PT1558408E

PT1558408E - Processo e linha de produção para o fabrico de bandas ultrafinas laminadas a quente baseada na técnica de pranchas finas

Info

Publication number: PT1558408E
Application number: PT03797508T
Authority: PT
Inventors: Giovanni Arvedi
Original assignee: Giovanni Arvedi
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2007-01-31
Also published as: ITMI20021996A1; KR20050042260A; DE60307496D1; CN1628002A; BR0307152B1; US7343961B2; US20050155740A1; RU2004124250A; ATE335553T1; CN100335187C; WO2004026497A1; DK1558408T3; AU2003265149A1; EP1558408B1; RU2320431C2; EP1558408A1; UA84398C2; DE60307496T2; ES2270163T3; BR0307152A

Description

Proc. 4128

DESCRIÇÃO

PROCESSO E LINHA DE PRODUÇÃO PARA O FABRICO DE BANDAS ULTRAFINAS LAMINADAS A QUENTE BASEADA NA TÉCNICA DE

PRANCHAS FINAS A presente invenção refere-se a um processo, assim como à linha de produção correspondente, de acordo com o preâmbulo das reivindicações 1 e 13. Um exemplo de um desses processos e linha de produção é divulgado na patente US 5 634 257 A. É conhecido que a técnica conhecida por "prancha fina" para fabricar a banda laminada a quente se tem estado a desenvolver fortemente desde a época das primeiras fábricas deste tipo nos Estados Unidos da América e em Itália, que começaram nos anos 1990 e 1992.

Presentemente com esta tecnologia de prancha fina já pode ser produzida como banda a quente qualquer qualidade de aço, tanto no campo dos aços de carbono, como no campo dos aços inoxidáveis. O estado da técnica é descrito, por exemplo, nas patentes DE 3840812 C2, EP 0415987 Bl, DE 19520832 AI e WO 00/20141. Sob um exame mais atento parece que um dos parâmetros que não é facilmente controlável é a temperatura: a uma velocidade de fundição de 4-6 m/min e uma espessura de banda quente de <2 mm as temperaturas da banda intermediária <900°C (AC3) são medidas à saída do laminador/desbatador e as temperaturas da banda <750°C (AC1) na saída do laminador de acabamento, as quais causam desconformidades de qualidade 1

Proc. 4128 no que diz respeito às propriedades do material e à segurança da produção.

Para evitar descer abaixo destas temperaturas criticas, a espessura da banda intermediária após o desbaste ou laminador de redução elevado (HRM), com velocidades de fundição de 4-6 m/min, não pode ser inferior a 20 mm. Este valor da espessura intermediária da banda conduz, por exemplo, após a passagem pela zona de aquecimento por indução e se alcançar uma temperatura de banda de aproximadamente 1200°C à saída da fornalha, novamente nos limites da espessura da banda quente acabada, a limites que são impossíveis de exceder para baixo sem também alcançar ao mesmo tempo temperaturas mais baixas do que a temperatura AC1 de 750 °C, tal como no caso de um aço de carbono com 0,06%C, com os consequentes inconvenientes na qualidade do aço.

Após dez anos de experiência produtiva e de desenvolvimentos na técnica de prancha fina, sabe-se também que a procura do comércio tem que ser colmatada com um produto de banda laminada a quente da melhor qualidade e a custos inferiores. As exigências do mercado para uma banda laminada a quente são dirigidas em particular a uma espessura mínima de 0,4 mm e, ao mesmo tempo, a uma laminagem termo-mecânica no sentido do diagrama T.T.T., conduzindo às características mecânicas pretendidas e melhoradas do material. Neste contexto, foi tomada em consideração uma produção de baixo custo dos aços TRIP e TWIP de Fase Dupla, na melhor maneira técnica por meio da técnica de prancha fina. 2

Proc. 4128 0 objecto da presente invenção consiste em desenvolver uma combinação do processo e linha de produção baseada na técnica de prancha fina por meio de um laminador de acabamento da banda quente, de modo a permitir o fabrico da banda quente ultrafina, no mínimo com 0,4 mm de espessura e com uma largura máxima de 2,2 m de um modo termo-mecânico de acordo com o diagrama T.T.T., tendo uma estrutura de cristal controlada e, consequentemente, as propriedades do material são controladas.

Um outro objecto da invenção, além da produção padrão da banda quente enrolada em bobinas com peso específico de aproximadamente 20 Kg/mm de largura, é a chamada “laminagem em contínuo" da banda quente de alta qualidade acima mencionada, permitindo qualquer peso de bobina e também uma ligação directa com as etapas de trabalho subsequentes.

Um objecto adicional da invenção é também fornecer um sistema de refrigeração secundário na máquina de fundição durante a redução líquida do núcleo.

