ES2856229T3 - Instalación y procedimiento de decapado y revestimiento metálico de una banda metálica - Google Patents
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Abstract
Instalación de decapado y revestimiento metálico de una banda metálica en desplazamiento continuo, que comprende sucesivamente según el desplazamiento al menos una unidad (2) de decapado, un horno (4), una unidad (5) de revestimiento metálico, y para la cual la banda metálica entrante en la unidad de decapado es por defecto un producto laminado en caliente, - un laminador de alargamiento/reducción limitada de espesor de banda que está dispuesto entre la unidad de decapado y el horno y presenta un factor de reducción de espesor de 0,1% a al menos 30%; caracterizado porque: - el horno impone a la banda un ciclo térmico que permite dominar una restauración de estructura de banda e impone, a la salida del horno, una puesta a temperatura de banda requerido a la entrada de la unidad de revestimiento metálico; - comprendiendo una sección del horno medios de calentamiento de la banda que aseguran un mantenimiento de temperatura de banda bajo una temperatura umbral de recristalización al menos parcial de la banda bajo un nivel de temperatura entre 300 °C y 700 °C durante menos de dos minutos.
Description
DESCRIPCIÓN
Instalación y procedimiento de decapado y revestimiento metálico de una banda metálica
La presente invención se refiere a una instalación de decapado y revestimiento metálico de una banda metálica según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un procedimiento asociado según el preámbulo de la reivindicación 12.
Actualmente, las líneas de laminación de acero en caliente permiten proporcionar bandas metálicas de un espesor generalmente superior a aproximadamente 1,2 mm. Estas líneas requieren, de manera clásica, la asociación de una colada continua que entregue productos con un espesor cercano de 200 a 250 mm, lo que exige el uso de un conjunto de cajas de laminadores en caliente para obtener una fuerte reducción de espesor, en particular cuando se desea alcanzar espesores mínimos de aproximadamente 1 mm. El balance energético y el dimensionamiento de tales instalaciones para alcanzar este resultado son relativamente complicados. Recientemente, nuevos procedimientos de colada continua de metal caliente del tipo denominado ESP («Endless Strip Production») permiten obtener, hasta ahora, con la ayuda de un conjunto más reducido de cajas de laminador en caliente, bandas metálicas en acero de un espesor mínimo de aproximadamente 0,7 mm. Es muy probable que, en los próximos años o décadas, espesores menores, por ejemplo, de aproximadamente 0,5 mm, sean tecnológicamente alcanzados por tales procedimientos según el ejemplo del tipo ESP. También cabe señalar que tales procedimientos también permiten una producción continua de bandas metálicas y, por lo tanto, son muy eficaces en términos de productividad. Además, su balance energético para transformar el producto desde la colada continua hasta el final de la laminación de fino espesor es reducido con respecto a los procedimientos anteriores. En general, los productores de tales bandas disponen, por lo tanto, de al menos una línea de colada continua, acoplada a un conjunto de cajas de laminación en caliente y a la salida de un sistema de bobinadoras de bandas. Por tanto, estas bandas son entregadas en bobinas denominadas «en caliente» con una superficie oxidada, es decir, en forma de bobinas de bandas no decapadas.
Por lo tanto, si una operación de revestimiento metálico tal como una galvanización de la banda «en caliente» debe estar acoplada, las bandas obtenidas por los procedimientos «en caliente» descritos más abajo deberían estar aún decapadas, y finalmente galvanizadas. El espesor de salida de sus bandas producidas sería entonces al menos en general superior a 1,2 mm con las rutas de elaboración en caliente convencionales. Además, para obtener bandas metálicas revestidas, por ejemplo, galvanizadas de más bajo espesor y también con buenas propiedades de embutición, es necesario laminar en frío estas bandas bajo fuerte reducción de espesor. Por tanto, la laminación en frío induce a un endurecimiento del acero, con respecto a un bajo nivel original del dicho endurecimiento, sin embargo, ofrece la ventaja de participar en la obtención de buenas propiedades finales de embutición, pero obliga, después de la operación de laminación, a recocer la banda metálica laminada, antes de la galvanización, con el fin de permitir obtener, en particular, las buenas propiedades de embutición final. Un ejemplo de línea de galvanización para bandas entrantes laminadas en frío, recocidas y luego galvanizadas es descrito por el documento US4436292A.
A partir de un procedimiento en caliente de producción de bandas de bajo espesor (algunas décimas de mm, por ejemplo 0,7 mm), tal como el procedimiento de tipo ESP, estos espesores bajos de bandas producidas «en caliente» unen progresivamente un intervalo de espesor significativo producido a través de la laminación en frío descrita anteriormente.
