ES2261914T5 - Procedimiento para la produccion de banda en caliente de aceros inoxidables austeniticos. - Google Patents

Procedimiento para la produccion de banda en caliente de aceros inoxidables austeniticos. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la fabricación de una banda laminada en caliente a partir de aceros inoxidables austeníticos, sometiendo en una primera etapa un producto (6) de colada a un proceso de laminación en un laminador con un tren de acabado y realizando en una segunda etapa un tratamiento térmico para evitar una sensibilidad a la corrosión, especialmente con respecto a una corrosión intercristalina debida a precipitaciones de carburo de cromo, caracterizado porque para ajustar la temperatura (Twe) de laminación final se ajusta una temperatura (Tein) de entrada del producto de colada en el tren de acabado del laminador por encima de 1.150ºC, preferiblemente por encima de 1.200ºC, mediante un calentamiento de varias etapas, especialmente de dos etapas, que comprende una etapa de precalentamiento y una etapa de calentamiento intensivo, y se realiza el tratamiento térmico directamente a partir del calor de laminación.

Description

Procedimiento para la producción de banda en caliente de aceros inoxidables austeníticos.
La invención se refiere a un procedimiento para la producción de banda en caliente de aceros inoxidables austeníticos, en el que en una primera etapa se somete un producto fundido a un proceso de laminación en un tren de laminación con un tren de laminación de acabado y en una segunda etapa se realiza un tratamiento en caliente para prevenir una susceptibilidad de corrosión, especialmente con respecto a una corrosión intercristalina en virtud de precipitaciones de carburo de cromo.
Se sabe que los aceros inoxidables austeníticos, entre los que se comprenden, en general, tipos de aceros con una porción en masa de al menos 10,5% de cromo así como níquel, son especialmente susceptibles para la corrosión intercristalina, que se basa en un empobrecimiento de cromo de las zonas de la textura próximas a los límites del grano durante la formación de precipitaciones ricas en cromo sobre los límites del grano y en la reducción implicada con ello de la resistencia a la corrosión de estas zonas frente a zonas de la textura con alto contenido en cromo disuelto. Esto se produce especialmente cuando recorren zonas de temperatura crítica demasiado lentamente durante el enfriamiento. Por lo tanto, tales aceros de cromo y níquel austeníticos se ajustan en el estado recocido en solución y enfriado. En el recocido en solución con enfriamiento siguiente se trata de un tratamiento térmico, en el que a temperaturas de recocido en solución entre aproximadamente 1000ºC y 1100ºC, el cromo de los carburos de cromo precipitados pasa de nuevo a solución y se previene a través del proceso de enfriamiento siguiente que se formen de nuevo carburos de cromo, manteniendo los átomos de carbono en solución forzada en la matriz. Tal recocido en solución con enfriamiento siguiente se realiza en un proceso de tratamiento térmico separado con respecto a la laminación. A tal fin se transportan los productos laminados hacia instalaciones de tratamiento térmico separadas y se someten allí para el tratamiento térmico a un recocido y a la refrigeración rápida. Además de la prevención de la formación de carburos de cromo, a través de un tratamiento de recocido en solución se mejora también la capacidad de transformación en frío de los aceros de cromo y níquel austeníticos.
Se conoce a partir del documento EP 0 415 987 B2 un procedimiento ara la producción continua de banda de acero o chapa de acero a partir de lingotes de desbastes finos de aproximadamente 50 mm de espesor, producidos después de la colada continua en arco con dirección de salida horizontal con las etapas del procedimiento de laminación de los lingotes de desbastes finos después de la solidificación de la colada en la caja de guía en forma de arco a temperaturas superiores a 1100ºC, caída de la temperatura de los lingotes de desbastes a través de radiación o decapado, recalentamiento inductivo a una temperatura de aproximadamente 1100ºC así como laminación de los lingotes de desbastes en al menos un tren de laminación. Por medio del calentamiento se ajusta una temperatura tal en los lingotes de desbastes que se ajuste en las instalaciones de transformación del tren de laminación una caída de la temperatura y, en concreto, de tal forma que durante la pasada inicial en el último bastidor de laminación, la temperatura está dentro del orden de magnitud todavía suficiente para una buena transformación. Aquí en un tercer y último bastidor de laminación de un tren de laminación, la temperatura del producto laminado cae, por ejemplo, a 988ºC y es suficiente como temperatura de pasada para el último proceso de laminación. El producto laminado abandona el último bastidor de laminación con una temperatura de 953ºC o menos y a continuación se separa en longitudes deseadas a una temperatura todavía más reducida y se apila o se bobina.
