ES2895762T3 - Un procedimiento de fabricación de una lámina de acero tratada térmicamente - Google Patents

Un procedimiento de fabricación de una lámina de acero tratada térmicamente Download PDF

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Abstract

Un procedimiento de fabricación de una lámina de acero tratada térmicamente que tiene una microestructura mobjetivo que comprende del 0 al 100 % de al menos una fase elegida entre: ferrita, martensita, bainita, perlita, cementita y austenita, en una línea de tratamiento térmico que comprende una sección de calentamiento, una sección de inmersión y una sección de enfriamiento que incluye un sistema de enfriamiento, en el que se realiza una trayectoria térmica TPobjetivo, comprendiendo dicho procedimiento: A. etapa de preparación que comprende: 1) una subetapa de selección en la que: a. mobjetivo y la composición química se comparan con una lista de productos predefinidos, cuya microestructura incluye fases predefinidas y una proporción predefinida de fases, con el fin de seleccionar un producto que tenga una microestructura mestándar más cercana a mobjetivo y TPestándar, que comprende al menos un calentamiento, una inmersión y una etapa de enfriamiento, para obtener mestándar, b. una trayectoria de calentamiento, una trayectoria de inmersión que incluye una temperatura de inmersión Tinmersión, la potencia de enfriamiento del sistema de enfriamiento y una temperatura de enfriamiento Tenfriamiento se seleccionan en función de la TPestándar y 2) una subetapa de cálculo en el que a través de la variación de la potencia de enfriamiento, se calculan nuevas trayectorias de enfriamiento CPx en función del producto seleccionado en la etapa A.1.a) y la TPestándar, la microestructura inicial mi de la lámina de acero para alcanzar mobjetivo, la trayectoria de calentamiento, la trayectoria de inmersión que comprende Tinmersión y Tenfriamiento, recalculándose la etapa de enfriamiento de la TPestándar usando dicha CPx para obtener nuevas trayectorias térmicas TPx, correspondiendo cada TPx a una microestructura mx, 3) una etapa de selección en el que se selecciona una TPobjetivo para alcanzar el mobjetivo, eligiéndose la TPobjetivo entre las trayectorias térmicas TPx calculadas y que se selecciona de modo que el mx sea el más cercano al mobjetivo y B. una etapa de tratamiento térmico en el que la TPobjetivo se realiza en la lámina de acero.

Description

DESCRIPCIÓN
Un procedimiento de fabricación de una lámina de acero tratada térmicamente
[0001] La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de una lámina de acero tratada térmicamente que tiene una microestructura mobjetivo en una línea de tratamiento térmico. La invención es particularmente adecuada para la fabricación de vehículos automotores.
[0002] Es conocido el uso de láminas de acero recubiertas o desnudas para la fabricación de vehículos automotores. Una multitud de grados de acero se utilizan para fabricar un vehículo. La elección del grado de acero depende de la aplicación final de la pieza de acero. Por ejemplo, se pueden producir aceros IF (libres de intersticio) para una pieza expuesta, se pueden producir aceros TRIP (plasticidad inducida por transformación) para travesaños de asiento y piso o pilares A y se pueden producir aceros DP (fase dual) para rieles traseros o travesaños del techo.
[0003] Durante la producción de estos aceros, se realizan tratamientos cruciales en el acero para obtener la pieza deseada que tiene propiedades mecánicas exceptuadas para una aplicación específica. Dichos tratamientos pueden ser, por ejemplo, un recocido continuo antes de la deposición de un recubrimiento metálico o un tratamiento de templado y partición. En estos tratamientos, la etapa de enfriamiento es importante porque la microestructura y las propiedades mecánicas de los aceros dependen principalmente del tratamiento de enfriamiento realizado. Por lo general, el tratamiento que incluye la etapa de enfriamiento a realizar se selecciona en una lista de tratamientos conocidos, eligiéndose este tratamiento dependiendo del grado de acero.
[0004] La solicitud de patente WO2010/049600 se refiere a un procedimiento de uso de una instalación para el tratamiento térmico de un fleje de acero en continuo movimiento, que comprende las etapas de: seleccionar una velocidad de enfriamiento del fleje de acero dependiendo, entre otros, de las características metalúrgicas a la entrada y las características metalúrgicas requeridas a la salida de la instalación; introducir las características geométricas de la banda; calcular el perfil de transferencia de potencia a lo largo de la ruta del acero a la luz con la velocidad de la línea; determinar los valores deseados para los parámetros de ajuste de la sección de enfriamiento y ajustar la transferencia de potencia de los dispositivos de enfriamiento de la sección de enfriamiento según dichos valores de monitoreo.
[0005] Sin embargo, este procedimiento solo se basa en la selección y la aplicación de ciclos de enfriamiento bien conocidos. Esto significa que para un grado de acero, por ejemplo, los aceros TRIP, existe un gran riesgo de que se aplique el mismo ciclo de enfriamiento incluso si cada acero TRIP tiene sus propias características que comprenden composición química, microestructura, propiedades, textura de la superficie, etc. Así pues, el procedimiento no tiene en cuenta las características reales del acero. Esto permite el enfriamiento no personalizado de una multitud de grados de acero.
[0006] En consecuencia, el tratamiento de enfriamiento no está adaptado a un acero específico y, por lo tanto, al final del tratamiento, no se obtienen las propiedades deseadas. Además, después del tratamiento, el acero puede tener una gran dispersión de las propiedades mecánicas. Finalmente, incluso si se puede fabricar una amplia gama de grados de acero, la calidad del acero enfriado es pobre.
[0007] El documento JPH10158747 describe un procedimiento para ejecutar de manera eficiente un tratamiento térmico con una pequeña cantidad de consumo de combustible, para controlar adecuadamente la temperatura del fleje de modo que la temperatura del fleje metálico se encuentre en un intervalo de preajuste.
[0008] El documento JPH1036923 describe un procedimiento que implica la adaptación de las condiciones de recocido a un tipo específico de acero mediante la modificación de los ajustes del horno de recocido.
[0009] El documento CN10285474 describe una bobina de acero teniendo las resistencias a la tracción una variación estándar inferior o igual a 9 MPa entre dos puntos cualesquiera a lo largo de la bobina.
[0010] Por lo tanto, el objetivo de la invención es resolver los inconvenientes anteriores proporcionando un procedimiento para fabricar una lámina de acero tratada térmicamente que tiene una composición química específica de acero y una microestructura mobjetivo específica a alcanzar en una línea de tratamiento térmico. En particular, el objetivo es realizar un tratamiento de enfriamiento adaptado a cada lámina de acero, calculándose dicho tratamiento con mucha precisión en el menor tiempo de cálculo posible con el fin de proporcionar una lámina de acero tratada térmicamente que tenga las propiedades exceptuadas, teniendo dichas propiedades la mínima dispersión de propiedades posible.