Un procedimiento para decapar y galvanizar en continuo productos de desplazamiento (o bobinas) y no decapados, obtenidos de un procedimiento en caliente ha sido descrito en el 2001 en el documento US6761936B1 o el documento WO2000/03816A1 para bandas entrantes de espesor mínimo de aproximadamente 1,2 mm. Principalmente, este procedimiento ofrece un modo de realización en forma de una instalación de decapado y revestimiento por galvanización mediante el procedimiento de inmersión en un baño de aleación líquido, de una banda metálica en desplazamiento continuo, que comprende sucesivamente según el desplazamiento, al menos una unidad de decapado (que incluye en su salida un aclarado y secado), un horno de puesta a temperatura de la banda decapada con la temperatura requerida a la entrada de un baño líquido de zinc para una etapa final de galvanización. La constante demanda del mercado para reducir los costes de producción y para mejorar la calidad, conduce a reducir en particular: las dimensiones y cantidad de equipos de producción, los recursos de los equipos de explotación y consumos energéticos, así como los tiempos de los procedimientos. Galvanizar productos en caliente de espesor a la entrada relativamente fino cercano a 0,5mm, pero también superior con un producto a la salida que posee buenas propiedades de embutición, va completamente en el sentido de la demanda de los productores de acero y sus clientes. El procedimiento así descrito por el documento US6761936B1 no asegura de manera definitiva tal desafío. Finalmente, incluso si los productos en caliente del presente y del futuro presentarán espesores de, por ejemplo, 0,7 mm o menos a la entrada de una instalación de decapado y galvanización tal como se describe en el documento US6761936B1: el espesor de entrada y de salida del cuerpo de banda permanecerá prácticamente sin cambios. Además, la calidad del revestimiento de galvanización, como por ejemplo el procedimiento de inmersión en un baño en caliente y centrifugado según el documento US6761936B1, no será optimizado en términos de rugosidad de superficie y de planitud de la banda. Finalmente, la banda a la salida ciertamente no tendrá buenas propiedades de embutición. Por tanto, esta instalación tiene la desventaja, a causa de la falta de la operación de laminación en frío, de no poder entregar productos galvanizados de espesor reducido (por ejemplo, en un rango de 0,5 mm a 5 mm), manteniendo al mismo tiempo las propiedades de resistencia mecánica del producto que sale sustancialmente equivalente al producto que entra.
Con el objetivo de reducir el espesor de los productos decapados y galvanizados (obtenidos antes de un producto en caliente no decapado) al mismo tiempo que se libera de una laminación en frío y luego de un recocido, las especificaciones de patentes relacionadas US8163348B2 o EP1861517B1 presentan una solución que, a partir de la instalación descrita en el documento US6761936B1, prevé disponer de una unidad de laminación en frío (que impone una reducción de espesor de 6.5 a 10 %) después de la unidad de galvanización, es decir, mediante laminación en frío del producto galvanizado (= revestido). La banda metálica sometida a una operación de reducción de espesor por laminación en frío, quedando aún limitada la dicha reducción al 10 % y no siendo seguida la laminación por un recocido posterior, la reducción no es apropiada para permitir obtener calidades óptimas de banda galvanizada porque: por un lado, la resistencia de la capa revestida corre el riesgo de ser sustancialmente degradada por los efectos de las fuerzas y alargamientos diferenciales de la laminación entre el sustrato y la capa añadida; por otro lado, las propiedades de embutición de banda corren el riesgo de ser escasas a causa de una ausencia de recocido posterior, en particular para tasas elevadas de reducción de espesor.
Por lo tanto, un objetivo de la presente invención es proponer una solución para ampliar una gama de espesores de productos que salen de un procedimiento de revestimiento metálico continuo, alimentado por defecto por una banda de acero no decapada en desplazamiento, obtenidos de bobinas elaboradas por un procedimiento en caliente. La solución propuesta también debe asegurar que la banda a la entrada de la unidad de revestimiento posea una tasa mínima de endurecimiento, incluso si se efectúa una reducción de espesor de banda para ampliar la dicha gama. Finalmente, esta solución debe permitir liberarse de una etapa de reducción de espesor elevado por laminación en frío que implica una etapa de recocido de la banda (recristalización), permitiendo al mismo tiempo conservar buenas calidades de embutición del producto final.
Además, la presente invención debe permitir asegurar un procedimiento combinado continuo de etapas que conjugan el decapado, la reducción de espesor, el mejoramiento de rugosidad y planitud, el mantenimiento de las propiedades óptimas del material después de la reducción de espesor, y el depósito del revestimiento metálico. El revestimiento metálico es principalmente una galvanización en la banda, como por ejemplo mediante un procedimiento de inmersión en caliente en un baño de metal líquido que comprende varios tipos de aleaciones metálicas para una protección galvánica del acero, seguido de tratamientos asociados para asegurar la calidad del mercado de los productos revestidos. También es posible prever cualquier otro procedimiento de revestimiento metálico, tal como una galvanización en un baño electrolítico apropiado.