Además, se conocen instalaciones para la laminación de bandas y chapas a partir del calor de fundición, por ejemplo como se describe en Stahl & Eisen, Vol. 2, 1993, página 37 y siguientes.. Flemming y col., Die CSP-Anlagentechnik und ihre Apassung an erewiterte Produktionsprogramme. En una instalación de este tipo, por medio de una máquina de colada continua con forma de la coquilla especialmente configurada se genera un lingote de desbastes fino, se corta en longitudes individuales y se transporta a un horno de solera de rodillos para la compensación de la temperatura. A continuación, se acelera el lingote de desbastes a la velocidad de entada claramente más elevada del tren de laminación siguiente, se decapa y se alimenta al tren de laminación. En el modo de producción estacionaria con una velocidad de fundición de 5,5 m/minuto, el lingote de desbastes llega al horno de solera de rodillos a una temperatura media de aproximadamente 1080ºC. La temperatura de salida desde el horno de solera de rodillos es aproximadamente 1100ºC. La energía térmica necesaria para el proceso de laminación es cubierta de esta manera casi totalmente a partir de la cantidad de calor, que está contenido en la colada fundida. En el tren de laminación se controlan las pérdidas de calor durante la refrigeración en el tren de laminación y a partir del contacto de laminación, de manera que se ajusta una temperatura de laminación final deseada de 880ºC, por ejemplo. Sigue una refrigeración lenta en el trayecto de refrigeración así como un bobinado siguiente.
Los procedimientos conocidos tienen en común que como temperatura de entrada en el bastidor de laminación de acabado se ajusta una temperatura de los lingotes de desbastes, que es precisamente todavía suficiente para garantizar una laminación en el último bastidor del tren de laminación de acabado.
La invención tiene el cometido de proponer un procedimiento, con el que se pueden producir aceros inoxidables austeníticos ahorrando energía y tiempo.
Este cometido se soluciona a través de un procedimiento con las características de la reivindicación 1. Los desarrollos ventajosos se describen en las reivindicaciones dependientes.
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De acuerdo con la idea básica de la invención, para la producción de banda en caliente o de banda ancha en caliente a partir de aceros inoxidables austeníticos, el tratamiento térmico para la prevención de una susceptibilidad a corrosión se realiza directamente a partir del calor de laminación, es decir, inmediatamente a continuación del proceso de laminación utilizando el hecho de que las temperaturas en la banda son tan altas que no se precipitan todavía carburos de cromo o el hecho de que, a partir de las temperaturas de laminación, solamente hay que superar diferencias de temperatura muy reducidas, para ajustar temperaturas para el paso a solución del cromo. En general, el producto laminado no se recuece ya en solución en una etapa separada de tratamiento térmico, lo que incluye un recocido de temperatura ambiente a temperatura de recocido en solución, sino utilizando el calor de laminación y, por lo tanto, ahorrando el proceso de recocido rico en energía. Por lo tanto, se pueden producir aceros, sin la realización de un tratamiento térmico separado conectado a continuación, que está constituido por tratamiento de recocido en solución y tratamiento de enfriamiento, ahorrando energía y tiempo.
De acuerdo con la invención, esta temperatura de laminación final relativamente alta deseada al final del tren de laminación de acabado se consigue porque se ajusta una temperatura de entrada del producto fundido más alta en comparación con ella en el tren de acabado del tren de laminación, que está por encima de 1150ºC, con preferencia por encima de 1200ºC. Entonces el nivel de temperatura del producto laminado, a pesar de la caída de la temperatura durante el proceso de laminación, está siempre por encima de la temperatura, a la que se pueden precipitar carburos de cromo. Para conseguir tales temperaturas de entrada, se somete el producto fundido a un calentamiento de varias fases, especialmente de dos fases, que comprende una fase de calefacción previa y una fase de calefacción
intensiva.