Os objectos acima mencionados são conseguidos, em particular, por meio das características, não óbvias no estado da técnica, que são definidas nas reivindicações independentes 1 e 13. A presente invenção será agora descrita com referência aos desenhos anexos, dados a título de exemplos não limitativos, nos quais: 3

Proc. 4128

As figuras la e lb, combinadas em conjunto, mostram esquematicamente o exemplo preferencial da linha de produção para o processo de acordo com a invenção; A figura 2 mostra esquematicamente uma representação do sistema que controla o processo; A figura 3 mostra um diagrama da temperatura da banda em função da espessura da banda ou do número de passagens da laminagem; A figura 4 mostra um diagrama das variações das temperaturas da banda em função da sequência de passagens de laminagem no tempo; e A figura 5 mostra um diagrama T.T.T. para uma análise do aço tendo em vista a produção de um aço de TRIP ou de TWIP de Dupla Fase.

Com referência às figuras la e lb, uma linha de produção preferencial de acordo com a invenção, capaz de realizar o processo inventivo, é representada segundo os seus componentes. Está presente, no inicio da linha, um sistema 1 de fundição continua com molde oscilante 2 que alimenta na sua saída, com uma velocidade máxima de fundição de 10 m/min, uma folha com uma largura de 800-1200 mm e uma espessura de 100-70 mm. A jusante do molde proporciona-se um trajecto de rolo (ou mesa) 3, disposto mecanicamente para reduzir no máximo em 60% a espessura da folha na zona 3.1 durante a solidificação e até 80-40 mm na zona 3.2 com uma velocidade de fundição, a qual 4

Proc. 4128 deve ser mantida constante nos seus valores máximos de modo a obter uma melhor produtividade e uma temperatura mais alta da folha à saida da máquina de fundição.

Chegou-se à conclusão que o molde terá preferivelmente uma geometria tal que, ao deixá-lo a folha apresenta uma secção não perfeitamente rectangular, mas com uma coroa central com um valor preferivelmente entre 0,5 e 5 mm em cada lado 2,2. A subsequente pré-banda, após a laminagem em continuo do núcleo, terá preferivelmente ainda uma coroa central de até 0,4 mm em cada lado 5.3.

Um dispositivo de hardware especifico com software relacionado pode ser proporcionado com o propósito de obter as tolerâncias geométricas exigidas por esta banda, para conter as variações da espessura da folha que sai da fundição continua num intervalo de valores de 21 mm, independentemente das aberturas do rolo e do desgaste. Para esta fim pode proporcionar-se um actuador/regulador de posição activa e um controlador do paralelismo combinado com a primeira peça da máquina de fundição.

Isto significa que o fim da solidificação, na zona 3.3 deve ser encontrado na extremidade da máquina de fundição contínua.

Uma redução da espessura acima mencionada da folha durante a solidificação é considerada como a vantagem técnica mais importante do processo e a quantidade relevante é referida através do parâmetro VI, sendo 5

Proc. 4128 também indicado como a referência 22,1 do sistema de controlo, com referência à figura 2. A realização de uma estrutura de cristal fina e redução de fendas internas e de segregação é, de facto, uma consequência dos referidos valores de redução da espessura, pelo que resultam em caracteristicas melhoradas do material. Além disso, a redução da espessura da folha pode ser escolhida para optimizar as condições em todo o processo de fabrico.

Um ponto importante a conseguir neste estágio do processo foi desenvolver um tipo particular de refrigeração secundária ar/água 3B, estudado especialmente em combinação com o processo de redução liquida do núcleo do ponto 3. 0 objectivo deste processo era conseguir uma variação da temperatura de +30°C ao longo de ambas as superfícies externas em contacto com os rolos 3b de fundição, para obter uma distribuição da temperatura tão homogénea quanto possível, essencial para conseguir sobretudo as condições internas de qualidade, tal como acima mencionado, graças a uma redução do efeito de distorção 3A-3C a um mínimo, a velocidades de fundição elevadas (até 8 m/min) e temperatura de saída abaixo dos 1200°C de modo a impedir os fenómenos de ampliação do grão austenítico com efeitos negativos na qualidade do produto durante a laminagem.

No que diz respeito à intensidade, devem ser assegurados volumes específicos apropriados de água, quantificados em 0,6-3 L/kg de produto, enquanto que a densidade de refrigerante (Vmin por m2) deve ser maior na parte superior da máquina de fundição, onde as 6

Proc. 4128 temperaturas da folha são mais elevadas, a vaporização da água de refrigeração é mais forte e a película é ainda relativamente fina, que é a razão pela qual a transmissão do calor para o núcleo líquido é facilitada. Serão usados preferivelmente bocais de tipo 3a "Ar-vapor". A homogeneidade da temperatura no perímetro de cada secção transversal pode ser obtida escolhendo apropriadamente o número de bocais 3a e o seu teste padrão de aspersão no espaço entre cada par de rolos opostos. Deve também ser proporcionado o controlo selectivo da distribuição dos bocais entre o lado dianteiro e a parte posterior da folha, aumentando a distribuição do lado traseiro de modo a compensar a falta de fenómenos do estagnação na área côncava entre os rolos do lado dianteiro e a folha. Para os mesmos fins será também útil realizar o controlo dinâmico selectivo nalguns dos bocais em cada área entre rolos sucessivos, enquanto se observa, por exemplo, a temperatura de superfície da folha superior e/ou inferior nas secções transversais, por exemplo por meio de um "scanner" de infravermelhos.