[0011] Este objetivo se logra proporcionando un procedimiento según la reivindicación 1. El procedimiento también puede comprender cualquiera de las características de las reivindicaciones 2 a 35.
[0012] Otras características y ventajas de la invención se harán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de la invención.
[0013] Para ilustrar la invención, se describirán diversas realizaciones y ensayos de ejemplos no limitantes, en particular, con referencia a las siguientes Figuras:
La Figura 1 ilustra un ejemplo del procedimiento según la presente invención.
La Figura 2 ilustra un ejemplo en el que se realiza un recocido continuo de una lámina de acero que comprende una etapa de calentamiento, una etapa de inmersión, una etapa de enfriamiento y una etapa de sobreenvejecimiento.
La Figura 3 ilustra una realización preferida según la invención.
La Figura 4 ilustra un ejemplo según la invención en el que se realiza un recocido continuo en una lámina de acero antes de la deposición de un recubrimiento por inmersión en caliente.
[0014] Se definirán los siguientes términos:
- CC: composición química en porcentaje en peso,
- mobjetivo: valor dirigido de la microestructura,
- mestándar: la microestructura del producto seleccionado,
- Pobjetivo: valor dirigido de una propiedad mecánica,
- mi: microestructura inicial de la lámina de acero,
- X: fracción de fase en porcentaje en peso,
- T: temperatura en grados Celsius (°C),
- 1: tiempo (s),
- s: segundos,
- UTS: resistencia máxima a la tracción,
- YS: límite elástico (MPa),
- recubrimiento metálico a base de zinc significa un recubrimiento metálico que comprende más del 50 % de zinc,
- recubrimiento metálico a base de aluminio significa un recubrimiento metálico que comprende más del 50 % de aluminio y
- una trayectoria de calentamiento comprende un tiempo, una temperatura y una velocidad de calentamiento,
- una trayectoria de inmersión comprende un tiempo, una temperatura y una velocidad de inmersión,
- TPx, TPestándar y TPobjetivo comprenden un tiempo, una temperatura del tratamiento térmico y al menos un elemento elegido de entre: un enfriamiento, una isoterma o una velocidad de calentamiento, teniendo la velocidad de isoterma una temperatura constante,
- CPx y CPxint comprenden un tiempo, una temperatura y una velocidad de enfriamiento y
- nanofluidos: fluido que comprende nanopartículas.
[0015] La designación «acero» o «lámina de acero» significa una lámina de acero, una bobina, una placa que tiene una composición que permite que la pieza alcance una resistencia a la tracción de hasta 2500 MPa y más preferentemente hasta 2000 MPa. Por ejemplo, la resistencia a la tracción es superior o igual a 500 MPa, preferentemente superior o igual a 1000 MPa, ventajosamente superior o igual a 1500 MPa. Se incluye un amplio intervalo de composición química ya que el procedimiento según la invención se puede aplicar a cualquier tipo de acero.
[0016] La invención se refiere a un procedimiento de fabricación de una lámina de acero tratada térmicamente que tiene una microestructura mobjetivo que comprende del 0 al 100% de al menos una fase elegida entre: ferrita, martensita, bainita, perlita, cementita y austenita, en una línea de tratamiento térmico que comprende una sección de calentamiento, una sección de inmersión y una sección de enfriamiento que incluye un sistema de enfriamiento, en el que se realiza una trayectoria térmica TPobjetivo, comprendiendo dicho procedimiento:
A. etapa de preparación que comprende:
1) una subetapa de selección en la que:
a. mobjetivo y la composición química se comparan con una lista de productos predefinidos, cuya microestructura incluye fases predefinidas y una proporción predefinida de fases, con el fin de seleccionar un producto que tenga una microestructura mestándar más cercana a mobjetivo y TPestándar, que comprende al menos un calentamiento, una inmersión y una etapa de enfriamiento, para obtener la mestándar,
b. una trayectoria de calentamiento, una trayectoria de inmersión que incluye una temperatura de inmersi Tinmersión, la potencia de enfriamiento del sistema de enfriamiento y una temperatura de enfriamiento Tenfriamiento se seleccionan en función de la TPestándar y
2) una subetapa de cálculo en la que a través de la variación de la potencia de enfriamiento, se calculan nuevas trayectorias de enfriamiento CPx en función del producto seleccionado en la etapa A.1.a) y la TPestándar, la microestructura inicial mi de la lámina de acero para alcanzar mobjetivo, la trayectoria de calentamiento, la
trayectoria de inmersión que comprende T¡nmers¡ón y Tenfr¡am¡ento, recalculándose la etapa de enfriamiento de la TP estándar usando dicha CPx para obtener nuevas trayectorias térmicas TPx, correspondiendo cada TPxa una microestructura mx,
3) una etapa de selección en la que se selecciona una TPobjetivo para alcanzar el mobjetivo, eligiéndose la TPobjetivo entre las trayectorias térmicas TPx calculadas y que se selecciona de modo que el mx sea el más cercano al mobjetivo y
B. una etapa de tratamiento térmico en la que la TPobjetivo se realiza en la lámina de acero.
[0017] Sin querer limitarse a ninguna teoría, parece que cuando se aplica el procedimiento según la presente invención, es posible obtener una trayectoria térmica personalizada, en particular una trayectoria de enfriamiento, para cada lámina de acero a tratar en un corto tiempo de cálculo. De hecho, el procedimiento según la presente invención permite una trayectoria de enfriamiento precisa y específica que tiene en cuenta mobjetivo, en particular la proporción de todas las fases durante la trayectoria de enfriamiento y mi (incluida la dispersión de la microestructura a lo largo de la lámina de acero). De hecho, el procedimiento según la presente invención tiene en cuenta el cálculo de las fases termodinámicamente estables, es decir, ferrita, austenita, cementita y perlita, y las fases termodinámicas metaestables, es decir, bainita y martensita. Por lo tanto, se obtiene una lámina de acero que tiene las propiedades esperadas con la mínima dispersión de propiedades posible. Preferentemente, la TP estándar comprende además una etapa de precalentamiento.
[0018] Ventajosamente, la TPestándar comprende además una etapa de recubrimiento por inmersión en caliente, una etapa de sobreenvejecimiento, una etapa de templado o una etapa de partición.