La temperatura de laminación final del producto laminado se ajusta a temperaturas por encima de 1000ºC, con preferencia por encima de 1050ºC, es decir, a temperaturas, a las que el cromo, que tiende a la precipitación de carburo, de los aceros inoxidables que contienen cromo está en solución. La temperatura de laminación final debe estar en un nivel, en el que no se precipitan todavía carburos de cromo, pero en el que se recristaliza todavía la textura. El concepto de temperatura de laminación final se refiere a la temperatura del producto laminado en el último o en los últimos bastidores del tren de laminación de acabado. A continuación, con preferencia en la conexión inmediata, se enfría el producto laminado a temperaturas inferiores a 600ºC, con preferencia inferiores a 450ºC, de manera que se suprime una precipitación especialmente de carburos de cromo. En general, está disponible un producto tratado en caliente, que, en comparación con un producto, que ha sido sometido a un recocido en solución y a un proceso de enfriamiento separados, presenta la ventaja del ahorro de energía y de tiempo en su producción.
De una manera más ventajosa, en la fase de calefacción previa se ajusta la temperatura del producto laminado a valores entre 1000 y 1150ºC, de manera que ya en la zona de calefacción intensiva que se conecta a continuación, se eleva la temperatura a valores por encima de 1200ºC. De una manera preferida, se realiza la fase de calefacción previa en un horno quemado con gas o petróleo y se realiza la fase de calefacción intensiva siguiente en un horno de inducción o en una zona de calefacción por inducción. Esto presenta la ventaja especial de que la calefacción previa puede tener lugar en un horno de soleta de rodillos, mientras que la etapa de calefacción hasta temperaturas por encima de 1200ºC se desplaza a una zona de calefacción inductiva. De esta manera se previene que el horno de solera de rodillos se cargue demasiado, lo que podría conducir, dado el caso, a su destrucción térmica. En el horno de calefacción previa quemado con gas o petróleo se eleva la temperatura de los lingotes de desbastes a temperaturas entre 1000 y 1150ºC, sin exceder la capacidad de carga de los elementos del horno.
Para evitar repercusiones desfavorables de una capa de decapado primario fuertemente caliente sobre la calidad de la superficie del producto laminado, se decapa la superficie del producto fundido, especialmente la superficie de los lingotes de desbastes antes del ajuste de la temperatura de entrada. A tal fin, entre la fase de calefacción previa y la fase de calefacción intensiva está prevista una instalación de decapado. El ajuste de la temperatura de entrada se realiza entonces en la zona de calefacción intensiva. También se propone realizar un decapado adicional o solamente ya delante del horno de solera de rodillos de la fase de calefacción previa, para proteger los lingotes de desbastes contra marcas no deseadas de decapado y mejorar la transmisión de calor al lingote de desbaste.
Como otra forma de realización para el ajuste de la temperatura de laminación final alta deseada se propone que tenga lugar adicionalmente un calentamiento del producto laminado en la última sección del tren de laminación de acabado.
De esta manera se garantiza que al final del proceso de laminación, se mantengan las temperaturas del producto laminado con seguridad a valores de temperaturas, en los que se desarrollan procesos de recristalización.
Como desarrollo se propone que el producto laminado con la temperatura de laminación final definida sea conducido a través de un trayecto de calefacción -con preferencia inductivo- que se conecta al tren de laminación de acabado, para el mantenimiento siguiente a temperaturas, a las que tienen lugar procesos de recristalización acelerados y solamente a continuación se enfría. Esto presenta la ventaja de que se ponen a disposición tiempos más prolongados para ciclos de recristalización deseados debido a la reducción de la resistencia implicada con ello. Este trayecto de calefacción se puede aplicar cuando se establece que no se ha podido alcanzar la temperatura de laminación final deseada, a pesar de las temperaturas de entrada, por ejemplo debido a un ciclo de laminación desfavorable no deseado.
Otros detalles y ventajas de la invención se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes y a partir de la descripción siguiente, en la que se explican en detalle las formas de realización de la invención representadas en las figuras. En este caso, además de las combinaciones de características indicadas anteriormente, también son esenciales de la invención características individuales o en otras combinaciones. En este caso:
La figura 1 muestra una instalación para la realización del procedimiento propuesto de acuerdo con la primera forma de realización.
