MXPA05002053A - Vaciado continuo de acero fundido para hoja metalica. - Google Patents

Abstract

Se describe un metodo para el vaciado continuo de acero fundido para una hoja delgada, en el cual, en el vaciado del acero calmado con aluminio, se utiliza un material refractario basado en CaO-MgO que contiene 20% en masa o mas de escoria basado en CaO-MgO, al menos en una porcion para ponerse en contacto con el acero fundido, en donde el 60& o mas de los cristales de MgO en las particulas de la escoria basada en Cao-MgO un diametro de particula de 50 °m o menor. En el metodo, los cristales de MgO en el acero fundido tiene un tamano de particula reducido, lo cual da como resultado la reduccion en la frecuencia de la aparicion de una grieta incluso cuando esos estan contenidos como inclusiones en un acero vaciado y el acero es laminado.

Description

VACIADO CONTINUO DE ACERO FUNDIDO PARA HOJA METALICA . CAMPO TECNICO La presente invención se refiere al vaciado continuo de acero fundido para ser formado como una hoja metálica, y más particularmente a un material refractario para el uso en el vaciado continuo.

·' - ' - ANTECEDENTES DE LA INVENCION En los últimos años, se ha vuelto cada vez más prominente la necesidad para el . control de calidad estricto de productos de acero. . Bajo estas circunstancias, en el vaciado continuo de acero de aluminio-desoxidado (de aquí en adelante denominado como "acero calmado con aluminio") para ser formado como acero de. alta calidad, tal como metal en hoja, .ha sido realizado una buena cantidad de esfuerzo para prevenir que la alúmina se llegue a acoplar sobre una boquilla de vaciado para vaciar acero fundido desde un embudo hacia un molde.' La alúmina adherida sobre la boquilla de vaciado se acumulará combinadamente, y se formará como una impureza de gran tamaño. Luego, la alúmina " será mezclada en el flujo de acero fundido, e incorporada dentro, de. placas o lozas como una inclusión de gran tamaño para provocar defecto en las placas' o deterioro en la calidad de las mismas.. Como una de las - medidas contra este problema, ha sido conocido un método que comprende inyectar gas argón desde la superficie de arena de una boquilla de vaciado hacia el acero fundido, para prevenir físicamente la adhesión de la alúmina. .No obstante, si se inyecta una cantidad excesiva . de argón, las burbujas de gas resultantes serán incorporadas dentro de las placas para provocar la formación de pequeños orificios o defectos. De este modo, este método no es exactamente una medida suficiente debida a la restricción en la cantidad de inyección permisible del gas argón. ' . - Ha sido también conocido un método destinado a proporcionar una función de anti-acumulación de alúmina a un material refractario mismo. . Este método está dirigido a prevenir la acumulación de ' alúmina por la preparación de un ladrillo refractario que contiene CaO y provocar la reacción entre CaO y la alúmina adherida al ladrillo, para formar un compuesto de bajo punto de fusión. Por ejemplo,, la .publicación de . Patente Japonesa abierta al público No. 11-506393 , describe una boquilla de vaciado utilizando un material refractario que comprende en combinación grafito y escoria de dolomita que tiene un componente primario que consiste de CaO y MgO.

Con e!L fin de obtener la función anti-acumulación de alúmina,., .este, material puede ser aplicado a la superficie de un orificio interno de una boquilla sumergida, para el vaciado de acero calmado con aluminio. En este caso, mientras que la cantidad de alúmina que va a ' ser acoplada sobre la ..superficie, del orificio interno de la boquilla sumergida es actualmente reducida, . se detecta frecuentemente una inclusión de gran tamaño a partir de las placas que van a ser formadas . como una hoja metálica. La inclusión provoca la aparición de grietas en un . proceso de. laminación de las placas. En. particular, la inclusión tiene un serio impacto sobre las placas que van a ser formadas como una hoja metálica delgada. ¦··-' ¦¦'". · ' ' " ' ' .· ¦ ; ... DESCRIPCION DE LA' INVENCION ..