[0019] Preferentemente, la microestructura mobjetivo a alcanzar comprende:
-100 % de austenita,
- del 5 al 95 % de martensita, del 4 al 65 % de bainita, siendo el resto ferrita,
- del 8 al 30 % de austenita residual, del 0,6 al 1,5 % de carbono en solución sólida, siendo el resto ferrita, martensita, bainita, perlita y/o cementita,
- del 1 % al 30 % de ferrita y del 1 % al 30 % de bainita, del 5 y el 25 % de austenita, siendo el resto martensita,- del 5 al 20 % de austenita residual, siendo el resto martensita,
- ferrita y austenita residual,
- fases residuales de austenita e intermetálicas,
- del 80 al 100 % de martensita y del 0 al 20 % de austenita residual
- 100 % martensita,
- del 5 al 100 % de perlita y del 0 al 95 % de ferrita y
- al menos el 75 % de ferrita equiaxada, del 5 al 20 % de martensita y bainita en una cantidad inferior o igual al 10 %.
[0020] Ventajosamente, durante la subetapa de selección A.1), la composición química y mobjetivo se comparan con una lista de productos predefinidos. Los productos predefinidos pueden ser de cualquier tipo de grado de acero.
Por ejemplo, estos incluyen DP de fase dual, plasticidad inducida por transformación (TRlP), acero templado y dividido (Q&P), plasticidad inducida por maclado (TWIP), bainita libre de carburo (CFB), acero endurecido por presión (PHS), TRIPLEX, DÚPLEX y alta ductilidad de fase dual (DP HD).
[0021] La composición química depende de cada lámina de acero. Por ejemplo, la composición química de un acero DP puede comprender:
0,05 < C < 0,3 %,
0,5 < Mn < 3,0 %,
S < 0,008 %,
P < 0,080 %,
N < 0,1 %,
Si < 1,0 %,
constituyendo el resto de la composición hierro e impurezas inevitables resultantes del desarrollo.
[0022] Cada producto predefinido comprende una microestructura que incluye fases predefinidas y una proporción predefinida de fases. Preferentemente, las fases predefinidas en la etapa A.1) están definidas por al menos un elemento elegido de entre: el tamaño, la forma y la composición química. Por lo tanto, el mobjetivo incluye fases predefinidas además de proporciones predefinidas de fase. Ventajosamente, mi, mx, mobjetivo incluyen fases definidas por al menos un elemento elegido de entre: el tamaño, la forma y la composición química.
[0023] Según la invención, el producto predefinido que tiene una microestructura mestándarmás cercana a mobjetivo se selecciona así como la TPestándar para alcanzar el mestándar. El mestándar comprende las mismas fases que el mobjetivo.
Preferentemente, el mestándar también comprende las mismas proporciones de fases que el mobjetivo.
[0024] La Figura 1 ilustra un ejemplo según la invención en el que la lámina de acero a tratar tiene la siguiente CC en peso: 0,2 % de C, 1,7 % de Mn, 1,2 % de Si y 0,04 % de Al. El mobjetivo comprende 15 % de austenita residual, 40 % de bainita y 45 % de ferrita, a partir del 1,2 % de carbono en solución sólida en la fase de austenita. Según la invención, CC y mobjetivo se comparan con una lista de productos predefinidos elegidos de entre los productos 1 a 4. CC y mobjetivo corresponden al producto 3 o 4, siendo dicho producto un acero TRIP.
[0025] El Producto 3 tiene la siguiente CC3 en peso: 0,25 % de C, 2,2 % de Mn, 1,5 % de Si y 0,04 % de Al. m3, correspondiente a TP3, comprende 12 % de austenita residual, 68 % de ferrita y 20 % de bainita, a partir del 1,3 % de carbono en solución sólida en la fase de austenita.
[0026] El Producto 4 tiene la siguiente CC4 en peso: 0,19 % de C, 1,8 % de Mn, 1,2 % de Si y 0,04 % de Al. m4, correspondiente a TP4, comprende 12 % de austenita residual y 45 % de bainita y 43 de ferrita, a partir del 1,1 % de carbono en solución sólida en la fase de austenita.
[0027] El Producto 4 tiene una microestructura itu más cercana a mobjetivo ya que tiene las mismas fases que mobjetivo en las mismas proporciones. Como se muestra en la Figura 1, dos productos predefinidos pueden tener la misma composición química CC y diferentes microestructuras. De hecho, el Producto1 y el Productor son aceros DP600 (fase dual que tiene una uTs de 600 MPa). Una diferencia es que el Producto1 tiene una microestructura th y el Productortiene una microestructura diferente mr. La otra diferencia es que el Producto1 tiene un YS de 360 MPa y el Productor tiene un YS de 420 MPa. Por lo tanto, es posible obtener láminas de acero que tienen diferentes UTS/y S de compromiso para un grado de acero.
[0028] A continuación, la potencia de enfriamiento del sistema de enfriamiento, la trayectoria de calentamiento, la trayectoria de inmersión que incluye la temperatura de inmersión Tinmersión y la temperatura de enfriamiento Tenfriamiento a alcanzar se seleccionan en función de la TPestándar.
[0029] Durante la subetapa de cálculo A.2), a través de la variación de la potencia de enfriamiento, se calculan nuevas trayectorias de enfriamiento CPx en función del producto seleccionado en la etapa A.1.a) y la TPestándar, mi para alcanzar mobjetivo, la trayectoria de calentamiento, la trayectoria de inmersión que comprende T y Tenfriamiento, recalculándose la etapa de enfriamiento de la TPestándar usando dicha CPx para obtener nuevas trayectorias térmicas TPx, correspondiendo cada TPx a una microestructura mx. El cálculo de CPx tiene en cuenta el comportamiento térmico y el comportamiento metalúrgico de la lámina de acero en comparación con los procedimientos convencionales en los que solo se considera el comportamiento térmico. En el ejemplo de la Figura 1, el producto 4 se selecciona porque tu es el más cercano a mobjetivo, siendo tu y TP4 respectivamente mestándar y TPestándar.
[0030] La Figura 2 ilustra un recocido continuo de una lámina de acero que comprende una etapa de calentamiento, una etapa de inmersión, una etapa de enfriamiento y una etapa de sobreenvejecimiento. Se calcula una multitud de CPx para obtener nuevas trayectorias térmicas TPx y, por lo tanto, una TPobjetivo.
[0031] Preferentemente, en la etapa A.2), la potencia de enfriamiento del sistema de enfriamiento varía de un valor mínimo a un valor máximo. La potencia de enfriamiento se puede determinar mediante un caudal de un fluido de enfriamiento, una temperatura de un fluido de enfriamiento, la naturaleza del fluido de enfriamiento y el coeficiente de intercambio térmico, siendo el fluido un gas o un líquido.
[0032] En otra realización preferida de la invención, la potencia de enfriamiento del sistema de enfriamiento varía de un valor máximo a un valor mínimo.
[0033] Por ejemplo, el sistema de enfriamiento comprende al menos un chorro de enfriamiento, al menos un pulverizador de enfriamiento o al menos ambos. Preferentemente, el sistema de enfriamiento comprende al menos un chorro de enfriamiento, pulverizando el chorro de enfriamiento un fluido que es un gas, un líquido acuoso o una mezcla de estos. Por ejemplo, el gas se elige de aire, HNx, H2, N2, Ar, He, agua de vapor o una mezcla de estos. Por ejemplo, el líquido acuoso se elige entre: agua o nanofluidos.
