
El nuevo expediente US.28.719 se refiere a un
procedimiento para la producción de barras de acero con alto
contenido carbónico para limas planas de acero, en el que se arrolla
una banda laminada en caliente a 649-704ºC y se
recuece a 721-749ºC en una atmósfera reductora; a
continuación, el arrollamiento recocido se enfría a 721ºC, vuelve a
enfriarse a 677ºC utilizándose una diferente temperatura de
enfriamiento y nuevamente se enfría despacio a aproximadamente 206ºC
en una atmósfera reductora, para obtener carburos esferoidales.
La experiencia adquirida mediante largos
experimentos realizados por el actual solicitante ha revelado que el
principio que puede extraerse de la técnica conocida no resulta
satisfactorio, en particular tratándose de bandas de pequeño
espesor, por ejemplo de menos de 3 mm. Además, la técnica conocida
solamente se declara como aplicable tratándose de aceros
inoxidables, o en todo caso de aceros resistentes a la corrosión.
Además de estos puntos, el solicitante ha identificado cierto número
de parámetros del proceso que no se han tenido en consideración en
la técnica conocida y que se muestran como esenciales para conseguir
resultados de alta calidad.
El propósito de la presente invención es, por
consiguiente, el de permitir un tratamiento de los aceros por calor,
con fusión directamente en continuo o laminación en caliente, en
particular tratándose de espesores pequeños, para obtener en la
banda tratada una excelente uniformidad de composición y de
microestructura, en particular con ausencia de martensita, y por
tanto propiedades mecánicas uniformes, no inferiores a las
obtenibles mediante los procesos tradicionales de recocido.
Entre las ventajas de la presente invención, que
resultan evidentes para los expertos en este campo, hemos de
recordar una importante economía de energía.
Según la presente invención, el procedimiento
para tratar térmicamente la banda, en particular una banda de
pequeño espesor, de, en particular, aceros de carbono y manganeso o
aceros al carbono aleados con níquel y/o cromo y/o molibdeno, aceros
magnéticos de silicona de granos no orientados, y aceros
inoxidables, arrollados cuando se encuentran todavía a alta
temperatura, aparece descrito en las reivindicaciones 1 a 3.
La temperatura a la cual debe calentarse el horno
depende del tipo de acero que se esté tratando y, en particular, en
el caso de aceros inoxidables estará entre 650 y 850ºC,
preferentemente entre los 800 y los 850ºC; tratándose de aceros al
carbono, entre 600 y 760ºC, preferentemente entre 670 y 730ºC;
tratándose de aceros magnéticos de grano no orientado, entre 660 y
830ºC, preferentemente entre 670 y 710ºC.
Como quiera que según la presente invención es
posible tratar de manera similar aceros magnéticos y aceros al
carbono inoxidables, daremos a continuación las temperaturas de
arrollamiento necesarias para tres tipos importantes de acero, esto
es, aceros al carbono, aceros magnéticos de grano no orientado, y
aceros inoxidables. Por lo que se refiere a los aceros al carbono,
la temperatura de arrollamiento está entre los 600 y los 770ºC,
preferentemente entre 700 y 750ºC; tratándose de aceros magnéticos
de grano no orientado, la temperatura de arrollamiento será de entre
700 y 850ºC; y tratándose de aceros inoxidables, dicha temperatura
será de entre 650 y 850ºC.
Además, según la presente invención, es posible
el recocido del acero con arreglo a cualquiera de las modalidades
posibles y, por ejemplo, recocido pasivo, en el que se carga el
arrollamiento caliente en el horno calentado a una elevada
temperatura, siendo despreciable o nula la transferencia de calor al
horno después de cargar los arrollamientos, de modo que la
temperatura del horno y, por tanto, de la banda disminuya lentamente
con el tiempo, el recocido isotérmico, en el que, después de
cargarse los arrollamientos en el horno, se mantendrá la temperatura
del mismo en un nivel deseado durante un tiempo previamente
determinado, tras de lo cual irá descendiendo la temperatura de los
arrollamientos lentamente en el tiempo; y el recocido total, en el
que después de cargarse los arrollamientos en el horno, se va
elevando la temperatura del horno y por tanto de los arrollamientos
durante un período determinado de tiempo, hasta alcanzarse un valor
previamente establecido, tras de lo cual se dejan enfriar lentamente
el horno y los arrollamientos.
En todo caso, se sacan del horno los
arrollamientos a una temperatura determinada, como veremos
después.
En consecuencia, en el caso de un recocido
pasivo, la temperatura de calentamiento del horno será de entre 600
y 860ºC, según sea el tipo de acero, y se mantendrá la banda a esta
temperatura durante menos de 30 min, tras de lo cual se dejarán
enfriar el horno y la banda durante 8-28 horas, para
obtenerse una temperatura máxima de la banda, cuando se saque la
misma del horno, de menos de 520ºC.
En el caso de un recocido isotérmico, en lugar de
lo antedicho, la temperatura de calentamiento del horno será de
entre 580 y 830ºC, según sea el tipo de acero, manteniéndose los
arrollamientos o bobinados a esta temperatura durante
4-15 horas, tras de lo cual se dejarán enfriar el
horno y la banda durante 4-16 horas, para obtenerse
una temperatura máxima de la banda, cuando se saque la misma del
horno, de menos de 650ºC.