Para a homogeneidade da temperatura na secção longitudinal, efectua-se o controlo dinâmico da distribuição total e/ou distribuição da densidade de refrigeração ao longo da máquina de fundição de modo a manter as temperaturas pretendidas da superfície da folha constantes num ou em mais pontos de detecção ao longo da máquina de fundição. Deverá notar-se que as temperaturas neste sentido podem ser afectadas por numerosos 7

Proc. 4128 parâmetros, tais como a velocidade de fundição, a temperatura de fundição de aço liquido, a entidade das permutas térmicas no molde e a composição química do aço do molde. As temperaturas de superfície previstas da folha são calculadas com modelos apropriados de solidificação que consideram: - composição química do aço; - sensibilidade do aço à deformação interna (distorção); - sensibilidade do aço aos gradientes térmicos (fendas internas ou de superfície possíveis no sentido transversal ou longitudinal); - características geométricas da máquina de fundição; - velocidades de fundição previstas; - comprimentos metalúrgicos previstos.

Para este efeito o sistema de refrigeração secundário é dotado de várias áreas do bocal controladas por válvulas de área para a água e/ou para o ar da caixa de ar-vapor, que na parte superior da máquina de fundição pode incluir bocais no lado dianteiro e no lado traseiro, enquanto na parte inferior eles podem ser diferenciados entre o lado dianteiro e o lado traseiro. Estas válvulas podem controlar apenas alguns dos bocais presentes em cada um dos espaços entre os rolos para ter mais de um controlo activo de refrigeração no sentido transversal.

A folha 2.2 é alimentada directamente, à saída do dispositivo de fundição contínua, para um laminador-desbastador (ou HRM) 5 de modo a ser laminado para uma espessura de 30-8 mm em menos de quatro passagens. A 8

Proc. 4128 redução da espessura a ser obtida pela laminagem é assim determinada de modo a ter as melhores condições para todo o processo. Além disso a velocidade relativamente lenta de 4-10 m/min, ao entrar em 5.1, i.e. 0, 066-0,166 m/s, causa um alargamento bastante sensível do produto laminado ou "folha" 5.2, e desse modo um perfil altamente melhorado, simétrico num sentido transversal com desvios de menos de 1%. Um perfil tão bom da banda intermediária 5.3 é realmente uma condição básica para ter um bom perfil do produto 13, por outras palavras, da banda fina laminada a quente, com uma espessura de 1,5-0,4 mm. A boa qualidade da banda intermediária 5.3 de perfil, sob condição de a velocidade baixa de laminagem em 5.1 quando entra na HRM 5 poder ser considerada como a segunda vantagem técnica V2 do processo, capaz de influenciar fortemente a flexibilidade de todo o processo e qualidade do produto. A mesma referência pode ser indicada pelo parâmetro 22.2 do sistema de controlo 22 descrito a seguir com referência à figura 2.

Mantendo preferencialmente baixa a distância 6 entre a máquina de fundição contínua 1 e a entrada na HRM 5 compreendida entre 0,5 e 4 m, a folha 2.2 que se encontra solidificada na extremidade da mesa de rolo 3 é então alimentada para a frente no laminador-desbastador com uma temperatura de 1450°C na sua região mais interna 7, ficando deste modo com um "núcleo quente" como é geralmente referido, enquanto a temperatura na superfície é de 1150°C. Um gradiente de temperatura 7.2 da folha 2.2 na meia espessura da própria folha à entrada da HRM 5 tão 9

Proc. 4128 invertido permite uma transformação mais homogénea e mais uniforme durante toda a espessura do material a ser laminado 5.2, desde que também o referido "núcleo" seja transformado de um modo mais homogéneo. Isto resulta também dos bordos do material a ser laminado, que são convexos e bem definidos à saída da HRM 5. 0 produto a ser laminado ou a folha 5.2 com seu gradiente de temperatura invertido 7.2, também contribui, ao incorporar directamente o laminador-desbastador 5, pelo facto de as propriedades do material serem muito melhoradas, assim como as do perfil da banda intermediária 5.3 e da banda quente laminada final.

Este "qradiente invertido da temperatura" 7.2, até ao presente totalmente desconhecido na tecnologia da laminagem - que é baseada geralmente numa distribuição constante da temperatura durante toda a espessura da folha com uma variação máxima de 30°C, neste caso o núcleo interno que está mais frio do que a superfície -conduz a características positivas no produto final e pode ser considerado como a terceira vantagem técnica V3 do processo (22.3 em referência ao sistema de controlo da figura 2).

Pelo contrário, com uma distância mais elevada 6.1 entre a máquina de fundição contínua 1 e a entrada na HRM 5, tal como até 350 m para permitir que a introdução de uma fornalha de compensação (preferivelmente uma fornalha contínua de rolo) para compensar a temperatura do material a ser laminado ou da folha 5.2, a terceira 10

Proc. 4128 vantagem chamada de V3, que corresponde ao gradiente invertido da temperatura 7.2 como acima é definido, é perdida.