[0034] Preferentemente, los chorros de enfriamiento pulverizan el gas con un caudal entre 0 y 350000 Nm3/h. El número de chorros de enfriamiento presentes en la sección de enfriamiento depende de la línea de tratamiento térmico, puede variar de 1 a 25, preferentemente de 1 a 20, ventajosamente de 1 a 15 y más preferentemente entre 1 y 5. El caudal depende del número de chorros de enfriamiento. Por ejemplo, el caudal de un chorro de enfriamiento está entre 0 y 50000 Nm3/h, preferentemente entre 0 y 40000 Nm3/h, más preferentemente entre 0 y 20000 Nm3/h.
[0035] Cuando la sección de enfriamiento comprende chorros de enfriamiento, la variación de la potencia de enfriamiento se basa en el caudal. Por ejemplo, para un chorro de enfriamiento, 0 Nm3/h corresponde a una potencia de enfriamiento del 0 % y 40000Nm3/h corresponde a una potencia de enfriamiento del 100 %.
[0036] Por lo tanto, por ejemplo, la potencia de enfriamiento de un chorro de enfriamiento varía de 0 Nm3/h, es decir, 0 %, a 40000 Nm3/h, es decir, 100 %. El valor mínimo y máximo de la potencia de enfriamiento puede ser cualquier valor elegido en el intervalo del 0 al 100 %. Por ejemplo, el valor mínimo es del 0 %, 10 %, 15 % o 25 %. Por ejemplo, el valor máximo es del 80 %, 85 %, 90 % o 100 %.
[0037] Cuando la sección de enfriamiento comprende al menos 2 chorros de enfriamiento, la potencia de enfriamiento puede ser la misma o diferente en cada chorro de enfriamiento. Esto significa que cada chorro de enfriamiento puede configurarse independientemente entre sí. Por ejemplo, cuando la sección de enfriamiento comprende 11 chorros de enfriamiento, la potencia de enfriamiento de los tres primeros chorros de enfriamiento puede ser del 100 %, la potencia de enfriamiento de los siguientes cuatro puede ser del 45 % y la potencia de enfriamiento de los últimos cuatro puede ser del 0 %.
[0038] Por ejemplo, la variación de la potencia de enfriamiento tiene un incremento entre 5 a 50 %, preferentemente entre 5 a 40 %, más preferentemente entre 5 a 30 % y ventajosamente entre 5 a 20 %. El incremento de la potencia de enfriamiento es, por ejemplo, del 10 %, 15 % o 25 %.
[0039] Cuando la sección de enfriamiento comprende al menos 2 chorros de enfriamiento, el incremento de la potencia de enfriamiento puede ser el mismo o diferente en cada chorro de enfriamiento. Por ejemplo, en la etapa A.2), el incremento de la potencia de enfriamiento puede ser del 5 % en todos los chorros de enfriamiento. En otra realización, el incremento de la potencia de enfriamiento puede ser del 5 % para los tres primeros chorros, del 20 % para los cuatro siguientes y del 15% para los cuatro últimos. Preferentemente, el incremento de la potencia de enfriamiento es diferente para cada chorro de enfriamiento, por ejemplo, 5 % para el primer chorro, 20 % para el segundo chorro, 0 % para el tercer chorro, 10 % para el cuarto chorro, 0 % para el quinto chorro, 35 % del sexto chorro, etc.
[0040] En una realización preferida de la invención, los sistemas de enfriamiento se configuran en función de la transformación de fase independientemente entre sí. Por ejemplo, cuando el sistema de enfriamiento comprende 11 chorros de enfriamiento, la potencia de enfriamiento de los tres primeros chorros de enfriamiento puede configurarse para la transformación, la potencia de enfriamiento de los siguientes cuatro puede configurarse para la transformación de austenita en perlita y la potencia de enfriamiento de los últimos cuatro puede configurarse para la transformación de austenita en bainita. En otra realización, el incremento de la potencia de enfriamiento puede ser diferente para cada chorro de enfriamiento.
[0041] Preferentemente, en la etapa A.1.b), Tinmersión es un número fijo que se selecciona del intervalo entre 600 y 1000 °C. Por ejemplo, Tinmersión puede ser de 700 °C, 800 °C o 900 °C dependiendo de la lámina de acero.
[0042] En otra realización preferida, la Tinmersión varía de 600 a 1000 °C. Por ejemplo, la Tinmersión puede variar de 650 a 750 °C o de 800 a 900 °C dependiendo de la lámina de acero.
[0043] Ventajosamente, cuando Tinmersión varía después de la etapa A.2), se realiza una subetapa de cálculo adicional de modo que:
c. Tinmersión varía en un valor de intervalo predefinido elegido de 600 a 1000 °C y
d. Para cada variación de Tinmersión, se calculan nuevas trayectorias de enfriamiento CPx, en función del producto seleccionado en la etapa A.1.a) y la TPestándar, la microestructura inicial mi de la lámina de acero para alcanzar mestándar y Tenfriamiento, recalculándose la etapa de enfriamiento de la TPestándar usando dicha CPx para obtener nuevas trayectorias térmicas TPx, correspondiendo cada TPx a una microestructura mx.
[0044] De hecho, con el procedimiento según la presente invención, la variación de Tinmersión se tiene en cuenta para el cálculo de CPx. Por lo tanto, para cada temperatura de inmersión, se calcula una multitud de nuevas trayectorias de enfriamiento CPx.
[0045] Preferentemente, se calculan al menos 10 CPx, más preferentemente al menos 50, ventajosamente al menos 100 y más preferentemente al menos 1000. Por ejemplo, el número de CPx calculada es entre 2 y 10000, preferentemente entre 100 y 10000, más preferentemente entre 1000 y 10000.
[0046] En la etapa A.3), se selecciona una TPobjetivo para alcanzar el mobjetivo, eligiéndose la TPobjetivo entre la TPx calculada y que se selecciona de modo que el mx sea el más cercano al mobjetivo. Preferentemente, las diferencias entre las proporciones de fase presentes en mobjetivo y mx es del ±3 %.
[0047] Preferentemente, cuando al menos dos TPx tienen sus mx iguales, la TPobjetivo seleccionada es la que tiene la potencia de enfriamiento mínima necesaria.
