ES2876304T3 - Línea de procesamiento multipropósito para tratamiento térmico y recubrimiento por inmersión en caliente de una tira de acero - Google Patents

Línea de procesamiento multipropósito para tratamiento térmico y recubrimiento por inmersión en caliente de una tira de acero Download PDF

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Abstract

Una línea de procesamiento continuo multipropósito capaz de tratar térmicamente y recubrir por inmersión en caliente una tira de acero que comprende: - una sección de recocido (1) que comprende una zona de precalentamiento (10), una zona de calentamiento (11) y una zona de remojo (12) para calentar la tira de acero desde una temperatura ambiente a una temperatura de recocido predeterminada comprendida entre 700 °C y 1000 °C y para mantener la tira de acero a dicha temperatura de recocido, - una primera sección de transferencia (2), - una sección de sobreenvejecimiento (3) capaz de mantener la temperatura de la tira de acero entre 300 °C y 700 °C, comprendiendo la sección de sobreenvejecimiento medios controlables capaces de mantener la temperatura de la tira alrededor de una temperatura de sobreenvejecimiento manteniendo la temperatura de la tira entre la temperatura de sobreenvejecimiento - 10 °C y la temperatura de sobreenvejecimiento + 10 °C, o para permitir que la temperatura de la tira disminuya constantemente entre una temperatura de entrada y una temperatura de salida, - una segunda sección de transferencia (4) capaz de ajustar la temperatura de la tira de acero para permitir el recubrimiento por inmersión en caliente de la tira y, - una sección de recubrimiento por inmersión en caliente (5), en la que la primera sección de transferencia (2) comprende, en secuencia, medios de enfriamiento (21) y medios de calentamiento (22), pudiendo los medios de enfriamiento (21) enfriar la tira a una velocidad de enfriamiento ajustable a una temperatura de enfriamiento predeterminada o no enfriar la tira, siendo los medios de enfriamiento (21) tales que la velocidad de enfriamiento de la tira puede ajustarse entre 0 °C/s y 70 °C/s y de modo que la temperatura de enfriamiento puede ajustarse entre 100 °C y 500 °C, siendo los medios de calentamiento (22) de la primera sección de transferencia (2)controlables de modo que sus capacidades de calentamiento sean ajustables entre ningún calentamiento y calentamiento rápido a una temperatura de sobreenvejecimiento predeterminada, comprendiendo los medios de calentamiento al menos un calentador de inducción controlable (221), y en la que la segunda sección de transferencia (4) comprende, en secuencia, medios de enfriamiento controlables (41) y medios de calentamiento controlables (42) para ajustar la temperatura de la tira mediante enfriamiento o calentamiento, pudiendo los medios de enfriamiento controlables (41) enfriar la tira desde una temperatura de sobreenvejecimiento superior a la temperatura de recubrimiento hasta la temperatura de recubrimiento, pudiendo los medios de calentamiento controlables (42) calentar la tira desde una temperatura de sobreenvejecimiento inferior a la temperatura de recubrimiento hasta la temperatura de recubrimiento.

Description

DESCRIPCIÓN
Línea de procesamiento multipropósito para tratamiento térmico y recubrimiento por inmersión en caliente de una tira de acero
[0001] La presente invención se refiere a una línea de procesamiento multipropósito para el tratamiento térmico y el recubrimiento por inmersión en caliente de una tira de acero.
[0002] Para fabricar diversos tipos de elementos estructurales y paneles de carrocería para vehículos automóviles, es habitual usar láminas galvanizadas o galvanorrecocidas hechas de aceros DP (fase dual) o aceros TRIP (plasticidad inducida por transformación). Más recientemente, se propuso utilizar también aceros Q&P (templado y particionado). Tales láminas se producen en forma de tiras en líneas de procesamiento continuo, tales como líneas de recocido continuo acopladas con instalaciones de recubrimiento. Pero, debido a los tratamientos térmicos requeridos para fabricar estas láminas de acero y qué tratamientos son diferentes para los aceros DP, los aceros TRIP y los aceros Q&P, estas láminas de acero se producen en líneas dedicadas.