Finalmente, en el caso de un recocido total, se
calienta el horno a una temperatura de entre 600 y 850ºC, según sea
el tipo de acero, manteniéndose los arrollamientos a esta
temperatura durante 4-15 horas, tras de lo cual se
dejarán enfriar el horno y la banda durante 4-16
horas, para obtener una temperatura máxima de la banda, cuando se
saque la misma del horno, de menos de 650ºC.
Se ha observado además que la efectividad del
proceso según la presente invención se mejora si se sitúan los
arrollamientos dentro del horno en posición horizontal. La mejora
obtenida se debe, según ciertos datos experimentales, al hecho de
que, disponiendo los arrollamientos de esta manera se mejora la
circulación de la atmósfera dentro de la cavidad presente alrededor
del eje geométrico de los bobinados, favoreciéndose así una mejor
uniformidad del gradiente térmico a lo largo de los radios de dichos
arrollamientos.
Se fundieron y laminaron en caliente, de manera
continua bandas de acero inoxidable AlSl 430, hasta conseguir un
espesor de 3,0 mm, y se bobinaron en arrollamientos a una
temperatura de 840ºC, transfiriéndose después a un horno de recocido
dentro de 15 minutos desde el término del arrollamiento. En el caso
de un recocido pasivo, la temperatura del horno fue de 840ºC, y los
arrollamientos que se introdujeron en el horno permanecieron allí
durante 24 horas, sacándose entonces a una temperatura de
aproximadamente 500ºC y dejándose enfriar al aire.
En el caso de un recocido isotérmico, se calentó
previamente el horno a una temperatura de 820ºC, y se mantuvieron
los arrollamientos a esta temperatura durante aproximadamente 12
horas. A continuación se apagó el horno y se dejó enfriar
espontáneamente durante 22 horas, sacándose después los
arrollamientos del horno a una temperatura de aproximadamente 500ºC
y dejándose enfriar al aire.
En el caso de un recocido total, esto es, con una
temperatura creciente, los arrollamientos introducidos en el horno
cuando éste estuvo ya caliente, fueron nuevamente calentados a la
temperatura de arrollamiento (840ºC) dejándose a esta temperatura
durante 12 horas, tras de lo cual se apagó el horno y se dejaron
enfriar los arrollamientos a un grado de enfriamiento de
aproximadamente 15ªC/n, y se sacaron del horno a una temperatura de
aproximadamente 840ºC dejándose enfriar al aire.
La Tabla 1 que sigue presenta las características
mecánicas medidas sobre los aceros obtenidos en las pruebas arriba
descritas, laminados en frío hasta 0,6 mm y recocidos, así como los
resultados obtenidos por recocido estático ordinario.
En esta tabla, se desea significar por
"Rp0,2" la carga necesaria para obtener una deformación
irreversible del 0,2% en la longitud original del espécimen de
prueba; por "Rm" se desea significar la carga de ruptura del
espécimen; y por "% el." se desea significar el porcentaje
permanente de alargamiento del espécimen de prueba en el momento del
fallo.
| Rp0,2 (MPa) | Rm (MPa) | % el. | |
| Recocido pasivo | 346 \pm 23 | 606 \pm 20 | 27,6 \pm 1,7 |
| Recocido isotérmico | 327 \pm 23 | 500 \pm 16 | 27,5 \pm 2,1 |
| Recocido total | 338 \pm 23 | 524 \pm 17 | 26,8 \pm 1,2 |
| Recocido tradicional | 330 \pm 20 | 520 \pm 20 | 27,0 \pm 2,0 |
Como puede verse, las características de los
aceros tratados según la presente invención están perfectamente en
línea con las obtenidas con el recocido tradicional.
Se trataron bandas de acero que contenían 1% de
silicio, de las clases con permeabilidad mejorada, respecto a las
cuales se conoce ya en la técnica el recocido de la banda
caliente.
Se arrollaron las bandas a una temperatura de
entre 700 y 780ºC y se transfirieron dentro de los 13 minutos a un
horno, precalentándose a una temperatura de entre 680 y 700ºC. El
tiempo durante el cual se mantuvieron las bandas dentro del horno,
para un recocido isotérmico, fue de entre 2 y 6 horas. De este
modo, fue posible aumentar al máximo la intensidad de la textura
(001)(100) y reducir al mínimo la textura <111>, obteniéndose
así la máxima permeabilidad consistentemente superior a 2440
gausio/oersted.
Se tomaron bandas de acero al carbono de los
tipos C70 y 35CD4, ambas continuamente fundidas y laminadas en
caliente y se recocieron isotérmicamente (no en la forma según la
invención).
Por lo que respecta al acero C70, se arrollaron
las bandas a una temperatura de 700-720ºC y se
transfirieron al horno, que se había calentado previamente a
aproximadamente 720ºC.