[0048] Ventajosamente, cuando varía la Tinmersión, la TPobjetivo seleccionada incluye además el valor de Tinmersión para alcanzar el mobjetivo, eligiéndose la TPobjetivo de TPx
[0049] Ventajosamente, en la etapa A.2), la entalpia térmica H liberada entre mi y mobjetivo se calcula de manera que:
Hliberada = (Xferrita * Hferrita )' + v (X, bainita H bbaaiinniitJa
X 'cement .i.t.a ) (H ■aus .tenit .a
Figure imgf000007_0001
siendo X una fracción de fase.
[0050] Sin querer limitarse a ninguna teoría, H representa la energía liberada a lo largo de la trayectoria térmica cuando se realiza una transformación de fase. Se cree que algunas transformaciones de fase son exotérmicas y algunas de ellas son endotérmicas. Por ejemplo, la transformación de ferrita en austenita durante una trayectoria de calentamiento es endotérmica mientras que la transformación de austenita en perlita durante una trayectoria de enfriamiento es exotérmica.
[0051] En una realización preferida de la invención, en la etapa A.2), todo el ciclo térmico CPx se calcula de tal manera que: con Cpe: el calor específico de la fase (Jkg-1K-1), p: la densidad del acero (g.m-3), Ep: el espesor del acero (m) 9 : el flujo de calor (convectivo y radiativo en W), Hliberada (J.kg-1), T: la temperatura (°C) y t: el tiempo (s).
Figure imgf000007_0002
[0052] Preferentemente, en la etapa A.2), se calculan al menos una microestructura de acero intermedia mxint correspondiente a una trayectoria térmica intermedia CPxint y la entalpia térmica Hxint En este caso, el cálculo de CPx se obtiene mediante el cálculo de una multitud de CPxint. Por lo tanto, preferentemente, CPx es la suma de todas las CPxint y Hliberada es la suma de todas las Hxint. En esta realización preferida de la invención, CPxint se calcula periódicamente. Por ejemplo, se calcula cada 0,5 segundos, preferentemente 0,1 segundos o menos.
[0053] La Figura 3 ilustra una realización preferida de la invención, en el que en la etapa A.2), se calculan minti y mint2 correspondientes respectivamente a CPxinti y CPxint2, así como Hxinti y Hxint2. Hliberada durante toda la trayectoria térmica se determina para calcular CPx. En esta realización, se puede calcular una multitud, es decir, más de 2, de CPxint, mxint y Hxint para obtener CPx (no se muestra).
[0054] En una realización preferida de la invención, antes de la etapa A.1), se selecciona al menos una propiedad mecánica dirigida Pobjetivo elegida entre el límite elástico YS, la resistencia máxima a la tracción UTS, el alargamiento, la expansión del orificio y la conformabilidad. En esta realización, preferentemente, mobjetivo se calcula en función de Pobjetivo.
[0055] Sin querer limitarse a ninguna teoría, se cree que las características de la lámina de acero están definidas por los parámetros del procedimiento aplicados durante la producción de acero. Por lo tanto, ventajosamente, en la etapa A.2), los parámetros del procedimiento a los que se somete la lámina de acero antes de entrar a la línea de tratamiento térmico se tienen en cuenta para calcular CPx. Por ejemplo, los parámetros del procedimiento comprenden al menos un elemento elegido de entre: una velocidad de reducción de laminado en frío, una temperatura de bobinado, una trayectoria de enfriamiento de mesa de agotamiento, una temperatura de enfriamiento y una velocidad de enfriamiento de bobina.
[0056] En otra realización, para el cálculo de CPx se tienen en cuenta los parámetros de procedimiento de la línea de tratamiento a los que se someterá la lámina de acero en la línea de tratamiento térmico. Por ejemplo, los parámetros del procedimiento comprenden al menos un elemento elegido de entre: la velocidad de la línea, una temperatura específica de la lámina de acero térmica a alcanzar, la potencia de calentamiento de las secciones de calentamiento, una temperatura de calentamiento y una temperatura de inmersión, la potencia de enfriamiento de las secciones de enfriamiento, una temperatura de enfriamiento, una temperatura de sobreenvejecimiento.
[0057] Preferentemente, Tenfriamiento es la temperatura del baño cuando la sección de enfriamiento es seguida por una sección de recubrimiento por inmersión en caliente que comprende un baño por inmersión en caliente. Preferentemente, el baño es a base de aluminio o a base de zinc.
[0058] En una realización preferida de la invención, el baño a base de aluminio comprende menos del 15 % de Si, menos del 5,0 % de Fe, opcionalmente del 0,1 al 8,0 % de Mg y opcionalmente del 0,1 al 30,0 % de Zn, siendo el resto Al.
[0059] En otra realización preferida de la invención, el baño a base de zinc comprende 0,01-8,0% de Al, opcionalmente 0,2-8,0 % de Mg, siendo el resto Zn.
[0060] El baño fundido también puede comprender impurezas y elementos residuales inevitables de los lingotes de alimentación o del paso de la lámina de acero en el baño fundido. Por ejemplo, las impurezas opcionales se eligen entre Sr, Sb, Pb, Ti, Ca, Mn, Sn, La, Ce, Cr, Zr o Bi, siendo el contenido en peso de cada elemento adicional inferior al 0,3 % en peso. Los elementos residuales de los lingotes de alimentación o del paso de la lámina de acero en el baño fundido pueden ser de hierro con un contenido de hasta el 5,0 %, preferentemente hasta el 3,0 % en peso.
[0061] En otra realización preferida de la invención, Tenfriamiento es la temperatura de templado Tq. De hecho, para la lámina de acero Q&P, un punto importante de un tratamiento de templado y partición es Tq.
[0062] Preferentemente, Tenfriamiento está entre 150 y 800 °C.
[0063] Ventajosamente, cada vez que una nueva lámina de acero entra en la línea de tratamiento térmico, se realiza automáticamente una nueva etapa de cálculo A.2) en función de la etapa de selección A.1) realizada de antemano. De hecho, el procedimiento según la presente invención adapta la trayectoria de enfriamiento a cada lámina de acero incluso si el mismo grado de acero entra en la línea de tratamiento térmico ya que las características reales de cada acero a menudo difieren. La nueva lámina de acero se puede detectar y las nuevas características de la lámina de acero se miden y se preseleccionan de antemano.
[0064] Por ejemplo, un sensor detecta la soldadura entre dos bobinas La Figura 4 ilustra un ejemplo según la invención en el que se realiza un recocido continuo en una lámina de acero antes de la deposición de un recubrimiento por inmersión en caliente. Con el procedimiento según la presente invención, después de una selección de un producto predefinido que tiene una microestructura cercana a mobjetivo (no se muestra), se calcula una CPx en función de mi, el producto seleccionado y mobjetivo. En este ejemplo, se calculan las trayectorias térmicas intermedias CPxint1 a CPxint3, correspondientes respectivamente a de mxint1 a mxint3, y de Hxint1 a Hxint3. Hliberada se determina para obtener CPx y, por lo tanto, TPx. En esta Figura, se ilustra TPobjetivo.