La figura 2 muestra una instalación de acuerdo con el estado de la técnica.
La figura 1 muestra una instalación para la producción de chapas o bandas de tipos de aceros aleados con cromo y níquel, que son laminados sin refrigeración a temperatura ambiente y son tratados con calor, de manera que el producto final está disponible ya recocido en solución y enfriado.
Una instalación 1 de este tipo comprende una instalación de colada continua 2, que se representa aquí de forma esquemática con la ayuda de una caldera 3 para la colada de acero, un distribuidor 4 así como una coquilla 5. La colada continua fundida que tiene casi dimensiones finales o bien el producto fundido 6 se corta delante del horno de solera de rodillos o bien delante del horno de calefacción previa 7 con la ayuda de unas tijeras 8 en lingotes de desbastes y éstos entran entonces en el horno 7, para ser calentados aquí a temperaturas entre 1000 y 1150ºC o bien para experimentar una compensación de la temperatura. Los lingotes de desbastes calientes pasan a través de la instalación de decapado 9, para entrar a continuación en una zona de calefacción intensiva por inducción. Aquí se calientan los lingotes de desbastes en un proceso de calefacción rápido corto a temperaturas en un intervalo de 1000 a 1300ºC, con preferencia por encima de 1200ºC. La temperatura ajustada en la zona de calefacción intensiva 10 debe ser suficiente para ajustar las temperaturas de laminación final por encima de 1000ºC. Dado el caso, también un calentamiento a temperaturas en torno a 1000ºC puede ser suficiente si durante el proceso de laminación solamente tiene lugar una pérdida de temperatura muy reducida. El horno de calefacción previa 7 y la zona de calefacción intensiva 10 forman el sistema de ajuste de la temperatura 11. Los medios para la realización del tratamiento térmico son el horno de calefacción previa 7 y la zona de calefacción intensiva 10 así como el trayecto de refrigeración para la refrigeración rápida.
Después de pasar por la zona de calefacción intensiva 10, se decapan de nuevo los lingotes de desbastes calientes (segunda instalación de decapado 12) y se introducen en el tren de laminación de acabado 13, que está constituido por seis bastidores 13aa-f. Las temperaturas de entrada están en el intervalo de temperatura de 1050 a 1250ºC, con preferencia a temperaturas por encima de 1200º. De la misma manera se pueden ajustar temperaturas de 1050ºC, si la pérdida de temperatura en el tren de laminación es reducida y se consiguen las temperaturas de laminación de acabado deseada. Delante de la segunda instalación de decapado 12 están previstas unas tijeras de emergencia 14 para casos de emergencia.
Durante el proceso de laminación, las temperaturas de los lingotes de desbastes se reducen a través de radiación y refrigeración, pero no descienden hasta el final del tren de laminación 13ª temperaturas por debajo de 1000 a 1100ºC, de manera que el cromo permanece siempre en solución y no se pueden precipitar carburos de cromo sobre los límites de los granos de la textura. A continuación, el producto laminado 15 entra en la instalación para la refrigeración 16 o bien en un trayecto de refrigeración, cuyos parámetros de refrigeración están ajustados de tal forma que el producto laminado es refrigerado rápidamente a temperaturas en un intervalo de 400-650ºC, con preferencia inferiores a 600ºC. Para mantener los átomos de cromo disueltos en solución forzada. En el trayecto de refrigeración mostrado aquí se trata de vigas de refrigeración 17 con refrigeración por agua, pero de la misma manera son concebibles otros tipos de refrigeración. A continuación se bobina la banda laminada de esta manera y ya tratada en caliente y, por lo tanto, resistente a la corrosión en una instalación bobinadora 18.
La figura 2 representa para comparación una instalación para la laminación a partir del calor de fundición de acuerdo con el estado de la técnica, en la que la banda debe ser sometida en un proceso separado a un recocido en solución. Las partes de la instalación correspondientes a la figura 1 están provistas con signos de referencia correspondientes. Además, se mencionan temperaturas habituales de los lingotes de desbastes o bien de la banda, que predominan o bien se ajustan en partes individuales de la instalación. En una instalación de este tipo, se corta el producto fundido 106 y luego se conduce a un horno de compensación 107, para ser laminado a continuación. No se representa el recocido en solución que tiene lugar en una parte separada de la instalación con horno de recocido con el proceso de enfriamiento siguiente.