Por tanto, una solución en forma de instalación es propuesta a través de las características de la reivindicación 1. Finalmente, también se propone un procedimiento asociado a través de las características de la reivindicación 13.
A partir de una instalación de decapado y revestimiento metálico, tal como una galvanización de una banda metálica en desplazamiento continuo, que comprende sucesivamente según el desplazamiento al menos una unidad de decapado, un horno, una unidad de revestimiento (como un baño de metal líquido como agente de revestimiento o un baño electrolítico), y para la cual la banda metálica entrante en la unidad de decapado es por defecto un producto laminado en caliente,
La instalación según la invención se caracteriza porque:
- un laminador de alargamiento/reducción limitada de espesor de banda es dispuesto entre la unidad de decapado y el horno;
- el horno impone a la banda un ciclo térmico que permite dominar una restauración de estructura de banda (es decir, libre de recristalización de banda) e impone a la salida del horno una puesta a temperatura de banda requerida a la entrada de la unidad de revestimiento metálico (por medios adecuados de calentamiento o enfriamiento).
Por tanto, se asegura a través de una asociación de procedimientos continuos de reducción limitada y, después, del control de temperatura, la producción de un producto (banda) galvanizado para la cual el producto que entra en la instalación puede ser una serie de bobinas metálicas no decapadas obtenidas de un procedimiento de elaboración en caliente que puede tener un espesor superior a la entrada con respecto al espesor final después del revestimiento. El acoplamiento de estos procedimientos permite así mantener o mejorar las propiedades de la banda entrante, teniendo en cuenta que, incluso si una reducción es débilmente aplicada por el laminador de alargamiento/reducción limitada, el horno impone un intervalo de temperatura a la banda bajo un modo de restauración, sin necesidad de imponer un modo de recristalización, o incluso de crecimiento de granos metálico, tal como una fase de recocido lo requiere después de una laminación en frío.
En efecto, contrario a una laminación en frío convencional (fuerte reducción de espesor) que exige un recocido (mediante al menos una recristalización) a muy alta temperatura (por ejemplo, 750 °C o más), el horno bajo atmósfera generalmente no oxidante, según la invención, impone una restauración única de banda bajo un nivel de temperaturas más bajas (entre 300 °C y 700 °C durante menos de dos minutos) después de que la banda haya sufrido una baja reducción de espesor en el laminador de alargamiento/reducción limitada. Por tanto, la instalación permite ventajosamente un equilibrio entre los efectos de reducción (limitada) de espesor en una gama más amplia y la garantía de un posible dominio de restauración de banda con el fin de garantizar altas calidades de embutición de banda saliente (efecto de endurecimiento minimizado por restauración). Finalmente, la reducción limitada por el
laminador de alargamiento/reducción limitada permite asegurar una rugosidad y una planitud adecuada para una mejor humectabilidad requerida para el revestimiento posterior y un mejor centrifugado posterior. Una unidad de limpieza instalada posterior del skin pass (laminación de endurecimiento en superficie) permitirá además evacuar posibles emulsiones/detergentes u otros productos alcalinos, así como polvos (fino de hierro) y otros desechos metálicos posiblemente generados por la acción del laminador de alargamiento/reducción limitada, esto con el fin de mejorar la calidad del revestimiento.
Teniendo en cuenta que una reducción del producto que entra en la instalación según la invención es realizable, por tanto, es posible producir bandas que salen más delgadas y, por lo tanto, aumentar las capacidades de producción y la gama de espesor (minimizado) en una línea continua, combinada de decapado y revestimiento metálico, por ejemplo, mediante galvanización. La calidad de embutición de banda saliente también es mejorada. Por ejemplo, para algunos productos, en particular de un espesor de entrada relativamente bajo, particularmente entre 0,5 mm a al menos 5 mm de espesor, el laminador de alargamiento/reducción limitada solo realiza un bajo alargamiento (o reducción de espesor) y sin embargo permite obtener una banda galvanizada que dispone en particular de excelentes propiedades de embutición.