Após passar através do laminador-desbastador HRM 5, a banda intermediária 5.3 com uma espessura de 30-8 mm, de acordo com as melhores condições para todo o processo, entra directamente por um caminho de aquecimento por indução 8. A distância entre a saída do HRM 5 e a entrada no aquecimento por indução 8 deve ser projectada para ser tão curta quanto possível para reduzir as perdas de temperatura, de modo a que a temperatura da banda intermediária 9 não fique mais baixa do que AC3, i.e., aproximadamente 900°C, e deixando assim a área austenitica de cristalização. A distância entre a saída da HRM e a entrada para o aquecimento por indução 8 deve ser equipada com um dispositivo de separação transversal, de preferência como um dispositivo de teste 10, e por razões da segurança de modo a prevenir avarias no laminador, com um dispositivo transversal 11 de transporte. As folhas em forma de placa, que são cortadas em caso de interupção, mostram já propriedades suficientes do material e consequentemente podem ser vendidas. Para que as perdas de temperatura da banda intermediária 5.3 sejam tão pequenas quanto possível na zona da linha transversal do transporte, deve ser proporcioanda uma tampa basculante 12 para o seu isolamento ou mesmo uma tampa basculante com a possibilidade de aquecimento por indução 12.1 entre as 11

Proc. 4128 tesouras 10 e a entrada do caminho de aquecimento por indução 8.

Ao passar através da passagem de aquecimento por indução 8 a banda intermediária 5.3 é alimentada com uma espessura entre 30 e 8 mm de acordo com a banda laminada quente 13 pretendida para a laminagem termo-mecânica 14 programada, como se vê no diagrama T.T.T. 14.1, quando se tem em conta a espessura da banda laminada quente e o tipo de estrutura a uma temperatura entre os 1100°C e 1400°C. Tal flexibilidade em controlar a temperatura só pode ser alcançada através de um aquecimento por indução, visto que uma alimentação da fornalha por energia primária é lento e a sua temperatura não pode mudar de uma banda quente para a outra.

De um modo vantajoso, de acordo com as invenções, proporciona-se um algoritmo regulador para sobreaquecer a pré banda 5.3 (cabeça e cauda), e em particular o controlo de temperatura que envolve a fornalha por indução 8 .

Os testes práticos têm, de facto, mostrado que um sobreaquecimento controlado da cabeça e da cauda da banda intermediária é uma grande ajuda no acabamento da laminagem para impedir a deformação e obter as melhores tolerâncias do produto, especialmente na fabricação de produtos ultra finos (< 1 mm).

Essa flexibilidade em controlar a temperatura da banda intermediária por meio da fornalha por indução 8, 12

Proc. 4128 de modo a assegurar um laminagem termo mecanicamente optimizada no sentido do diagrama T.T.T., pode ser identificada como uma quarta vantagem técnica V4 do processo (que corresponde ao parâmetro 22.4 no sistema de controlo de acordo com a figura 2). 0 processo de acordo com a invenção, com a linha de produção relevante, permite a escolha entre uma "laminagem contínua" 15 ou mesmo uma laminagem padrão às bobinas 16 com pesos específicos da bobina, por exemplo de 20 kg/mm da largura da banda. No caso da "laminagem contínua" 15 a banda intermediária 5.3 entra no laminador 18 de acabamento à temperatura desejada, porque foi disposta na fornalha por indução 8 entre os 1100°C e os 1400°C (8.1) e com uma velocidade da entrada que seja limitada à velocidade de fundição 2.3 e seja a mesma que a velocidade na saída da HRM durante todo o dispositivo de estiramento plástico 17 e o dispositivo de decapagem 17a. O dispositivo de estiramento plástico 17 provoca alongamento com referência a uma secção de comprimento inicial Lo, igual a: E = (Li-Lo) /L0

Associada à deformação, que dá origem a este alongamento, está uma flexão plástica devido à passagem através dos rolos 17.1, que conduz à quebra da escama de aderência a - b e da incrustação de calamina, muito menos dúctil e mais frágil do que o aço, sobretudo na escala de 13

Proc. 4128 temperatura entre 600 e 1300°C. Quebrado desta maneira, tal como se mostra na figura lb com a' e b', a escama é completamente removida numa subsequente etapa de decapagem 17a a jusante do dispositivo 17, pelo que a pré banda 5.3 apresenta-se na entrada do laminador de acabamento 18 com uma superfície livre qualquer tipo de escama. Consequentemente é possível, após o laminador de acabamento 18, obter um produto livre dos defeitos de superfície.