[0003] Por lo tanto, la producción de las diversas cualidades de estas láminas de acero necesita una pluralidad de líneas que son muy costosas.
[0004] El documento US 2010/237548 A1 describe una línea continua que comprende una zona de calentamiento, una zona de remojo, una zona de enfriamiento, una zona de recalentamiento y una zona de sobreenvejecimiento. Sin embargo, este documento no se refiere al recubrimiento por inmersión en caliente de aceros producidos a través de diversos tratamientos térmicos.
[0005] El documento WO 2010/097038 A1 describe una línea de producción de tiras delgadas flexibles, que sin embargo no está diseñada para producir aceros Q&P.
[0006] El documento «Baoshan Iron & Steel sustainable Solutions for Chinese car contents» del 21 de noviembre de 2013, XP055214320, URL: https://www.worlds- teel.org/dms/internetDocumentList/downloads/steel-bytopic/Automotive-Conference-2013/13-Substainable-steel-solutions-for-Chinese-cars-Gao-Yongsheng/document/13.
[0007] Substainable-steel-solutions-for-Chinese-cars-Gao-Yongsheng.pdf (Soluciones de acero sustancial para automóviles chinos- Gao Yongsheng.pdf), se refiere a una «línea CAL especialmente diseñada para UHSS' de BaoSteel.
[0008] Con el fin de reducir los costos de inversión, es deseable poder producir aceros DP, TRIP o Q&P en el mismo equipo.
[0009] Para ello, la presente invención se refiere a una línea de procesamiento continuo multipropósito según la reivindicación 1.
[0010] Según otros aspectos ventajosos de la invención, la línea de procesamiento multipropósito comprende una o más de las características de las reivindicaciones 2 a 5.
[0011] La invención se describirá ahora con detalle, pero sin limitaciones a la vista de las figuras, en las que: - La Figura 1 es una vista esquemática de una línea de procesamiento continuo según la invención,
- La Figura 2 muestra esquemáticamente los diagramas de temperatura versus tiempo correspondientes a las diversas vías térmicas en el procesamiento que se pueden realizar en una línea según la invención.
[0012] Como se muestra en la figura 1, la línea de procesamiento continuo multipropósito comprende una sección de recocido 1, una primera sección de transferencia 2, una sección de sobreenvejecimiento 3, una segunda sección de transferencia 4 y una sección de recubrimiento por inmersión en caliente 5, en la que una tira de acero se procesa como lo indican las flechas.
[0013] La sección de recocido 1 comprende una zona de precalentamiento 10, una zona de calentamiento 11 y una zona de remojo 12, que son capaces de calentar la tira desde la temperatura ambiente a una temperatura de recocido predeterminada a T que está comprendida entre 700 °C y 1000 °C.
[0014] Esta temperatura de recocido debe elegirse según el tipo de láminas que se producen, es decir, entre aproximadamente 750 °C y 840 °C para los aceros DP, entre aproximadamente 830 °C y 860 °C para los aceros TRIP y entre aproximadamente 790 °C y 950 °C para los aceros Q&P.
[0015] Para ello, las zonas de precalentamiento y calentamiento comprenden medios de calentamiento controlables conocidos por los expertos en la materia.
[0016] En la zona de remojo, la tira tiene que mantenerse a la temperatura de recocido o aproximadamente a esta temperatura, es decir, preferentemente entre la temperatura de recocido - 10 °C y la temperatura de recocido 10 °C, durante un tiempo de preferentemente al menos 45 s, preferentemente bajo una atmósfera protectora. Para ello, la zona de remojo consiste en un horno de remojo conocido per se, cuya longitud se adapta para mantener la temperatura al menos durante el tiempo mínimo requerido, dada la velocidad de desplazamiento de la tira.
[0017] La primera sección de transferencia 2 comprende al menos, en secuencia, primero, medios de enfriamiento 21, a continuación, medios de calentamiento 22.