Se mantuvieron los arrollamientos dentro del
horno entre 2 y 4 horas a una temperatura de aproximadamente 700ºC,
dejándose enfriar hasta los 630ºC, y sacándose después del horno y
dejándose enfriar al aire. La estructura final obtenida fue de
aproximadamente 85-90% de perlita fina. Las
características mecánicas obtenidas fueron en conjunto similares a
las obtenidas con procedimientos tradicionales de recocido,
estáticos o continuos.
Por lo que respecta al acero de 35CD4, las bandas
fueron arrolladas a una temperatura de 720-740ºC y
se pasaron a continuación al horno, que había sido calentado
previamente a aproximadamente 730º. Se mantuvieron los
arrollamientos en el horno durante entre 3 y 5 horas a una
temperatura aproximada de 720º dejándose después enfriar hasta 620º,
y a continuación se sacaron del horno y se dejaron enfriar al aire.
La estructura obtenida finalmente fue de perlita fina.
Las características mecánicas obtenidas fueron en
conjunto similares a las obtenidas con procedimientos tradicionales
de recocido, estáticos o continuos.
Claims (9)
1. Procedimiento para el tratamiento térmico de
banda de acero inoxidable laminado a alta temperatura, para obtener
una banda de una composición de alta uniformidad y microestructura,
adecuada para una subsiguiente laminación en frío,
caracterizado por la combinación en relación de cooperación
de las siguientes etapas:
- (I)
- arrollar la banda a una temperatura de entre 650 y 850ºC;
- (II)
- transferir los arrollamientos a un horno de recocido dentro de menos de 30 minutos, desde el arrollamiento, quedando comprendida la temperatura del horno
- -
- para un tratamiento de recocido isotérmico entre 650 y 830ºC, manteniéndose los arrollamientos a esta temperatura durante 4-15 h, y a continuación enfriándose hasta menos de 650ºC en 4-16h, o
- -
- para un tratamiento de recocido total entre 650-860ºC, manteniéndose los arrollamientos a este temperatura durante 4-15h, y enfriándose después hasta menos de 850ºC en 4-16h, o
- -
- para un tratamiento de recocido pasivo entre 650 y 850ºC, manteniéndose los arrollamientos a esta temperatura durante menos de 30 min., y a continuación enfriándose hasta menos de 520ºC en 8-28h;
- (III)
- y sacando los arrollamientos del horno a una temperatura inferior a los 650ºC.
2. Procedimiento para el tratamiento térmico de
banda de acero magnético no orientado laminado a alta temperatura,
para obtener una banda de alta uniformidad de composición y
microestructura, adecuada para una subsiguiente laminación en
arrollamientos, caracterizado por la combinación en relación
de cooperación de las siguientes
etapas:
etapas:
- (I)
- arrollar la banda a una temperatura de entre 700 y 850ºC;
- (II)
- transferir los arrollamientos a un horno de recocido dentro de menos de 30 min desde el arrollamiento, estando comprendida la temperatura del horno entre 660 y 830ºC, manteniéndose los arrollamientos a esta temperatura respectivamente
- -
- para un recocido isotérmico, durante 4-15h, y enfriándose después hasta menos de 650ºC en 4-16h, o
- -
- para un recocido total, durante 4-15h, enfriándose después hasta menos de 660ºC en 4-16h, o
- -
- para un recocido pasivo, durante menos de 30 min, y enfriándose después hasta menos de 620ºC en 8-28h;
- (III)
- y sacando los arrollamientos del horno a una temperatura inferior a los 650ºC.
3. Procedimiento para el tratamiento térmico de
banda de acero al carbón laminada a alta temperatura, para obtener
una banda de alta uniformidad de composición y microestructura,
adecuada para una subsiguiente laminación en frío,
caracterizado por la combinación, en relación de cooperación,
de las siguientes etapas:
- (I)
- arrollar la banda a una temperatura de entre 600 y 770ºC;
- (II)
- transferir los arrollamientos a un horno de recocido dentro de menos de 30 min, desde el arrollamiento, estando comprendida la temperatura del horno para el tratamiento de recocido pasivo entre 600 y 760ºC, manteniéndose los arrollamientos a esta temperatura durante menos de 30 min., y a continuación enfriándose hasta menos de 520ºC en 8-28h;
- (III)
- y sacar los arrollamientos del horno a una temperatura menor de 660ºC.
4. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que para los aceros inoxidables, la temperatura de calentamiento del
horno es de entre 800 y 850ºC.
5. Procedimiento según la reivindicación 2, en el
que, para los aceros magnéticos de grano no orientado, la
temperatura de calentamiento del horno es de entre 670 y 710ºC.
6. Procedimiento según la reivindicación 3, en el
que para los aceros al carbono, la temperatura de los arrollamientos
es de entre 600 y 750ºC.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el
que la temperatura de los arrollamientos es de entre 700 y
750ºC.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el tiempo para transferir el
arrollamiento de la fase de bobinado al horno de recocido es de
menos de 20 min.
9. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que se disponen los bobinados
dentro del horno en posición horizontal.
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|---|---|---|---|
| IT1998RM000592A IT1302329B1 (it) | 1998-09-15 | 1998-09-15 | Procedimento per il trattamento termico di nastri di acciaio. |
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|---|---|---|---|
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