[0065] Con el procedimiento según la presente invención, una etapa de tratamiento térmico en el que TPobjetivo se realiza en la lámina de acero.
[0066] Por lo tanto, se obtiene una bobina hecha de una lámina de acero que incluye dichos tipos de productos predefinidos incluyen DP, TRIP, Q&P, TWIP, CFB, PHS, TRIPLEX, DÚPLEX, DP HD, teniendo dicha bobina una variación estándar de propiedades mecánicas por debajo o igual a 25 MPa, preferentemente por debajo o igual a 15 MPa, más preferentemente por debajo o igual a 9 MPa, entre dos puntos cualesquiera a lo largo de la bobina. De hecho, sin querer limitarse a ninguna teoría, se cree que el procedimiento que incluye la etapa de cálculo A.2) tiene en cuenta la dispersión de la microestructura de la lámina de acero a lo largo de la bobina. Por lo tanto, la TPobjetivo aplicada en la lámina de acero en la etapa permite una homogeneización de la microestructura y también de las propiedades mecánicas. Preferentemente, las propiedades mecánicas se eligen de YS, UTS o alargamiento. El bajo valor de la variación estándar se debe a la precisión de la TPobjetivo.
[0067] Preferentemente, la bobina está cubierta por un recubrimiento metálico a base de zinc o a base de aluminio.
[0068] Preferentemente, en una producción industrial, la variación estándar de las propiedades mecánicas entre 2 bobinas hechas de una lámina de acero que incluye dichos tipos de producto predefinidos incluyen DP, TRIP, Q&P, TWIP, CFB, PHS, TRIPLEX, DÚPLEX, DP HD medida sucesivamente producida en la misma línea es inferior o igual a 25 MPa, preferentemente inferior o igual a 15 MPa, más preferentemente inferior o igual a 9 MPa.
[0069] Se utiliza una línea de tratamiento térmico para la implementación de un procedimiento según la presente invención para realizar TPobjetivo. Por ejemplo, la línea de tratamiento térmico es un horno de recocido continuo.
[0070] Un producto de programa informático que comprende al menos un módulo metalúrgico, un módulo térmico y un módulo de optimización cooperan para determinar TPobjetivo, comprendiendo dichos módulos instrucciones de software que cuando se implementan mediante un ordenador implementan el procedimiento según la presente invención.
[0071] El módulo metalúrgico predice la microestructura (mx, mobjetivo incluyendo fases metaestables: bainita y martensita y fases estables: ferrita, austenita, cementita y perlita) y más precisamente la proporción de fases a lo largo del tratamiento y predice la cinética de la transformación de fases.
[0072] El módulo térmico predice la temperatura de la lámina de acero dependiendo de la instalación utilizada para el tratamiento térmico, siendo la instalación, por ejemplo, un horno de recocido continuo, las características geométricas de la banda, los parámetros del procedimiento que incluyen la potencia de enfriamiento, calentamiento o energía isotérmica, la entalpía térmica H liberada o consumida a lo largo de la trayectoria térmica cuando se realiza una transformación de fase.
[0073] El módulo de optimización determina la mejor trayectoria térmica para alcanzar mobjetivo, es decir, TPobjetivo siguiendo el procedimiento según la presente invención utilizando los módulos metalúrgicos y térmicos.
[0074] La invención se explicará ahora en ensayos realizados únicamente con fines informativos. No son limitantes.
Ejemplo
[0075] En este ejemplo, se eligió DP780GI que tiene la siguiente composición química:
Figure imgf000009_0002
[0076] El laminado en frío tuvo una tasa de reducción del 50 % para obtener un espesor de 1 mm.
[0077] El mobjetivo a alcanzar comprende 13 % de martensita, 45 % de ferrita y 42 % de bainita, que corresponde al siguiente Pobjetivo: YS de 500 MPa y una UTS de 780 MPa. También se debe alcanzar una temperatura de enfriamiento Tenfriamiento de 460 °C para realizar un recubrimiento por inmersión en caliente con un baño de zinc. Esta temperatura debe alcanzarse con una precisión de /- 2 °C para garantizar una buena capacidad de recubrimiento en el baño de Zn.
[0078] En primer lugar, la lámina de acero se comparó con una lista de productos predefinidos para obtener un producto seleccionado que tiene una microestructura mestándar más cercana a mobjetivo. El producto seleccionado también fue un DP780GI que tiene la siguiente composición química:
Figure imgf000009_0003
[0079] La microestructura de DP780GI, es decir, la mestándar, comprende 10 % de martensita, 50 % de ferrita y 40 % de bainita. La trayectoria térmica correspondiente TPestándar es la siguiente:
- una etapa de precalentamiento en la que la lámina de acero se calienta desde la temperatura ambiente hasta 680 °C durante 35 segundos,
- una etapa de calentamiento en la que la lámina de acero se calienta de 680 °C a 780 °C durante 38 segundos, - etapa de inmersión en la que la lámina de acero se calienta a una temperatura de inmersión Tinmersión de 780 °C durante 22 segundos,
- una etapa de enfriamiento en la que la lámina de acero se enfría con 11 chorros de enfriamiento por pulverización de HNx de la siguiente manera:
Figure imgf000009_0001
- un recubrimiento por inmersión en caliente en un baño de zinc a 460 °C,
- el enfriamiento de la lámina de acero hasta el rodillo superior durante 24,6 s a 300 °C y
- el enfriamiento de la lámina de acero a temperatura ambiente. A continuación, se calcularon una multitud de trayectorias de enfriamiento CPx en función del producto seleccionado DP780GI y la TPestándar, mi de DP780 para alcanzar mobjetivo, la trayectoria de calentamiento, la trayectoria de inmersión que comprende la Tinmersión y la Tenfriamiento.
[0080] La etapa de enfriamiento de TPestándar se recalculó usando dicha CPx para obtener nuevas trayectorias térmicas TPx. Después del cálculo de TPx, se seleccionó una TPobjetivo para alcanzar el mobjetivo, eligiéndose la TPobjetivo de TPx y que se selecciona de modo que mx sea el más cercano al mobjetivo. TPobjetivo es como sigue:
- una etapa de precalentamiento en la que la lámina de acero se calienta desde la temperatura ambiente hasta 680 °C durante 35 segundos,
- una etapa de calentamiento en el que la lámina de acero se calienta de 680 °C a 780 °C durante 38 s,
- etapa de inmersión en el que la lámina de acero se calienta a una temperatura de inmersión Tinmersión de 780 °C durante 22 segundos,
- una etapa de enfriamiento CPx que comprende:
Figure imgf000010_0002
- un recubrimiento por inmersión en caliente en un baño de zinc a 460 °C,
- el enfriamiento de la lámina de acero hasta el rodillo superior durante 24,6 s a 300 °C y
- el enfriamiento de la lámina de acero hasta la temperatura ambiente.