[0018] El medio de enfriamiento 21, que puede consistir en una pluralidad de cajas de enfriamiento 211 conocidas per se, es controlable entre sin enfriamiento a una eficiencia de enfriamiento máxima, con el fin de poder enfriar la tira a una velocidad de enfriamiento ajustable a una temperatura de enfriamiento predeterminada o no enfriar la tira. La velocidad de enfriamiento y la temperatura de enfriamiento deben elegirse según el tipo de lámina de acero que se produzca. Por ejemplo, para las láminas hechas de aceros DP, la tira no tiene que enfriarse en la primera sección de transferencia, solo tiene que poder enfriarse naturalmente a una temperatura de entrada en la sección de sobreenvejecimiento. Para las láminas hechas de aceros TRIP, la tira tiene que enfriarse a una velocidad de enfriamiento de alrededor de 25 °C/seg, por ejemplo, a una temperatura de sobreenvejecimiento OAT de aproximadamente 450 °C, por ejemplo. Para las láminas hechas de aceros Q&P, la tira tiene que enfriarse a una velocidad de enfriamiento de al menos 40 °C/s, preferentemente al menos 50 °C/s, a una temperatura de enfriamiento QT ajustable entre 100 °C y 370 °C, preferentemente entre 140 °C y 355 °C, por ejemplo. La diferencia máxima entre la temperatura de recocido y la temperatura de enfriamiento es preferentemente menor que 650 °C.
[0019] Para ello, los medios de enfriamiento 21 tienen que ser tal que la velocidad de enfriamiento de una tira pueda ajustarse entre 0 °C/s y aproximadamente 70 °C/s y de modo que la temperatura de enfriamiento pueda ajustarse entre 100 °C y 500 °C.
[0020] Preferentemente, la tira se mantiene a la temperatura de enfriamiento durante aproximadamente 1 a 2 segundos antes de recalentarse, aunque hasta 10 s no tiene ningún efecto adverso.
[0021] Si los medios de enfriamiento 21 consisten en una pluralidad de cajas de enfriamiento 211, estas cajas de enfriamiento son preferentemente controlables de forma independiente.
[0022] Las cajas de enfriamiento 211 son, por ejemplo, cajas de soplado conocidas per se capaces de soplar en la tira de aire, gas o una mezcla de aire o gas y agua.
[0023] Los medios de calentamiento 22 que pueden consistir, por ejemplo, en una bobina de inducción capaz de ser alimentada por una potencia de 4,0 MW, o dos bobinas de inducción cada una capaz de suministrar energía de 4,0 W, para una línea de mayor capacidad, y tienen que ser controlables con el fin de calentar rápidamente las tiras a una temperatura de sobreenvejecimiento predeterminada si las láminas están hechas de aceros Q&P o no calentar la tira, si las láminas están hechas de aceros DP o TRIP.
[0024] Para los aceros Q&P, la temperatura de sobreenvejecimiento es generalmente entre 340 °C y 490 °C, preferentemente entre 350 °C y 480 °C.
[0025] La sección de sobreenvejecimiento 3 es un horno de remojo que comprende medios controlables conocidos capaces de mantener la temperatura de la tira a la temperatura de sobreenvejecimiento predeterminada entre 300 °C y 700 °C, preferentemente entre 340 °C y 480 °C que es aproximadamente la temperatura a la que se introduce la tira en la sección de sobreenvejecimiento a la salida de la primera sección de transferencia. Pero, esta sección también es capaz de no mantener la temperatura, pero es capaz de permitir que disminuya constantemente hasta una temperatura de salida preferentemente igual o aproximadamente igual a la temperatura de recubrimiento, es decir, la temperatura a la que la tira tiene que introducirse en la sección de recubrimiento por inmersión en caliente 5 dado el recubrimiento que tiene que hacerse. Generalmente esta temperatura es de aproximadamente 460 °C.