Al mismo tiempo en asociación con la instalación según la invención propuesta anteriormente, así como con todos los aspectos y modos de realización relacionados en este documento, la invención propone un procedimiento de decapado y revestimiento metálico de una banda metálica en desplazamiento continuo, que comprende sucesivamente según el desplazamiento al menos una etapa (2) de decapado, una etapa (4) de tratamiento térmico en control de temperatura de banda, una etapa (5) de revestimiento tal como una galvanización (como por una inmersión en un baño de metal líquido o en un baño electrolítico), y para la cual la banda metálica antes de la etapa de decapado es por defecto un producto laminado en caliente,
estando el dicho procedimiento caracterizado porque:
- una etapa de reducción limitada de espesor, modificación de rugosidad y planitud de banda es activable entre la etapa de decapado y la etapa de control de temperatura de banda;
- en caso de etapa activada de reducción limitada de espesor, modificación de rugosidad y planitud, la etapa de control de temperatura de banda impone a la banda un ciclo térmico que permite dominar una restauración de estructura de banda libre de recristalización de banda e impone a la banda una puesta bajo temperatura de salida de banda requerida a la entrada en la unidad de revestimiento metálico.
Una etapa de revestimiento posterior también es prevista para posibles operaciones simples o conjugadas a través de un skin pass (laminación de endurecimiento en superficie) complementario y de una aplanadora bajo tracción, estando la dicha operación seguida de una etapa de revestimiento complementaria (tal como una etapa de pasivación).
Un conjunto de subreivindicaciones también presenta ventajas de la invención.
Se proporcionan ejemplos de realización y aplicación con la ayuda de las figuras descritas:
Figura 1 Ejemplo de modo de realización de una instalación según la invención,
Figura 2 Principio de restauración de banda en el horno de la instalación según la invención,
Figura 3 Configuración de control de la etapa de restauración.
La Figura 1 presenta un ejemplo de modo de realización de una instalación según la invención. Se trata principalmente, de una instalación de decapado y revestimiento metálico de una banda metálica en desplazamiento continuo, que comprende sucesivamente según el desplazamiento al menos una unidad (2) de decapado, un horno (4), una unidad (5) de revestimiento metálico (por inmersión en caliente en un baño de metal líquido u otro baño de tipo electrolítico), y para la cual la banda metálica entrante en la unidad de decapado es por defecto un producto laminado en caliente,
caracterizada la instalación porque
- un laminador de alargamiento/reducción limitada de espesor de banda, denominado laminador (3) de alargamiento/reducción limitada, está dispuesto entre la unidad de decapado y el horno;
- el horno dispone de medios térmicos capaces de imponer a la banda un ciclo térmico que permita al menos dominar una restauración de estructura de banda libre de recristalización de banda y de imponer a la salida del horno una puesta a temperatura de banda requerida a la entrada de la unidad de revestimiento metálico.
El ciclo térmico tiene por efecto permitir:
- Un calentamiento de banda hasta un rango de restauración bajo una gama controlable de temperatura lo más amplia posible de 300-700 °C
- Un mantenimiento durante un período mínimo de restauración de banda (que depende de la temperatura anterior y las condiciones de reducción de espesor, así como de la química requerida por las propiedades metalúrgicas del grado de la banda)
- Un ajuste final de la temperatura mediante calentamiento o enfriamiento al final del ciclo para alcanzar la temperatura requerida para el revestimiento.
Antes de la unidad (2) de decapado, una sección (1) de entrada permite la introducción de la banda en la dicha unidad a través de dos desbobinadoras (1a, 1b) que desenrollan sucesivamente las bobinas hacia una cizalla de bandas y un soldador (11) con el fin de soldar cabezas y colas de dos bandas sucesivas, así como un acumulador (no representado) para adecuar la velocidad de desplazamiento de banda durante una soldadura, y luego para la introducción de las bandas soldadas en la unidad (2) de decapado. Un medio de desoxidación («Rompedor de óxido») es también dispuesto antes de la entrada de banda en la unidad (2) de decapado.
La unidad (2) de decapado puede comprender baños ácidos sucesivamente yuxtapuestos, así como medios de aclarado y secado. Alternativamente, se puede comprender un sistema de proyección en el producto de un compuesto decapante tal como a través de un material sólido abrasivo y, si es necesario, un líquido. El material sólido abrasivo comprende, por ejemplo, partículas y/o granos solidos, y el líquido, si es necesario, comprende al menos agua. Finalmente, para recordar, la banda metálica entrante en la unidad de decapado es por defecto un producto laminado en caliente, que presenta un espesor mínimo de algunas décimas de milímetro. Alternativamente, la banda metálica antes de la unidad de decapado también podría ser un producto laminado en frío que reemplaza el producto laminado en caliente, en aquel caso la banda no es decapada en la unidad de decapado (o desviada de la unidad decapado hacia el laminador de alargamiento/reducción limitada) y el horno prevé medios adicionales de calentamiento y enfriamiento para asegurar un recocido de banda. Sin embargo, esta alternativa no se describe más en el marco de la invención, porque incluso si presenta una flexibilidad de conmutación entre bandas «en caliente» o «en frío» para revertir en superficie, por ejemplo, para galvanizarlas, se requiere ya sea que el horno permita de nuevo un recocido, o ya sea que se acepte conservar valores elevados de dureza debido al endurecimiento por laminación en frío.