Deve ter-se em conta que a flexão plástica acima mencionada é conseguida, de preferência, proporcionando também um movimento relativo de penetração entre os rolos superiores e inferiores 17.1, de modo a produzir a flexão em condições plásticas que assegure o estiramento do material em mais de 2%. Para esta finalidade pode ser proporcionado um sistema de controlo para a posição dos rolos 17.1 e para a força imprimida pelo dispositivo 17. Este sistema de controlo inclui preferivelmente os meios capazes de manter a deformação do material dentro de valores aceitáveis de variação do comprimento (< 0,7%), usando um dispositivo de medição da variação de fluxo de massa, obtido por meio de dois codificadores ligados à entrada e à saída do dispositivo 17. A laminagem contínua 15 requer um bobinador de enrolamento 19 de carrossel com pré-aquecimento 19.1 e tesouras 19.2, tesouras voadoras, preferivelmente imediatamente depois da saída do laminador de acabamento 18 numa distância de cerca de 20-30 m próximo da estação padrão do bobinador de enrolamento inferior 20 com 14

Proc.4128 refrigeração laminar fornecida a montante numa mesa de molde esvaziada 20.1 de aproximadamente 60 m de largura. A laminagem em continuo permite também, com uma adaptação correspondente da instalação, para uma ligação directa com etapa de funcionamento posterior 20.2 tal como a decapagem, a laminagem a frio ou o sistema galvanização. A "laminagem continua" acima mencionada, a ligação directa da máquina de fundição continua 1 e o laminador-desbastador 5 com um laminador de acabamento 18, ajudados pelo aquecimento por indução 8, podem ser citados como uma quinta vantagem técnica V5 do processo (parâmetro 22.5 no sistema de controlo 22 da figura 2). 0 processo da invenção com sua linha de produção correspondente proporciona também bobinas comuns do fabrico de banda laminada a quente 16 de uma largura de 20 kg/mm. Ao produzir bobinas de banda laminada a quente 16 com pesos padrão de bobina o processo, com sua linha de produção, permite variar através da laminagem a quente: - a velocidade de entrada 18.2 entre 3,3 e 0,6 m/s; e

- a temperatura da banda intermediária 8,1 entre 1000°C e 1400 °C com o objectivo de tornar possível o fabrico da banda laminada a quente com espessuras e qualidades de aço diferentes de uma bobina para a outra, e em cada vez sob 15

Proc. 4128 as melhores condições, com o auxílio da laminagem termo mecânica.

Uma flexibilidade assim tão elevada dos parâmetros do processo em relação à velocidade da entrada da banda intermediária 18.2 no laminador de acabamento bem com a sua temperatura 8,1, que é condicionada pelo aquecimento por indução 8, permite um laminagem termo mecânica 14 no sentido do diagrama T.T.T. e consequentemente a produção de qualidades diferentes de aço e de espessuras diferentes da banda laminada a quente de uma bobina para a outra. Isto pode ser considerado como a sexta vantagem técnica V6 do processo (parâmetro 22.6 do sistema de controlo 22 da figura 2).

As seis vantagens do processo técnico acima mencionadas com sua elevada flexibilidade são usadas o melhor possível para a laminagem no laminador de acabamento 18, que consiste no máximo em seis armações de modo a realizar, com uma temperatura de saída 21 > AC1 de aproximadamente 750°C, a gestão da temperatura controlada termomecanicamente 14 da banda laminada a quente 13 de acordo com o diagrama T.T.T. 14.1, com a espessura da banda laminada a quente 13,1 que está prefixada entre um mínimo de 0,4 mm e um máximo de 12 mm.

Em valores prefixados de qualidade de aço e de espessura da banda laminada a quente, conduzindo a um diagrama T.T.T. específico, durante a etapa de programação da laminagem determina-se o seguinte: 16

Proc. 4128 - a estratégia de refrigeração; - a programação das passagens; em ligação com a gestão da temperatura da banda no laminador de acabamento; ao mesmo tempo gue inclui todas as seis áreas técnicas que influenciam o processo, como descrito acima.

Uma sétima vantagem técnica do processo V7 (parâmetro 22.7 no sistema de controlo 22 da figura 2) com os seus parâmetros do processo que são considerados como a referência principal ou "mestre" para a melhor realização do processo na sua totalidade que começa no sistema de fundição contínua 1 até às possíveis estações de enrolamento 19 ou 20 no caso de laminagem continua ou da produção da banda laminada a quente padrão, e referidos os parâmetros do processo nas seis áreas técnicas do processo tal como descrito acima, os quais também podem ser definidos como os sistemas de controlo 22 do processo.