' Es por lo tanto un objetivo de. la presente invención para : proporcionar un material, refractario para el uso en una boquilla de vaciado- para el uso en una boquilla de vaciado continuo, que contiene escoria basada en CaO-MgO que tiene CaO como una fase mineral que tiene un efecto anti-acumulación.. de alúmina, para permitir así que la cantidad - de Una. inclusión, de gran tamaño en las placas durante el vaciado del acero calmado con aluminio, sea drásticamente reducida. - A través de diversas investigaciones sobre inclusiones detectadas a partir de las placas en el caso de utilizar una boquilla de vaciado ¦- continuo elaborada de un material refractario que contiene escoria basada en CaO-MgO que tiene un efecto anti-acumulación de alúmina, los inventores encontraron que las inclusiones de gran tamaño que tienen un diámetro de 50 µp? o más, comprenden magnesia como un componente principal . Los inventores asumieron que la magnesia como las inclusiones se: originaba del material refractario que contenía escoria basada en CaO-MgO. - La Figura 1 muestra · el ¦ estado de distribución del gO en la escoria basada en CaO-MgO por una microfotografia electrónica. Como se observa en esta microfotografía electrónica, los granos . de MgO son independientemente dispersados sobre la escoria basada en CaO-MgO eri la forma de granos pequeños, debido a- que no se forma ningún compuesto entre CaO y. MgO. . Y la Figura 2 muestr la relación entre el diámetro medio de las partículas de" MgO en la escoria basada · en CaO-MgO y el tamaño de la' inclusión de MgO en una placa vaciada calmada con aluminio, ¦ obtenida mediante el uso de la' escoria basada en CaO-MgO,- como se muestra en la microfotografía electrónica de la Figura 1. Como se observa en la Figura 2, se prueba que existe una correlación positiva entre el tamaño de las partículas "de los granos de MgO en. la escoria, y el tamaño, de las inclusiones, y el tamaño de las partículas de grano, de MgO es análogo al tamaño de las inclusiones. · - Cuando se utiliza un material refractario que contiene escoria basada en CaO-MgO en un componente refractario- de, un. aparato de vaciado continuo para vaciar acero calmado con aluminio, en la superficie del refractario que va a estar en contacto con el acero fundido, la alúmina dispersada sobre el acero reacciona con el CaO en la escoria basada en CaO-MgO para formar un compuesto de bajo punto de ?µß???, basado en Al203-CaO, y 'el compuesto de bajo punto de fusión es luego derramado desde l superficie del componente refractario cori: el flujo del- acero fundido. El compuesto basado en Al203-CaO liberado de la superficie -. del componente refractario es . fácilmente dispersado sobre el acero fundido, y menos apto para ser formado como una inclusión de. gran tamaño. De este modo, puede ser reducido al mínimo un efecto adverso sobre la calidad de las placas. Incluso si el compuesto " basado en Al203-CaO tiene un tamaño grande, éste será relativamente inocuo debido a su relativa suavidad, . y puede ser estirado delgadamente . en un proceso de laminación. . En contraste, el MgO en la escoria es apto para fluir en- el acero fundido, al tiempo que mantiene su tamaño de grano original, debido a su baja reactividad en comparación al CaO. Además, el MgO tiene un alto punto de fusión y alta dureza. Si un grano de MgO de tamaño grande es mezclado en placas, éste provocará grietas en el proceso de laminación o deterioro en la calidad de las placas. Además, es frecuentemente el caso que el diámetro de los granos cristalinos de MgO en la escoria, sea igual a aquel de las inclusiones basadas en.. MgO en . las placas, como se muestra en la .Figura 2, debido a que el MgO en la escoria es apto para . fluir en el acero fundido, al tiempo que mantiene su tamaño de grano original. De este modo, en vista de la reducción de la cantidad de inclusiones de tamaño grande en las placas, es esencial miniaturizar los granos cristalinos en MgO en la escoria basada en CaO-MgO. Con base, en el conocimiento anterior, con el . fin de resolver el problema de las inclusiones basadas en MgO provocadas por el material refractario que contiene la escoria basada en CaO-MgO para el uso en un aparato de vaciado continuo para acero fundido que va a ser formado como una hoja metálica, la presente invención proporciona un material refractario que contiene 20% en masa o más de escoria basada en CaO-MgO. En el - material refractario, 60% o más de los granos MgO tienen un diámetro de 50 µp? o menos. El material refractario es. utilizado al menos en una porción de un aparato de vaciado continuo para estar en contacto con el acero fundido.·¦··"_- -: En general, -en vista de los productos de hoja metálica, se- desea reducir- al mínimo las inclusiones que tienen un diámetro de 50,:µp? . o más, y reducir el diámetro de los granos de MgO en la escoria basada en CaO-MgO tanto como sea posible. En un sentido práctico, el 60% más de los granos de MgO en la escoria tienen un diámetro de 50 µp? o : menos, el vaciado del' acero calmado con aluminio para la hoja metálica, puede ser realizado sin ningún problema. De este modo, la escoria basada en CaO-MgO es preparada para permitir que 60% o más- de los granos de MgO en éste tengan un diámetro de 50 µ?t? o menos. En particular, el acero para latas de estaño para bebidas se requiere que esté libre de inclusión que tenga un diámetro de 50 "µp? o mayor. De este modo, en un proceso de vaciado del acero fundido que va a ser formado como latas para bebida, se desea utilizar la escoria, que contiene granos cristalinos de MgO que tienen un diámetro medio más pequeño, por ejemplo de 20 [im o menor. El diámetro del "grano . de MgO en la escoria basada en CaO-MgO en éste, es determinado mediante la separación de los granos cristalinos de MgO y los granos de CaO en una microfotografía electrónica de la escoria uno del otro, utilizando un aparato de análisis de imágenes, convirtiendo el área de cada uno de los granos de MgO en un área circular, y midiendo él .diámetro del área circular. De acuerdo a los métodos de. preparación, la escoria basada en CaO-MgO es .clasificada en tres tipos: la escoria de dolomita sintética, la escoria de dolomita natural y la escoria basada en CaO-MgO electrofusionado. La escoria de dolomita sintética es preparado mediante la ignición- de partículas mixtas de Ca (OH) 2. y Mg (OH) 2 a una temperatura alta . La / escoria de dolomita natural es preparada mediante la ignición de la dolomita como un producto natural . a una alta temperatura. La escoria basada en CaO-MgO electrofusionado, es preparada mediante la fusión en arco de un material qué contiene componentes de CaO y componentes de MgO, y el enfriamiento/solidificación del material fundido . en arco . El' diámetro de los granos cristalinos de MgO en la . escoria sintética basada en CaO-MgO, puede ser cambiada mediante el control del tamaño de partícula de un material inicial. Específicamente, - las partículas de Mg (OH) 2 en el material inicial pueden ser acomodadas para" tener un tamaño de partícula pequeño y dispersabilidad. mejorada para; reducir el diámetro de los granos cristalinos de MgO en la .escoria. El diámetro de, los granos de MgO en la escoria de dolomita natural es variado dependiendo de los minerales de dolomita nativos. .De.