[0026] Cuando las láminas están hechas de acero DP, la tira se introduce en la sección de sobreenvejecimiento a una temperatura generalmente entre 650 °C y 700 °C, pero que puede estar entre 550 °C y 700 °C, y se enfría regularmente hasta una temperatura de salida preferentemente igual a la temperatura de recubrimiento. También puede enfriarse a una velocidad de enfriamiento moderada a la temperatura de introducción en la sección de sobreenvejecimiento y a continuación mantenerse a esta temperatura en toda la sección de sobreenvejecimiento y a continuación enfriarse a la temperatura de recubrimiento a una velocidad de enfriamiento que es preferentemente de al menos 50 °C/S para láminas que tienen un espesor de hasta al menos 2 mm.
[0027] Cuando las láminas están hechas de acero TRIP, la tira se introduce en la sección de sobreenvejecimiento a una temperatura de sobreenvejecimiento generalmente alrededor de 450 °C o 460 °C, o dentro del intervalo de 400 °C a 460 °C y en la salida del sobreenvejecimiento preferentemente igual a la temperatura de recubrimiento y se mantiene a esta temperatura o alrededor de ella, es decir, entre la temperatura de sobreenvejecimiento -10 °C y la temperatura de sobreenvejecimiento 10 °C durante un tiempo generalmente entre 20 s y 60 s.
[0028] Cuando las láminas están hechas de aceros Q&P, la tira se introduce en la sección de sobreenvejecimiento a la temperatura de sobreenvejecimiento obtenida por el medio de calentamiento de la primera sección de transferencia, y se mantiene a o aproximadamente a la temperatura, es decir, entre la temperatura de sobreenvejecimiento - 10 °C y la temperatura de sobreenvejecimiento 10 °C, durante un tiempo generalmente entre 20 seg y 60 seg.
[0029] Como se mencionó anteriormente, la temperatura de sobreenvejecimiento generalmente está entre 340 °C y 480 °C y preferentemente entre 350 °C y 480 °C. Además, la diferencia entre la temperatura de sobreenvejecimiento y la temperatura de enfriamiento debe permanecer por debajo de 330 °C.
[0030] Generalmente, cuando la tira se galvaniza a continuación, el tiempo de retención a la temperatura de sobreenvejecimiento es de al menos 30 s. Cuando la tira está galvanorrecocida, el tiempo de retención es preferentemente de al menos 45 s.
[0031] La longitud del horno de remojo está adaptada de modo que el tiempo de retención podría ser el tiempo especificado dada la velocidad de desplazamiento de la tira en la línea.
[0032] La segunda sección de transferencia 4 comprende medios de enfriamiento controlables 41 que consisten, por ejemplo, en cajas de soplado 411 capaces de enfriar la tira desde una temperatura de sobreenvejecimiento superior a la temperatura de recubrimiento hasta la temperatura de recubrimiento, es decir, entre una temperatura superior a 460 °C pero inferior a 490 °C a una temperatura entre 450 °C y 460 °C, por ejemplo. Para algunos aceros tales como aceros DP, los medios de enfriamiento 41 tienen que ser capaces de enfriar láminas con un espesor de hasta al menos 2 mm, desde una temperatura entre 550 °C y 700 °C a una velocidad de enfriamiento que es preferentemente de al menos 50 °C/s. En este caso, si los medios de enfriamiento son cajas de soplado 411, estas cajas de soplado tienen que ser capaces de realizar dicho enfriamiento. Estos medios no se pueden usar si no es necesario enfriar.
[0033] La segunda sección de transferencia 4 comprende también medios de calentamiento rápido controlables 42 tales como un calentador de inducción capaz de calentar la tira desde una temperatura de sobreenvejecimiento menor que la temperatura de recubrimiento hasta la temperatura de recubrimiento, es decir, desde una temperatura menor que 460 °C, pero mayor que 340 °C hasta una temperatura entre 450 °C y 460 °C, por ejemplo, o de 400 °C a 460 °C. Estos medios de calentamiento no tienen que utilizarse si no es necesario calentar.