Na figura 2 o sistema de controlo do processo 22 é representado com o seu sistema mestre 22.7 na área do laminador de acabamento com refrigeração e bobinador de enrolamento descendente incluído, bem como os subsistemas mais relevantes, de 22.1 a 22.6, para realizar todo o processo através do dispositivo correspondente. Um sistema de controlo do processo 22 como este consegue os seus próprios dados para produzir as qualidades de aço, por exemplo um aço de Dupla Fase ou TR1P ou TWIP com características especificas do material 23 e do diagrama 17

Proc. 4128 T.T.T. 14.1 que se relaciona com ele para a laminagem termo mecânica 14. Na área de laminador de acabamento, incluindo a refrigeração de acordo com o diagrama T.T.T., o sistema mestre 22.7 determina os dados do processo para conseguir os objectivos vantajosos mais desejados no que diz respeito à melhor qualidade da banda e da segurança de produção, como também no que diz respeito aos custos de fabrico reduzidos. AS figuras 3 e 4 são obtidas com base na seguinte tabela, que mostra um programa de passagens para o laminador de acabamento 18, com cinco armações para produzir uma banda laminada a quente com 0, 7 mm de grossura sob um estado de laminagem continua 15, bem como sujeita a correspondentes variações da temperatura da banda intermediária 5.3 que vão desde o trajecto 8 do aquecimento por indução até chegar a uma banda laminada a quente com uma espessura de 0,7 mm assim que sai da quinta armação do laminador de acabamento 18 com a fonte do calor igual a zero nas cinco passagens de transformação. 18

Proc. 4128 Posição JH F1 F2 Distância m 10 5 Espessura da banda mm 10 5 Velocidade m/s 0,6 1,2 Tempo (1:3) 17 4,2 <<Tempo 17 21,2 Temperatura °C 1100 *1 982 935 Velocidade de refrigeração 4 11 16 °c/s °c 1200 VL 1048 995 °c/s 6 13 20 °c 1300 VI 1114 1047 °c/s 8 16 22 °c 1400 VI 1180 1086 °c/s 10 22 25 Redução por passagem mm 10/5 5/3 % 50 40

F3 F4 F5 SCC DC 5 5 5 20 60 3 1,5 0,9 0,7 2.0 4,0 6,7 8,6 2.5 1,25 0, 75 2.3 6,9 23,7 24,95 25, 70 28 34,9 895 855 825 32 40 50 945 901 864 35 50 56 991 941 894 40 60 68 1023 960 913 50 65 71 3/1,5 1, 5/0,9 0, 9/0, 7 50 40 22

Condições básicas: - Velocidade da fundição 7.2 m/min - Espessura da folha 50 mm - HRM 50/10 mm - Laminagem contínua *1) Incl. 50°C devido a decapagem JH - Fornalha por indução SCC - Fornalha de carrossel DC - Bobinador de enrolamento padrão A figura 3 mostra a variação da temperatura da banda em função da sequência programada das passagens, ou da espessura da banda em mm para diferentes temperaturas da 19

Proc. 4128 banda intermediária à saída do aquecimento por indução 8. 0 diagrama mostra claramente que quando a temperatura aumenta entre os 1100°C e os 1400°C, a temperatura da banda que sai da quinta armação aumenta de 825°C em 88°C até os 913°C, assim encontra-se outra vez acima da AC3 aproximadamente 900°C, i.e. na zona austenitica. Ao aumentar a temperatura da banda na fornalha por indução é atingido um grau de segurança mais elevado no tratamento termo mecânico de acordo com o diagrama T.T.T. A figura 4 mostra as temperaturas da banda em função das subsequentes passagens ao longo do tempo, expressada em segundos, de encontro às diferentes temperaturas da banda intermediária ao deixar o trajecto de aquecimento por indução 8. 0 diagrama conduz às mesmas conclusões que o diagrama da figura 3, mas torna mais claro que com uma redução da espessura da banda a refrigeração aumenta mais do que proporcionalmente de acordo com a lei da radiação de Boltzmann e as condições para uma banda de somente 0,4 mm tornam-se correspondentemente mais críticas. A finalidade é a de manter uma temperatura no campo de valores 24 entre AC3 e AC1 de 900 - 750°C, tal como para o aço de carbono com a composição:

- 0,15% C - 1,50% de Mn - 1,50% de Si - 0,50% de Cu e uma temperatura na zona martensitica de aproximadamente 430°C. Para esta finalidade e principalmente para não ir 20

Proc. 4128 abaixo do limite inferior AC1, é possível intervir aumentando a velocidade de fundição 2.3 no caso da laminagem contínua e no caso do aumento da velocidade da entrada 18.2 no laminador de acabamento em caso da produção padrão das bobinas. A figura 5 mostra um diagrama T.T.T. para analisar um aço o qual pode ser produzido num aço de Dupla Fase, quer TRIP quer TWIP, por meio de uma gestão diferente da temperatura da banda laminada a quente entre a última armação do laminador de acabamento 18 e o bobinador de enrolamento 19 de carrossel ou uma estação 20 do bobinador de enrolamento padrão descendente. No caso do aço Dupla Fase em consequência da velocidade de refrigeração elevada e do enriquecimento de C a separação da ferrite com uma temperatura de 250-200°C é alcançada aproximadamente com a consequente separação da martensite. No caso do aço de TRIP com a mesma análise de aço, em consequência da velocidade de refrigeração mais baixa, resulta uma formação de ferrite, de bainite e de austenite residual. O diagrama T.T.T. tenta também reconhecer que nas linhas refrigeração entre a última armação do laminador de acabamento 18 e o bobinador de enrolamento 19 do carrossel ou a estação do bobinador de enrolamento padrão 20 descendente para além da respectiva linha de refrigeração devem lá ser colocada uma linha da isolamento e/ou uma linha aquecimento por indução 20,3. 21