- este modo, la escoria de dolomita natural puede ser preparada mediante el usó' de un mineral de dolomita nativa .- que proporciona un diámetro deseado de los granos, de MgO . - . El diámetro de los granos cristalinos de MgO en la, escoria basada en CaO-MgO electrofusionado, puede ser controlada mediante el ajuste de la . velocidad de enfriamiento en el proceso, de solidificación. En la escoria de dolomita preparada mediante el uso de dolomita- natural , los componentes químicos de CaO y MgO tienen una proporción en masa aproximadamente constante de aproximadamente , 60 : 0 (CaO :MgO) En contraste, en la escoria de dolomita sintética y la escoria basada en CaO-MgO •electrofusionado, la proporción en masa del CaO:MgO puede ser libremente cambiada . " En este caso, si el componente de MgO es excesivamente incrementado, los' granos, cristalinos de MgO serán combinados uno con el otro para formar un grano :. cristalino de MgO indeseablemente agrandado. . De este modo, el contenido de MgO es preferentemente establecido para ser menor de 50% en masa. El material ' refractario que contiene -20% en masa o más de la escoria basada en CaO-MgO puede ser preparado mediante la adición de un aglutinante orgánico la escoria basada en CaO-MgO, amasando uniformemente el. compuesto para formar un cuerpo verde, y sometiendo a ignición el cuerpo J verde a aproximadamente 1600°C, o mediante la adición de resina fenólica y 10 a 40% de grafito la escoria basada en CaO-MgO, amasando./uniformemente el' compuesto para formar un cuerpo verde, y sometiendo a ignición el cuerpo verde aproximadamente a 1000°C en una atmósfera, reductora. A través de este. proceso, el' material refractario puede tener una función anti-ácumulación de alúmina. Por . ejemplo, el material refractario que no contiene grafito, es adecuado' para el uso en un componente refractario de un aparato- de vaciado continuo que es aplicado con choque térmico relativamente bajo en el uso, tal como una boquilla superior, una boquilla deslizante, una boquilla inferior o una cabeza taponádora. El material refractario que contiene grafito es adecuado . para el uso de un componente refractario de . un aparato de vaciado continuo que es aplicado con choque térmico relativamente alto en el uso, tal como una boquilla sumergida, una boquilla larga, o un tapón largo.. No obstante, el uso de tales " materiales ¦ refractarios no está limitado a los ejemplos anteriores. Lo que es importante es ajustar adecuadamente la cantidad de grafito, dependiendo de las condiciones de uso. En vista del- efecto anti- cumulación de alúmina,. ; además del '20% en masa o más de la escoria basada en CaO-MgO que incluye CaO, el material refractario de la presente invención puede contener carbono u otra escoria de CaO, escoria de Zr02, escoria de Zr02-CaO. y/o escoria de MgO. Cuando el material refractario es utilizado en una porción de un aparato- de vaciado continuo que tiene un daño de fusión pesada en el uso, el tamaño del grano de MgO debe ser adecuadamente ajustado para prevenir el deterioro en la calidad de las placas debido al sobreflu o de la escoria hacia el acero fundido . Además, mientras que puede ser agregada una pequeña cantidad de Fe203, Si02, A1203 y/o Zr02 la escoria, se desea limitar la cantidad del aditivo dentro de .10% en masa, . debido a que es probable que una cantidad excesiva del aditivo provoque deterioro en la resistencia contra la corrosión y/o la función de anti-acumulación de alúmina . Mientras que el material refractario basado en CaO-MgO puede ser aplicado . a . cualquier componente refractario para el uso en un aparato de vaciado continuo, tal como una boquilla sumergida, una boquilla superior, una boquilla inferior, una boquilla deslizante, una boquilla larga, una cabeza taponadora y un tapón largo, éste puede ¦ se utilizado en. una porción; dada de tal componente refractario para dar origen a un efecto pretendido en éste. En particular, el material refractario puede ser •limitadamente utilizado en una porción del componente refractario al cual: va a ser adherida una gran cantidad de alúmina. Por ejemplo, cuando el material refractario es .utilizado en una de las boquillas .anteriores, en vez de . hacer a la boquilla completa del material refractario, únicamente la superficie del orificio interno de la boquilla que va a estar en contacto con el- acero, fundido, puede ser elaborada del material refractario para dar origen a una función pretendida,' suficientemente. En el caso de .utilizar el material refractario solamente en la ", superficie del orificio interno de la boquilla, un cuerpo.verde de la composición de acuerdo a la presente invención puede ser colocado . sobre la superficie interna y simultáneamente conformado con el cuerpo de la boquilla o la composición de acuerdo a la presente invención puede ser insertada dentro del orificio interno después de ser conformado' y , horneado en un "manguito y un anillo, alternativamente. - ' ¦ Cuando el material refractario es utilizado en la cabeza taponadora o en el tapón largo, únicamente la superficie exterior de la cabeza taponadora o el tapón largo que va a estar en contacto con el acero, fundido puede ser elaborado del material refractario .. Mientras que el material refractario de la presente invención es adecuado par el vaciado continuo de acero calmado con aluminio, particularmente el acero calmado con aluminio que va a ser formado como una hoja metálica, puede ser también efectivamente .aplicado al vaciado continuo dé acero calmado con Al-Si, acero calmado con Al-Ti o acero calmado con Ti.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS ¦ " La Figura 1 es .una microfotografla " electrónica que muestra la estructura de grano de la escoria basada en-CaO-MgO . . . La Figura 2 es una gráfica que muestra la relación entre el diámetro medio de los granos de MgO en la escoria y el diámetro medio dé las ' inclusiones basadas en MgO en las placas . ' ' . ' · , ., MEJOR MODALIDAD PARA LLEVAR A: CABO LA INVENCION Una modalidad preferida de la presente invención será ahora descrita en conexión con los ejemplos. ;·-. \ . - ; ,. - "- ' EJEMPLO 1 ; Una pluralidad de muestras diferentes en diámetro medio de granos cristalinos - de MgO fueron preparadas mediante el cambio de lá.. velocidad de enfriamiento de la escoria basada en CaO-MgO electrofusionado, " que tiene una composición química de 58% en masa de CaO y 41% en masa de MgO.- La Tabla 1 muestra los diámetros medios respectivos (µt?) de las escorias preparadas.