La instalación según la invención prevé que el laminador (3) de alargamiento/reducción limitada dispuesto a la salida de la unidad (2) de decapado permita un factor de reducción de espesor de 0,1 % hasta al menos 30 %. La salida del laminador de alargamiento/reducción limitada está acoplada a una unidad (31) de limpieza de la banda que comprende al menos uno de los medios de limpieza entre un desengrasado (si la tasa de reducción es superior a aproximadamente el 10 % lo cual requeriría la utilización de emulsión de tipo aceite-agua durante la laminación en el laminador de alargamiento/reducción limitada), un cepillado, un riego, un centrifugado, un secado. Finalmente, el laminador de alargamiento/reducción limitada utiliza cilindros de trabajo de rugosidad definida adaptados al grado de rugosidad deseado en la banda después de las operaciones de los cilindros, con el fin de asegurar al máximo la adherencia del revestimiento posterior en la banda. El tipo de laminador de alargamiento/reducción limitada instalado puede ser de una sola caja o incluso comprender dos cajas yuxtapuestas.
Por tanto, a la salida de la unidad de limpieza, la banda entra en el horno (4) que comprende sucesivamente al menos uno de los medios de calentamiento entre los inductores u otros medios de calentamiento, los tubos radiantes u otros medios de mantenimiento de temperatura, al menos una zona adicional de medios de calentamiento rápido y/o enfriamiento rápido. Estos medios de calentamiento pueden presentar diversas dinámicas de calentamiento o enfriamiento de la banda con base en las exigencias del tratamiento térmico según la invención. El horno es idealmente puesto bajo atmósfera no oxidante. Con el fin de asegurar la restauración de banda, una sección del horno comprende medios de calentamiento de la banda que aseguran un mantenimiento de temperatura de banda bajo una temperatura umbral de recristalización al menos parcial de la banda, bajo un nivel controlable de temperatura entre 300 °C y 700 °C durante menos de dos minutos.
Si el nivel de temperatura de restauración es inferior a la temperatura requerida a la entrada de la unidad de revestimiento, el horno finalmente puede elevar la temperatura de salida de banda requerida antes de entrar en la unidad de revestimiento metálico por inmersión en caliente alrededor de 500 °C para una galvanización convencional, luego la hace volver a bajar por debajo de este valor, idealmente a 465 °C para un baño líquido de galvanización (esta temperatura puede variar sustancialmente dependiendo del tipo de aleación utilizado) o a una temperatura cercana a la temperatura ambiente para un baño electrolítico. Por lo tanto, el horno posee medios de calentamiento y enfriamiento distribuidos según una disposición de modo se aseguren varios (gama o ciclo de) niveles y conducción de temperatura de restauración de banda (según sus propiedades y grado de acero) y un ajuste a la temperatura requerida a la entrada de la unidad (5) de revestimiento.
La banda se desplaza entonces en la unidad (5) de revestimiento, tal como por inmersión en caliente en un baño de metal líquido caliente como agente de revestimiento. Los medios de centrifugado, calentamiento, enfriamiento, inmersión en bandeja de agua están dispuestos después del baño metálico, luego la banda se conduce hacia un segundo acumulador denominado intermedio, con el fin de ajustar la velocidad de desplazamiento hacia una sección (6) de acabado que puede comprender sucesivamente un segundo skin pass (laminación de endurecimiento en superficie), una planitud bajo tensión, medios de control de las propiedades de la banda galvanizada (por medición de espesor/inspección de superficie/etc.), un segundo medio opcional de revestimiento (7) final de pasivación en superficie con un módulo de secado.
Finalmente, la banda que sale de las secciones (6) de acabado y de revestimiento (7) final entra en una sección (8) de salida que comprende un conjunto (81) de módulos tal como un acumulador de salida, una cizalla opcional de bordes de bandas, medios finales de inspección de superficie, un módulo opcional de lubricación, una cizalla de bandas que permite el corte transversal de bandas con el fin de dividir y dirigir la banda en al menos una bobinadora e idealmente dos bobinadoras (8a, 8b).
Este ejemplo de modo de realización de la instalación según la invención permite así la implementación de un procedimiento ventajoso de decapado y revestimiento metálico de una banda metálica en desplazamiento continuo, que comprende sucesivamente según el desplazamiento al menos una etapa (2) de decapado, una etapa (4) de control de temperatura de banda, una etapa (5) de revestimiento metálico, y para la cual la banda metálica antes de la etapa de decapado es por defecto un producto laminado en caliente,
estando el dicho procedimiento caracterizado porque:
- una etapa de reducción de espesor de la banda, de modificación de rugosidad y planitud de banda es activable entre la etapa de decapado y la etapa de control de temperatura de banda;
- en caso de etapa activada de reducción de espesor, de modificación de rugosidad y planitud de banda, la etapa de control de temperatura de banda impone a la banda un ciclo térmico que permite dominar una restauración de estructura de banda libre de recristalización de banda e impone a la banda una puesta a temperatura de salida de banda requerida a la entrada en la unidad de revestimiento metálico.