Proc.4128

Do que acima se disse resulta claramente que a vantagem principal da presente invenção é permitir que banda laminada a quente ultrafina seja fabricada com uma espessura de menos do que um minimo de 0,4 mm para aços de alta qualidade e para a indústria automóvel, do tipo carbono e no campo dos aços inoxidáveis ao usar a técnica de prancha fina. O processo da invenção tal como descrito acima com sua linha de produção especifica torna possível uma grande flexibilidade, desconhecida até agora, para o processo inteiro com as suas etapas individuais de operação e as unidades e dispositivos correspondentes da linha de produção, em particular a máquina de fundição contínua 1, o laminador-desbastador HRM 5, o trajecto de aquecimento por indução 8, a estação intermediária de enrolamento 16.1 e o laminador de acabamento 18 com a linha de refrigeração e a estação de bobinagem de carretel, permitindo assim, por exemplo, a produção bem sucedida e económica de aços de Dupla Fase, de TRIP e de TWIP. Ao tomar em conta o diagrama T.T.T. especifico para qualidades de aço diferentes e por meio de um sistema de controlo do processo 22, que coopera com o sistema mestre de controlo 22.7 e os seis sub-sistemas adicionais de controlo de 22.1 a 22.6, o processo termo mecânico 14 pode ser programado, guiado e controlado da melhor maneira possível dentro da escala dos parâmetros do processo que começa com o sistema da fundição contínua 1 até ao bobinador de enrolamento quente de banda laminada 19 ou 20, assim até a passagem das etapas de funcionamento subsequentes 20,2 para uma laminagem contínua 15 ou uma laminagem padrão de bobinas quentes. 22