Tabla 1 Las muestras A a la E son escoria para los Ejemplos de la invención. Por- ejemplo, en la muestra E, 60% o más de 'los granos cristalinos de MgO en la escoria tiene un diámetro de : 50 µta o menos..' Las muestras F a I son escorias para Ejemplos Comparativos. En las muestras F a la I, 60% o más · de los , granos cristalinos de MgO en cada uno de las escorias tienen un diámetro mayor de .50 µp?. La Tabla 2 muestra la velocidad de composición de cada uno de - los compuestos preparados mediante la adición de la grafita resina fenólica a las escorias respectivas en la Tabla 1, y el índice de frecuencia de la aparición de grietas durante , un proceso de' laminación en cada uno de los compuestos.

Tabla 2 mplo de la Invención 1 100 (el índice que tiene un número más pequeño indica mejor calidad de las placas) Cada una de las boquillas sumergidas que sirven como piezas de prueba fue preparada mediante- la formación de un cuerpo verde que tiene una , porción de . linea de polvo utilizando un material de zirconia/grafito y un cuerpo de boquilla con. un orificio interno utilizando cada uno de los compuestos en la- Tabla' 2, a través de la formación de CIP a una presión de formación de.100 kg/'cm2, y quemando el cuerpo verde a una temperatura máxima de 1000°C en una atmósfera reductora..··¦.·-; . ' Cada una de las .boquillas sumergidas se utilizó para el vaciado continuo · de acero calmado con aluminio, y la calidad de las placas obtenidas fue verificada. El vaciado se llevó a cabo bajo las condiciones de un volumen de caldero: 250 ton, un volumen TD: 45 ton, y una velocidad de estiramiento de las placas. de 1.0 a 1.3 m/min. Las placas obtenidas fueron laminadas hasta una hoja metálica que tenía un espesor de 2 mm, y la frecuencia de aparición de grietas debidas a las . inclusiones basadas en MgO, fue verificada. La frecuencia de aparición fue indizada por definición de -la frecuencia del Ejemplo Inventivo 1 como 100. El índice que tiene un número más pequeño indica mejor calidad de las placas. Este resultado de prueba muestra .que la calidad de las placas es drásticamente mejorada e los Ejemplos Inventivos donde 60% p más de granos cristalinos de. MgO en la escoria, tienen un diámetro de 50 µp? o menor, en comparación a los Ejemplos Comparativos donde el diámetro medio es mayor de 50 µt?.