La Figura 2 ilustra de la forma más sencilla posible el principio pretendido de restauración de banda en el horno (4) de la instalación según la invención tal como se describe en la Figura 1. En la ordenada del gráfico, la dureza (D) de la banda (el aumento de dureza se define como el endurecimiento) es determinada con base en la temperatura T (°C) en la abscisa. Suponiendo que la banda obtenida por un procedimiento «en caliente» y luego decapada que llega a la entrada del laminador (3) de alargamiento/reducción limitada presenta un estado de endurecimiento inicial (Ei) de dureza, el laminador de alargamiento/reducción limitada le impone un fraguado mediante endurecimiento y le confiere un nuevo estado de endurecimiento (Ee) con mayor dureza a la salida del laminador (3) de alargamiento/reducción limitada. El objetivo de la presente invención es entonces poder reducir la dureza de la banda saliente del laminador de alargamiento/reducción limitada mediante una disposición de calentamiento/enfriamiento del horno (4) que permita someter a la banda a un ciclo térmico en un intervalo y bajo al menos un nivel de temperatura comprendido en la parte rayada (REST) de la Figura 2 que representa un posible campo de temperatura de restauración de banda. Por tanto, la curva representada muestra simplemente que la elevación de temperatura desde el estado endurecido (Ee) en el campo de restauración devuelve la banda a su estado cercano del estado endurecido inicial (Ei), pero sin tener que elevar la temperatura por encima de las comprendidas en el denominado campo (REST), es decir sin haber tenido que subir hasta temperaturas más elevadas que impliquen una recristalización denominada comúnmente recocido (representada por la parte de sombreado cruzado RECr ) de banda, o incluso un crecimiento de grano (como lo exigiría el recocido seguido a una laminación en frío dedicada a una reducción significativa de espesor). De esta manera, se asegura que la banda que sale del horno entonces revestida conservará muy buenas propiedades, en particular de embutición.
La Figura 3 presenta un gráfico de temperatura T (°C) con base en el tiempo t(s) para tres posibles configuraciones de control de la etapa de restauración contemplada en la Figura 2, por ejemplo, para tres grados o tres condiciones de reducción de bandas a la entrada del horno (4). Al menos una sección del horno (4) asegura que cada uno de los posibles ajustes de control de la etapa de restauración prevea un ciclo térmico bajo la forma de calentamiento de banda, luego de un nivel de temperatura aquí a una de las tres temperaturas requeridas en restauración, respectivamente (Trest1, Trest2, Trest3), luego, a la salida del horno, una puesta a temperatura (por ejemplo, T = 465 °C para una inmersión en caliente en un baño de galvanización convencional) de banda requerida a la entrada (Bath) de la unidad de revestimiento metálico. Por tanto, un recorrido de reglaje térmico del horno es controlado para optimizar un ciclo de temperatura aplicado a la banda de desplazamiento en al menos un recinto del horno, con el objetivo de realizar una fase de restauración del material de la banda, con base en las condiciones externas e intrínsecas de la dicha banda, luego para la puesta bajo temperatura de la banda al final de la restauración, particularmente con el fin de minimizar el periodo de calentamiento/enfriamiento activo (solicitud de energía minimizada) para la puesta en restauración de la banda. Cabe señalar que el final del período de restauración (Dt_Rest) puede extenderse más allá de la etapa de puesta a temperatura de la banda hacia el baño, es decir, fuera del horno, por lo tanto, potencial y ventajosamente sin aporte energético activo del horno.