La invención se refiere especialmente a aceros inoxidables austeníticos, es decir, aceros con un porcentaje en masa de al menos 105% de Cr y como máximo 1,2% de C. La invención se refiere especialmente a aceros inoxidables, en los que debe impedirse una corrosión intercristalina a través de empobrecimiento de cromo en el caso de precipitación de carburos de cromo. Con la ayuda del procedimiento propuesto se consigue que los aceros inoxidables nobles estén presentes, ya después de pasar por una instalación de función y de laminación en línea, en el estado recocido en solución y, por lo tanto, resistentes a la corrosión. Esto ahorra energía y tiempo y, por lo tanto, costes. Se acorta la cadena del proceso para la producción de aceros inoxidables resistentes a la corrosión.

Claims (10)

1. Procedimiento para la producción de banda en caliente de aceros inoxidables austeníticos, en el que en una primera etapa se somete un producto fundido (6) a un proceso de laminación en un tren de laminación con un tren de laminación de acabado y en una segunda etapa se realiza un tratamiento en caliente para prevenir una susceptibilidad de corrosión, especialmente con respecto a una corrosión intercristalina en virtud de precipitaciones de carburo de cromo, caracterizado porque para el ajuste de la temperatura de laminación final (T_{we}) por encima de 1000ºC, con preferencia por encima de 1050ºC, se ajusta una temperatura de entrada (T_{ein}) del producto fundido en el tren de laminación de acabado por encima de 1150ºC, con preferencia por encima de 1.200ºC, a través de un calentamiento de varias fases, especialmente de dos fases, que comprende una fase de calefacción previa y una fase de calefacción intensiva y se realiza el tratamiento térmico directamente a partir del calor de laminación.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de laminación final (T_{we}) del producto laminado (15) se ajusta a valores, en los que se realiza todavía una recristalización dinámica completa del acero, y porque el producto laminado (15) es enfriado, después de la última pasada en el tren de laminación de acabado desde la temperatura de laminación final (T_{we}) a una temperatura (Ta), de tal manera que se suprime la precipitación del carburo de cromo.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la temperatura de laminación final (T_{we}) del producto laminado se ajusta a temperaturas por encima de 1000ºC, con preferencia por encima de 1050ºC, y porque a continuación se enfría el producto laminado a temperaturas (T_{a}) inferiores a 600ºC, con preferencia inferiores a 450ºC, dentro de 20 segundos.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en la etapa de calefacción previa se ajusta la temperatura del producto fundido a valores entre 1000 y 1150ºC y porque en la zona de calefacción intensiva siguiente se eleva la temperatura a valores por encima de 1200ºC.
5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la fase de calefacción previa se realiza en un horno (7) quemado con gas o petróleo y la fase de calefacción intensiva siguiente se realiza en una zona de calefacción por inducción (10).
6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque entre la fase de calefacción previa y la fase de calefacción intensiva se realiza un decapado.
7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el calentamiento adicional del producto laminado en la última sección del tren de laminación de acabado (13) tiene lugar con preferencia por inducción, de manera que durante el proceso de laminación se mantiene la temperatura en el intervalo de la recristalización dinámica.
8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el producto laminado es conducido con la temperatura de laminación final (Twe) definida a través de una zona de calefacción a continuación del tren de laminación, para el mantenimiento siguiente a temperaturas, a las que tiene lugar la recristalización completa del producto laminado, y solamente a continuación se enfría.
9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el tratamiento térmico para la prevención de una susceptibilidad de corrosión se realiza directamente a partir del calor de laminación que procede del calor de función en un producto fundido (6) que tiene casi dimensiones finales.
10. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el tratamiento térmico para la prevención de una susceptibilidad de corrosión se realiza directamente utilizando el calor de laminación sobre un producto laminado que ha sido continuamente fundido y laminado en un tren de laminación de banda ancha en caliente.
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