EJEMPLO 2 " ' ·" .,- - ..'· -' -¦" ; '· La Tabla 3 muestra la velocidad de composición de cada uno de los compuestos preparados ¦ al amasar uniformemente las escorias respectivas - basadas en CaO-MgO A a l en la Tabla I, y polipropileno, agregado a éstos, y el índice de frecuencias de · la aparición de grietas durante un proceso de laminación en cada' uno de. los compuestos.. Cada una de las boquillas superiores que sirven como piezas de prueba fue preparada mediante la formación de un cuerpo-verde utilizando cada uno de los compuestos en la Tabla 3, a través de la formación por prensa a una presión de formación de 1200 kg/cm2, y sometiendo a ignición el cuerpo verde a una temperatura de .1600°C." Cada una de las boquillas' superiores fue .utilizada -para el vaciado continuo del acero calmado con aluminio, bajo, las mismas condiciones que aquellas del EJEMPLO 1, y fue verificada la calidad de las placas obtenidas. Este resultado de prueba muestra . que la calidad de las placas es drásticamente mejorada en los Ejemplos Inventivos donde 60%\- o más de los granos cristalinos de MgO eñ la escoria tienen un diámetro de 50 µ?? o menor .

Tabla 3 Ejemplo de la Invención, 6 = 100 (el ¦ índice que tiene un número más pequeño indica mejor calidad de las placas) Como se mencionó anteriormente, el material refractario y el método para el uso en el vaciado continuo de acero fundido' para hoja metálica puede reducir el diámetro medio de los granos de MgO como inclusiones en las placas obtenidas a partir, del vaciado continuo-. De este modo, la frecuencia " de. aparición de" grietas en la hoja metálica laminada puede ser reducida para alcanzar un nivel de mayor calidad de los' productos de hoja metálica y la reducción del costo de producción. .· .. ' '· "·.· ¦¦ - .-¦; APLICABILIDAD INDUSTRIAL El material refractario y el método de uso. del material refractario de la presente invención pueden ser utilizados en el vaciado continuo ' de acero fundido para hoja metálica, particularmente acero calmado con aluminio para hoja metálica.

Claims (1)

REIVINDICACIONES

1. Un método para el vaciado continuo de acero fundido para hoja., metálica, utilizando un material refractario- que contiene escoria basada en CaO-MgO, en donde: 60% o más de los granos de MgO incluidos en los granos de la escoria basada en CaO-MgO tienen un diámetro de 50 µp? o menor, · la escoria basada en CaO-MgO está contenido en el material refractario a 20% en masa o más, y el material refractario que contiene la escoria basada en CaO-MgO es utilizado al . menos una porción para estar en contacto con el acero fundido.