[0034] La sección de recubrimiento por inmersión en caliente 5 comprende al menos un baño de metal líquido 51, medios de aleación 52 y medios de enfriamiento 53 que son conocidos por los expertos en la materia. Además, comprende secciones de enfriamiento después del baño de galvanización (o APC) 54, 55, también conocidas por los expertos en la materia.
[0035] El baño de metal líquido es, por ejemplo, un baño de zinc líquido o aleación de zinc líquido para galvanizar o galvanorrecocer.
[0036] El medio de aleación es un horno capaz de mantener la tira a una temperatura de aleación a menudo de entre 480 °C a 570 °C y se utiliza cuando la tira está galvanorrecocida.
[0037] Con esta línea, es posible lograr los ciclos térmicos correspondientes a lo necesario para producir láminas de acero DP, TRIP o Q&P. Los diagramas temperatura versus tiempo de estos ciclos se muestran en la Figura 2.
[0038] Para un acero Q&P, la tira se calienta en la sección de recocido 1, a una temperatura de recocido AT entre 795 °C y 910 °C, y se mantiene 101 a esta temperatura. A continuación, en la primera sección de transferencia, la tira se enfría rápidamente 102 hasta una temperatura de enfriamiento QT entre 140 °C y 355 °C, a continuación, se recalienta 102a o 102b hasta una temperatura de sobreenvejecimiento entre 340 °C y 490 °C. A continuación, en la sección de sobreenvejecimiento, la tira se mantiene 103a o 103b a la temperatura de sobreenvejecimiento que puede ser mayor, menor o igual a la temperatura de recubrimiento.
[0039] A continuación, si la temperatura de sobreenvejecimiento no es igual a la temperatura de recubrimiento, la tira se enfría 104a o se calienta 104b a la temperatura de recubrimiento.
[0040] La tira se recubre mediante galvanizado 50, 50a o galvanorrecocido 50, 50b.
[0041] Para un acero TRIP, la tira se calienta a una temperatura de recocido de entre 830 y 870 °C y se mantiene a esta temperatura 201, en la sección de recocido 1, a continuación, se enfría 202 en la primera sección de transferencia 2 a una temperatura de sobreenvejecimiento de aproximadamente 450 °C que es aproximadamente la temperatura de recubrimiento. A continuación, la tira se mantiene 203 a esta temperatura en la sección de sobreenvejecimiento 3 y pasa a través de la segunda sección de transferencia 4 sin cambiar su temperatura o ajustándola si es necesario. A continuación, la tira se recubre mediante galvanizado o galvanorrecocido, por ejemplo.
[0042] Para un acero DP, en la sección de recocido 1, la tira se calienta a una temperatura de recocido entre 770 y 840 °C, por ejemplo, y se mantiene 301 a esta temperatura. A continuación, la tira pasa a través de la primera sección de transferencia 2, sin calentamiento y sin enfriamiento forzado 302 para introducirse en la sección de sobreenvejecimiento 3 a una temperatura Tdp entre 650 °C o incluso 550 °C y 700 °C. En una realización, en la sección de sobreenvejecimiento, la temperatura de la tira disminuye regularmente 303 hasta la temperatura de recubrimiento. En la segunda sección de transferencia, la temperatura de la tira se ajusta si es necesario. A continuación, la tira se recubre mediante galvanizado o galvanorrecocido, por ejemplo. En otra realización, en la sección de sobreenvejecimiento, la temperatura de la tira se mantiene 303' a la temperatura Tdp o aproximadamente a esta temperatura. En la segunda sección de transferencia 4, la lámina se enfría 304 a una velocidad de enfriamiento que es preferentemente de al menos 50 °C/s para todos los medidores de hasta al menos 2 mm. A continuación, la tira se recubre mediante galvanizado o galvanorrecocido, por ejemplo.
[0043] Se podría notar que el recubrimiento por inmersión en caliente no es necesariamente un recubrimiento de zinc, sino que puede ser de todo tipo de recubrimiento de metal por inmersión en caliente.