La Tabla 1 muestra las ro iedades obtenidas con la TPestándar TP0betvo en la lámina de acero:
Figure imgf000010_0001
[0081] Con el procedimiento según la presente invención, es posible obtener una lámina de acero que tiene las propiedades esperadas deseadas ya que la trayectoria térmica TPobjetivo se adapta a cada lámina de acero. Por el contrario, al aplicar una trayectoria térmica convencional TPestándar no se obtienen las propiedades esperadas.

Claims (35)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento de fabricación de una lámina de acero tratada térmicamente que tiene una microestructura mobjetivo que comprende del 0 al 100 % de al menos una fase elegida entre: ferrita, martensita, bainita, perlita, cementita y austenita, en una línea de tratamiento térmico que comprende una sección de calentamiento, una sección de inmersión y una sección de enfriamiento que incluye un sistema de enfriamiento, en el que se realiza una trayectoria térmica TPobjetivo, comprendiendo dicho procedimiento:
A. etapa de preparación que comprende:
1) una subetapa de selección en la que:
a. mobjetivo y la composición química se comparan con una lista de productos predefinidos, cuya microestructura incluye fases predefinidas y una proporción predefinida de fases, con el fin de seleccionar un producto que tenga una microestructura mestándar más cercana a mobjetivo y TPestándar, que comprende al menos un calentamiento, una inmersión y una etapa de enfriamiento, para obtener mestándar,
b. una trayectoria de calentamiento, una trayectoria de inmersión que incluye una temperatura de inmersión Tinmersión, la potencia de enfriamiento del sistema de enfriamiento y una temperatura de enfriamiento Tenfriamiento se seleccionan en función de la TPestándar y
2) una subetapa de cálculo en el que a través de la variación de la potencia de enfriamiento, se calculan nuevas trayectorias de enfriamiento CPx en función del producto seleccionado en la etapa A.1.a) y la TPestándar, la microestructura inicial mi de la lámina de acero para alcanzar mobjetivo, la trayectoria de calentamiento, la trayectoria de inmersión que comprende Tinmersión y Tenfriamiento, recalculándose la etapa de enfriamiento de la TPestándar usando dicha CPx para obtener nuevas trayectorias térmicas TPx, correspondiendo cada TPx a una microestructura m*,
3) una etapa de selección en el que se selecciona una TPobjetivo para alcanzar el mobjetivo, eligiéndose la TPobjetivo entre las trayectorias térmicas TPx calculadas y que se selecciona de modo que el mx sea el más cercano al mobjetivo y
B. una etapa de tratamiento térmico en el que la TPobjetivo se realiza en la lámina de acero.
2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que las fases predefinidas en la etapa A.1) están definidas por al menos un elemento elegido entre: el tamaño, la forma, un producto químico y la composición.
3. El procedimiento según la reivindicación 1 o 2, en el que la TPestándar comprende además una etapa de precalentamiento.
4. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la TPestándar comprende además una etapa de recubrimiento por inmersión en caliente, una etapa de sobreenvejecimiento, una etapa de templado o una etapa de partición.
5. El procedimiento según cualquiera de la reivindicación 1 a 4, en el que la microestructura mobjetivo comprende:
-100 % de austenita,
- del 5 al 95 % de martensita, del 4 al 65 % de bainita, siendo el resto ferrita,
- del 8 al 30% de austenita residual, del 0,6 al 1,5% de carbono en solución sólida, siendo el resto ferrita, martensita, bainita, perlita y/o cementita,
- del 1 % al 30% de ferrita y del 1 % al 30 % de bainita, del 5 y el 25 % de austenita, siendo el resto martensita, - del 5 al 20 % de austenita residual, siendo el resto martensita,
- ferrita y austenita residual,
- fases residuales de austenita e intermetálicas,
- del 80 al 100 % de martensita y del 0 al 20 % de austenita residual
- 100 % martensita,
- del 5 al 100 % de perlita y del 0 al 95 % de ferrita y
- al menos el 75 % de ferrita equiaxada, del 5 al 20 % de martensita y bainita en una cantidad inferior o igual al 10 %.
6. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dichos tipos de productos predefinidos incluyen acero de fase dual, plasticidad inducida por transformación, acero templado y dividido, plasticidad inducida por maclado, bainita libre de carburo, acero endurecido por presión, TRIPLE, DÚPLEX y DP de alta ductilidad de fase dual.
7. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que en la etapa A.2), la potencia de enfriamiento del sistema de enfriamiento varía de un valor mínimo a un valor máximo.
8. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que en la etapa A.2), la potencia de enfriamiento del sistema de enfriamiento varía de un valor máximo a un valor mínimo.
9. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que en la etapa A.1.b), Tinmersión es un número fijo que se selecciona del intervalo de entre 600 a 1000 °C.
10. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que en la etapa A.1.b), la Tinmersión varía de 600 a 1000 °C.
11. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que después de la etapa A.2), se realiza una subetapa de cálculo adicional en el que:
c. Tinmersión varía en un valor de intervalo predefinido elegido de 600 a 1000 °C y
d. Para cada variación de Tinmersión, se calculan nuevas trayectorias de enfriamiento CPx, en función del producto seleccionado en la etapa A.1.a) y la TPestándar, la microestructura inicial mi de la lámina de acero para alcanzar el mestándar y la Tenfriamiento, recalculándose la etapa de enfriamiento de la TPestándar usando dicha CPx para obtener nuevas trayectorias térmicas TPx, correspondiendo cada TPx a una microestructura mx.
12. El procedimiento según cualquiera de la reivindicación 11, en el que en la etapa de selección A.3), la TPobjetivo seleccionada incluye además el valor de Tinmersión.
13. El procedimiento según 12, en el que en la etapa A.3), cuando al menos dos CPx tienen su mx igual, la TPobjetivo seleccionada es la que tiene la potencia de enfriamiento mínima necesaria.
14. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en la etapa A.2), las diferencias entre las proporciones de fase presentes en mobjetivo y mx es del ±3 %.
15. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que en la etapa A.2), la entalpía térmica H liberada entre mi y mobjetivo se calcula de manera que:
H,l:ib..e.ra.d.a = (Xf_ fe_rrita * H ferrita) ( X m , artensita * H martensita) ( x .hba.in,ita * Hh bai.n,ita-)
^^perlita * Hperlita ) (H ™ ,¡ta xcem6nt¡ i,t t a ) ' + ( 'H austemta austenita/ siendo X una fracción de fase.