Finalmente, cabe señalar que el procedimiento de decapado y revestimiento metálico de una banda metálica en desplazamiento continuo según la invención puede prever que la etapa del ciclo térmico inicialmente dedicada para un dominio de una restauración única de banda sea extendida en el sentido de que al menos una recristalización parcial de banda, o incluso un crecimiento de grano, sea alcanzado. En efecto, la etapa del ciclo térmico inicialmente dedicada para un dominio de una restauración única de banda puede ser extendido a una etapa de tratamiento térmico tal como un recocido que requiere un horno provisto con las potencias térmicas de calentamiento y enfriamiento adecuados. Un recocido es en general constituido por al menos una primera etapa de restauración, luego una etapa de recristalización parcial o total y finalmente, de manera opcional, una etapa de crecimiento de grano. Esto es particularmente adecuado con una tasa relativamente elevada de reducción del laminador antes del horno, por
ejemplo, por encima del 5% o incluso hasta al menos el 40%. En efecto, incluso si las propiedades de embutición son buenas para una banda en caliente decapada y luego laminada y calentada bajo una fase «esencialmente» restauradora, es posible que una frontera en términos de temperatura para el ciclo térmico óptimo deseado sea dispuesta entre una fase de restauración, y una fase de recristalización, incluso primaria, hasta incluso una fase de crecimiento de grano. En otras palabras, siempre es posible que una parte del material en la banda sea «restaurada» y que, bajo un intervalo de tiempo determinado, esta parte soporte un inicio de recristalización, en el momento en que la restauración se continúe en otra parte del material de banda aún no terminado para la etapa de restauración. El mismo tipo de frontera se puede observar entre las fases de recristalización y crecimiento de grano. Estos efectos térmicos están bien descritos en el caso de un recocido (comprendiendo al menos una restauración y una recristalización parcial o total, o incluso también un crecimiento de grano de banda) para una laminación en frío en el documento «Traitements thermiques des alliages ferreux», páginas 68-71, extracto «les precis AFNOR/NATHAN -METALLURGIE (elaboration, structures-proprietés, normalisation), edición 2005, ISBN AFNOR: 978-2-12-260131-0.
La variación de la velocidad de restauración también depende de la termodinámica del procedimiento dependiente:
• de la tasa de endurecimiento producida por la operación de laminación efectuada por encima del horno. Teniendo en cuenta que, cuanto mayor sea la tasa de reducción de espesor de la laminación, mayor será la reducción de espesor por laminación inducida de defectos de discontinuidad en la organización de la estructura cristalina del material de la banda tratada, correspondiente a una acumulación de energía más o menos fuerte en el material estructural de la banda tratada. Esta energía se libera durante el recocido y en particular durante la restauración; cabe señalar que la dinámica de esta modificación de la estructura cristalina depende de la tasa de endurecimiento generada por la laminación;
• De la temperatura del horno;
• De la duración de la puesta bajo temperatura;
Siguiendo a estos últimos aspectos de recocido potencial, la invención prevé que la instalación según la invención pueda así presentar al menos una sección del horno que comprenda medios de calentamiento (y/o enfriamiento) de la banda asegurando un control de temperatura de banda por encima de una temperatura mínima de recristalización al menos parcial en el material estructural de la banda tratada, idealmente por encima de 500 °C durante menos de dos minutos, el laminador presenta una tasa de reducción elevada superior a 5%.
De manera análoga, la instalación según la invención puede así presentar una sección del horno que comprende al menos medios de calentamiento (y/o enfriamiento) de la banda asegurando un control de temperatura de banda por encima de una temperatura mínima de recristalización al menos parcial de la banda y/o hasta un crecimiento de granos, idealmente por encima de 500 °C durante menos de dos minutos, presentando el laminador una tasa de reducción elevada superior a 5%.
A título informativo, los valores de temperaturas de recristalización se encuentran generalmente entre 500 °C y 850 °C, y los valores asociados de temperaturas de crecimiento de granos son más elevados pudiendo alcanzar y sobrepasar los 900 °C.
Cabe señalar que según los medios de calentamiento (y/o enfriamiento) recomendados con fines de permitir el control de la temperatura, tal como el dominio de al menos un ciclo térmico (restauración luego, si es necesario, recristalización, crecimiento de grano), los elementos radiantes (como tubos) y/o los inductores están dispuestos en el horno. La utilización de inductores es generalmente más costosa que la utilización de elementos radiantes, en particular en términos de consumo de energía. Por tanto, en el caso donde los elementos radiantes estén dispuestos en el horno, cabe señalar que el laminador a la salida de la unidad de decapado permite, en particular, modificar (amplificar) la rugosidad de superficie de la banda laminada, es decir que la rugosidad de superficie cambia el coeficiente de emisividad de la banda, es decir, que una banda en el estado de superficie poco rugosa vuelve a enviar más fácilmente radiaciones de calor emitidas por los transmisores de calor radiante, mientras que por el contrario, si la superficie es rugosa, la banda absorberá mejor el calor irradiado. De este modo, el laminador antes del horno permite así optimizar o incluso reducir el ciclo térmico deseado para la invención.