[0044] Como todas las secciones de la línea son controlables de forma independiente, es posible producir sucesivamente en la misma línea varias láminas hechas de aceros TRIP, aceros DP y aceros Q&P.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Una línea de procesamiento continuo multipropósito capaz de tratar térmicamente y recubrir por inmersión en caliente una tira de acero que comprende:
- una sección de recocido (1) que comprende una zona de precalentamiento (10), una zona de calentamiento (11) y una zona de remojo (12) para calentar la tira de acero desde una temperatura ambiente a una temperatura de recocido predeterminada comprendida entre 700 °C y 1000 °C y para mantener la tira de acero a dicha temperatura de recocido,
- una primera sección de transferencia (2),
- una sección de sobreenvejecimiento (3) capaz de mantener la temperatura de la tira de acero entre 300 °C y 700 °C, comprendiendo la sección de sobreenvejecimiento medios controlables capaces de mantener la temperatura de la tira alrededor de una temperatura de sobreenvejecimiento manteniendo la temperatura de la tira entre la temperatura de sobreenvejecimiento - 10 °C y la temperatura de sobreenvejecimiento 10 °C, o para permitir que la temperatura de la tira disminuya constantemente entre una temperatura de entrada y una temperatura de salida,
- una segunda sección de transferencia (4) capaz de ajustar la temperatura de la tira de acero para permitir el recubrimiento por inmersión en caliente de la tira y,
- una sección de recubrimiento por inmersión en caliente (5),
en la que la primera sección de transferencia (2) comprende, en secuencia, medios de enfriamiento (21) y medios de calentamiento (22), pudiendo los medios de enfriamiento (21) enfriar la tira a una velocidad de enfriamiento ajustable a una temperatura de enfriamiento predeterminada o no enfriar la tira, siendo los medios de enfriamiento (21) tales que la velocidad de enfriamiento de la tira puede ajustarse entre 0 °C/s y 70 °C/s y de modo que la temperatura de enfriamiento puede ajustarse entre 100 °C y 500 °C, siendo los medios de calentamiento (22) de la primera sección de transferencia (2)controlables de modo que sus capacidades de calentamiento sean ajustables entre ningún calentamiento y calentamiento rápido a una temperatura de sobreenvejecimiento predeterminada, comprendiendo los medios de calentamiento al menos un calentador de inducción controlable (221),
y en la que la segunda sección de transferencia (4) comprende, en secuencia, medios de enfriamiento controlables (41) y medios de calentamiento controlables (42) para ajustar la temperatura de la tira mediante enfriamiento o calentamiento, pudiendo los medios de enfriamiento controlables (41) enfriar la tira desde una temperatura de sobreenvejecimiento superior a la temperatura de recubrimiento hasta la temperatura de recubrimiento, pudiendo los medios de calentamiento controlables (42) calentar la tira desde una temperatura de sobreenvejecimiento inferior a la temperatura de recubrimiento hasta la temperatura de recubrimiento.
2. La línea de procesamiento continuo multipropósito según cualquier reivindicación 1, en la que la segunda sección de transferencia (4) comprende medios de enfriamiento controlables (41) capaces de enfriar una lámina que tiene un espesor de hasta 2 mm desde una temperatura entre 550 °C y 700 °C hasta una temperatura de recubrimiento por inmersión en caliente a una velocidad de enfriamiento que es preferentemente de al menos 50 °C/s.
3. La línea de procesamiento continuo multipropósito según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en la que la sección de recubrimiento por inmersión en caliente (5) comprende al menos un baño de metal líquido (51).
4. La línea de procesamiento continuo multipropósito según la reivindicación 3, en la que la sección de recubrimiento por inmersión en caliente (5) comprende además medios de aleación para el recubrimiento (52).
5. La línea de procesamiento continuo multipropósito según la reivindicación 3, en la que la sección de recubrimiento por inmersión en caliente (5) es una sección de galvanización o una sección de galvanorrecocido.
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