16. El procedimiento según la reivindicación 15, en el que en la etapa A.2), toda la trayectoria de enfriamiento CPx se calcula de manera que:
Figure imgf000012_0001
con Cpe: el calor específico de la fase (Jkg-1K-1), p: la densidad del acero (g.m-3), Ep: el espesor del acero (m), 9: el flujo de calor (convectivo y radiativo en W), Hliberada (J.kg-1), T: temperatura (°C) y t: tiempo (s).
17. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 15 o 16, en el que en la etapa A.2), se calculan al menos una microestructura de acero intermedia mxint correspondiente a una trayectoria de enfriamiento intermedia CPxint y la entalpía térmica Hxint.
18. El procedimiento según la reivindicación 17, en el que en la etapa A.2), CPx es la suma de todas las CPxint y Hliberada es la suma de todas las Hxint.
19. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en el que antes de la etapa A.1.a), se selecciona al menos una propiedad mecánica dirigida Pobjetivo elegida entre el límite elástico YS, la resistencia máxima a la tracción UTS, la expansión del orificio de alargamiento y la conformabilidad.
20. El procedimiento según la reivindicación 19, en el que mobjetivo se calcula en función de Pobjetivo.
21. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, en el que en la etapa A.2), los parámetros de procedimiento a los que se somete la lámina de acero antes de entrar en la línea de tratamiento térmico se tienen en cuenta para calcular CPx.
22. El procedimiento según la reivindicación 21, en el que los parámetros del procedimiento comprenden al menos un elemento elegido entre: una velocidad de reducción de laminación en frío, una temperatura de bobinado, una trayectoria de enfriamiento de la mesa de agotamiento, una temperatura de enfriamiento y una velocidad de enfriamiento de la bobina.
23. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, en el que en la etapa A.2) se tienen en cuenta los parámetros de procedimiento de la línea de tratamiento a los que se someterá la lámina de acero en la línea de tratamiento térmico para calcular CPx.
24. El procedimiento según la reivindicación 23, en el que los parámetros del procedimiento comprenden al menos un elemento elegido de entre: una temperatura específica de la lámina de acero térmica a alcanzar, la velocidad de la línea, la potencia de enfriamiento de las secciones de enfriamiento, la potencia de calentamiento de las secciones de calentamiento, una temperatura de sobreenvejecimiento, una temperatura de enfriamiento, una temperatura de calentamiento y una temperatura de inmersión.
25. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, en el que el sistema de enfriamiento comprende al menos un chorro de enfriamiento, al menos un pulverizador de enfriamiento o al menos ambos.
26. El procedimiento según la reivindicación 25, en el que cuando el sistema de enfriamiento comprende al menos un chorro de enfriamiento, el chorro de enfriamiento pulveriza un gas, un líquido acuoso o una mezcla de estos.
27. El procedimiento según la reivindicación 26, en el que el gas se elige entre aire, HNx, H2, N2, Ar, He, agua de vapor o una mezcla de estos.
28. El procedimiento según la reivindicación 27, en el que el líquido acuoso se elige entre agua o nanofluido.
29. El procedimiento según la reivindicación 27, en el que el chorro de enfriamiento pulveriza aire con un caudal entre 0 y 350000 Nm3/h.
30. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 29, en el que Tenfriamiento es la temperatura de baño cuando la sección de enfriamiento es seguida por una sección de recubrimiento por inmersión en caliente que comprende un baño por inmersión en caliente.
31. El procedimiento según la reivindicación 30, en el que el baño es a base de aluminio o a base de zinc.
32. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 29, en el que Tenfriamiento es la temperatura de templado Tq.
33. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 32, en el que la Tenfriamiento está entre 150 y 800 °C.
34. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 33, en el que cada vez que una nueva lámina de acero entra en la línea de tratamiento térmico, se realiza automáticamente una nueva etapa de cálculo A.2) en función de la etapa de selección A.1) realizada de antemano.
35. Un procedimiento según la reivindicación 34, en el que se realiza una adaptación de la trayectoria de enfriamiento a medida que la lámina de acero entra en la sección de enfriamiento de la línea de tratamiento térmico en los primeros metros de la lámina.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017119700A1 (ko) 2016-01-04 2017-07-13 제일약품주식회사 융합 페닐 환이 포함된 c-글루코시드 유도체 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 약학적 조성물
WO2024070890A1 (ja) * 2022-09-30 2024-04-04 Ｊｆｅスチール株式会社 鋼板、部材およびそれらの製造方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58120742A (ja) * 1982-01-11 1983-07-18 Nippon Steel Corp 鋼帯の冷却制御方法
DE68928639T2 (de) * 1989-06-16 1998-07-30 Kawasaki Steel Co Verfahren zur regelung der kühlung von stahlmaterial
JPH1036923A (ja) * 1996-07-22 1998-02-10 Kawasaki Steel Corp 処理条件設定方法及びこれを用いた製造条件の伝達方法
DE19639062A1 (de) * 1996-09-16 1998-03-26 Mannesmann Ag Modellgestütztes Verfahren zur kontrollierten Kühlung von Warmband oder Grobblech in einem rechnergeführten Walz- und Kühlprozeß
JP4126463B2 (ja) * 1996-11-29 2008-07-30 Ｊｆｅスチール株式会社 連続焼鈍炉の加熱炉における炉温設定方法
JP2000160290A (ja) * 1998-11-26 2000-06-13 Kobe Steel Ltd 溶融亜鉛めっき用鋼板およびその製造方法
FR2897620B1 (fr) * 2006-02-21 2008-04-04 Stein Heurtey Procede et dispositif de refroidissement et de stabilisation de bande dans une ligne continue
JP5181432B2 (ja) * 2006-06-28 2013-04-10 株式会社豊田中央研究所 鋼材組織の予測方法、鋼材組織の予測装置、及びプログラム
JP4962005B2 (ja) * 2006-12-29 2012-06-27 住友金属工業株式会社 鋼材の製造方法、鋼材の冷却制御装置、及び、鋼材の製造装置
WO2010049600A1 (fr) * 2008-10-31 2010-05-06 Siemens Vai Metals Technologies Sas Four pour une installation de traitement thermique d'une bande d'acier en défilement continu et procédé associé
JP5693392B2 (ja) * 2011-06-15 2015-04-01 株式会社神戸製鋼所 冷却又は加熱される鋼板における変態率の算出方法、及び鋼板の変態率の制御方法
RU2518039C2 (ru) * 2011-08-09 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "ВятГУ") Способ контроля и управления непрерывной термообработкой
CN102851474B (zh) * 2012-09-12 2015-05-27 首钢总公司 一种提高带钢通卷力学性能均匀性的生产方法
JP5728115B1 (ja) * 2013-09-27 2015-06-03 株式会社神戸製鋼所 延性および低温靭性に優れた高強度鋼板、並びにその製造方法
WO2016016683A1 (en) * 2014-07-30 2016-02-04 Arcelormittal A method for producing a high strength steel piece

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