Claims (13)
1. Instalación de decapado y revestimiento metálico de una banda metálica en desplazamiento continuo, que comprende sucesivamente según el desplazamiento al menos una unidad (2) de decapado, un horno (4), una unidad (5) de revestimiento metálico, y para la cual la banda metálica entrante en la unidad de decapado es por defecto un producto laminado en caliente,
- un laminador de alargamiento/reducción limitada de espesor de banda que está dispuesto entre la unidad de decapado y el horno y presenta un factor de reducción de espesor de 0,1% a al menos 30%;
caracterizado porque:
- el horno impone a la banda un ciclo térmico que permite dominar una restauración de estructura de banda e impone, a la salida del horno, una puesta a temperatura de banda requerido a la entrada de la unidad de revestimiento metálico;
- comprendiendo una sección del horno medios de calentamiento de la banda que aseguran un mantenimiento de temperatura de banda bajo una temperatura umbral de recristalización al menos parcial de la banda bajo un nivel de temperatura entre 300 °C y 700 °C durante menos de dos minutos.
2. Instalación según la reivindicación 1, para la cual el horno comprende sucesivamente al menos uno de los medios de calentamiento entre inductores u otros medios de calentamiento, tubos radiantes u otros medios de mantenimiento de temperatura, al menos una zona adicional de medios de calentamiento rápido y/o enfriamiento rápido.
3. Instalación según la reivindicación 1, para la cual el horno es puesto bajo atmósfera no oxidante.
4. Instalación según la reivindicación 1, para la cual la banda metálica entrante en la unidad de decapado es un producto laminado en caliente, que presenta un espesor mínimo de algunas décimas de milímetro.
5. Instalación según la reivindicación 1, para la cual el tipo de laminador de alargamiento/reducción limitado instalado puede ser de una sola caja o incluso comprender dos cajas yuxtapuestas.
6. Instalación según la reivindicación 1, para la cual el laminador de alargamiento/reducción limitado presenta cilindros de trabajo con rugosidad definida adaptados al grado de rugosidad deseado en la banda después de las operaciones de los cilindros.
7. Instalación según la reivindicación 1, para la cual la salida del laminador de alargamiento/reducción limitado está acoplada a una unidad (31) de limpieza de la banda que comprende al menos uno de los medios de limpieza entre desengrase, cepillado, riego, centrifugado, secado.
8. Instalación según la reivindicación 1, para la cual la sección del horno comprende al menos medios de calentamiento de la banda asegurando un control de temperatura de banda por encima de una temperatura mínima de recristalización al menos parcial de la banda, idealmente por encima de 500 °C durante menos de dos minutos, presentando el laminador una tasa de reducción elevada superior al 5%.
9. Instalación según la reivindicación 1, para la cual la sección del horno comprende al menos medios de calentamiento de la banda asegurando un control de temperatura de banda por encima de una temperatura mínima de recristalización al menos parcial de la banda y/o hasta un crecimiento de granos, idealmente por encima de 500 °C durante menos de dos minutos, presentando el laminador una tasa de reducción elevada superior al 5%.
10. Instalación según la reivindicación 1, para la cual el horno eleva la temperatura de salida de banda requerida a la entrada en la unidad de revestimiento metálico por inmersión en caliente alrededor de 500 °C, luego la hace volver a bajar por debajo de este valor, idealmente a 465 °C para un baño líquido de galvanización, pudiendo esta temperatura variar sustancialmente según el tipo de aleación utilizado, o a una temperatura ambiente para un baño electrolítico.
11. Instalación según la reivindicación 1, para la cual la banda metálica por encima de la unidad de decapado es un producto laminado en frío que reemplaza el producto laminado en caliente, caso en el cual la banda no se decapa en la unidad de decapado, según se desvía de la unidad de decapado hacia el laminador de alargamiento/reducción limitada, y el horno prevé medios adicionales de calentamiento y enfriamiento para asegurar un recocido de banda.
12. Procedimiento de decapado y revestimiento metálico de una banda metálica en desplazamiento continuo, que comprende sucesivamente según el desplazamiento al menos una etapa (2) de decapado, una etapa (4) de tratamiento térmico en control de temperatura de banda, una etapa (5) de revestimiento metálico, y para la cual la banda metálica antes de la etapa de decapado es por defecto un producto laminado en caliente,
- una etapa de reducción limitada de espesor, modificación de rugosidad y planitud de banda es activable entre la etapa de decapado y la etapa de control de temperatura de banda;
- la etapa de reducción permite un factor de reducción de espesor de 0,1% a al menos 30%, la modificación de rugosidad y planitud de banda es activada, caracterizada porque la etapa de control de temperatura de banda impone
a la banda un ciclo térmico bajo un nivel de temperaturas entre 300 °C y 700 °C durante menos de dos minutos permitiendo dominar una restauración de estructura de banda e impone a la banda una puesta bajo temperatura de salida de banda requerida a la entrada en la unidad de revestimiento metálico.
13. Procedimiento según la reivindicación 12, por el cual la etapa del ciclo térmico es extendida en el sentido de que al menos se alcanza una recristalización parcial de banda, o incluso un crecimiento de grano.
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