Proc. 4128

Lisboa, 26 de Outubro de 2006 23

Claims

Proc. 4128 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a produção contínua de uma banda ultrafina laminada a quente a partir da prancha fina obtida por uma fundição contínua, que compreende as seguintes etapas de processo: - etapa de fundição contínua (1); - uma pré-transformação (5) subsequente à etapa de fundição contínua (1); - um aquecimento por indução (8); e uma transformação final (18) precedida de um estiramento plástica (17), decapagem (17a) e seguida de uma refrigeração e de uma bobinagem, caracterizado por: - a prancha deixar o molde com uma coroa central com uma medida, de preferência, entre 0,5 e 5,0 mm em cada lado; uma redução da espessura da prancha na fundição contínua durante a solidificação (3,1) no máximo de 60%, de 100 a 70 mm, até uma redução de 80 a 40 mm; - uma refrigeração secundária durante a etapa de redução de núcleo de aço líquido (3B) , executada somente pelos bocais do pulverizador (3a), com as seguintes características: 1 Proc. 4128 - uma distribuição especifica de água entre 0,6 e 3,0 litros por kg de aço fundido; - uma densidade de refrigeração decrescente na direcção do avanço da folha devido à redução de núcleo liquido; - controlo selectivo da taxa de fluxo fluido refrigerante entre o lado da frente e o lado de trás da prancha; - a referida pré-transformação ser uma etapa de desbaste (5) da prancha fina aquando da solidificação a uma temperatura de superfície da prancha >1100°C com não mais de quatro passagens para obter uma banda intermediária (5.3) que têm espessuras diferentes seleccionadas na gama de 30 a 8 mm com uma coroa central até 0,4 mm em cada lado; - o referido aquecimento por indução (8) ser adaptado para fixar várias temperaturas da banda intermediária escolhidas entre 1000 e 1400°C e uma função de sobreaquecimento da cabeça e da cauda; - o referido estiramento plástico (17) ser combinado com a decapagem (17a) para eliminar os defeitos de superfície da banda intermediária; - a referida transformação final (18) ser uma etapa de laminagem até uma espessura da banda acabada de no mínimo 0,4 mm e com não mais de seis passagens e uma temperatura controlada da banda laminada a quente à saída de > 750°C (AC1); e 2 Proc.4128 uma refrigeração controlada (14) da banda (13) no tempo, entre o fim da laminagem final (18) e a bobinagem, até uma temperatura mínima de 200°C em função do diagrama T.T.T. correspondente (14.1) específico para a qualidade de aço da espessura da banda.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a referida etapa de desbaste (5) ocorrer directamente após a solidificação da prancha com um núcleo da prancha relativamente quente (7) a uma temperatura inferior a 1450°C, próximo da temperatura de solidificação do aço (7.1) superior a 1100°C, tendo assim um gradiente de temperatura invertido (7.2) em toda a meia espessura da folha.
3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por imediatamente após a etapa de desbaste (5) a banda intermediária (5.3) poder ser separada transversalmente, de preferência cortada (10).
4. Processo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por directamente após a separação possível (10) da banda intermediária, ser possível uma retirada (11) de folhas em forma de placas por meio de um transporte transversal.
5. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a banda intermediária (5.3) poder ser directamente guiada para a laminagem final imediatamente após a regulação de temperatura feita pelo aquecimento por indução (8) em caso de laminagem contínua 3 Proc. 4128 (15) ou ser sujeita a um enrolamento intermediário (16.1) antes da laminagem final.
6. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a banda intermediária (5.3) poder ser laminada de uma maneira controlada por meio de seis passagens no máximo para uma banda acabada laminada a quente com uma espessura minima de 0,4 mm e uma temperatura à saida da última passagem de laminagem final (18) numa gama (24) entre um mínimo de 750°C (AC1) e, de preferência, um máximo de 900°C (AC3).
7. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por a banda intermediária (5.3) poder penetrar no laminador de acabamento (18) a velocidades diferentes compreendidas entre 0,2 e 5,0 m/s.
8. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por entre a última passagem de laminagem e a etapa de bobinagem, a banda acabada laminada a quente (13) poder ser levada de maneira termicamente controlada e a tempo até uma temperatura final superior a 200°C e termo-mecanicamente (14) de acordo com o diagrama T.T.T. (14.1).
9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a gestão térmicamente controlada (14) no tempo da banda acabada quente (13) que tem uma espessura e uma composição química determinadas (análise de aço) por meio de uma estratégia de refrigeração graças a uma linha de refrigeração (19.1), (20,1), assim como 4 Proc. 4128 graças a um isolamento ou a uma linha de aquecimento (20,3) baseada no diagrama correspondente T.T.T. (14.1), as estruturas e as propriedades pretendidas do material serem obtidas e consequentemente a qualidade do aço pretendida (23) entre a última passagem de laminagem e a etapa de bobinagem.
10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a banda acabada laminada a quente (13) ser enrolada tendo as propriedades pretendidas do material.
11. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por a banda acabada (13) com as propriedades de material pretendidas poder ser directamente encaminhada para as etapas de trabalho subsequentes (20,2) sem enrolamento preliminar.
12. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender um sistema de controlo de processo (22) dotado dos parâmetros específicos para o tipo de aço em função do diagrama T.T.T. (14.1) para um laminagem de tratamento (14) de natureza termomecânica, que consiste num sistema mestre (22,7) e seis sub-sistemas de processo (de 22,1 a 22,6) para programar, executar e controlar todo o processo.
13. Linha de produção para realizar o processo, que compreende uma máquina (1), para a fundição continua de uma prancha fina com uma largura de molde de 2,2 mm no 5 Proc. 4128 máximo, e com uma espessura à saída do molde de 100 a 70 mm com as linhas de produção a ela ligadas, tais como: - um laminador-desbastador (5) com um máximo de quatro armações de laminagem; - um trajecto de aquecimento por indução (8); - um laminador de acabamento (18) com um máximo de seis armações de laminagem; - pelo menos uma estação de bobinagem (20); e uma linha de refrigeração entre o laminador de acabamento (18) e a estação de bobinagem (20), caracterizado por a referida máquina de fundição contínua (1) ser capaz de dar uma forma coroada à secção transversal das pranchas e compreender igualmente, em particular: - uma mesa de rolos (3) para reduzir a espessura da prancha (3.1) durante a solidificação de 100 a 70 mm à saída do molde até uma espessura de solidificação (3.2) de 80 a 40 mm na referida mesa de rolos, ela própria a uma velocidade de fundição tão elevada quanto possível (2,3) de 10 m/min; - um sistema de refrigeração secundário por pulverização (3B), por meio de bocais de pulverização em correspondência com a referida máquina de fundição (1); 6 Proc. 4128 - o referido laminador-desbastador (5) ser equipado com rolos apropriados para obter uma coroa tendo até 0,4 mm de cada lado; - o referido trajecto de aquecimento por indução (8) tendo um comprimento de 40 m no máximo, imediatamente a jusante do laminador-desbastador (5) com temperaturas de banda intermediária (8.1) à saida da fornalha de 1100 a 1400°C e apropriado para controlar o sobreaquecimento da cabeça e da cauda da banda intermediária por meio de um algoritmo especifico; e - um dispositivo de estiramento plástico (17) combinado com um dispositivo de decapagem (17a), colocado antes do referido laminador de acabamento (18), constituído por uma bateria de rolos superiores e inferiores com um número total de pelo menos três.
14. Linha de produção de acordo com a reivindicação 13, caracterizada por o referido laminador-desbastador (5) ser colocado directamente no fim da máquina de fundição continua (1) a uma distância de 10 m da mesma.
15. Linha de produção de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizada por imediatamente após o laminador-desbastador (5) ser disposto um dispositivo de corte transversal (10), de preferência, um dispositivo de corte de chapa.
16. Linha de produção de acordo com a reivindicação 15, caracterizada por imediatamente após o dispositivo de 7 Proc. 4128 corte transversal ou as tesouras transversais (10) ser disposto um dispositivo de transporte transversal para a remoção das placas da banda intermediária.
17. Linha de produção de acordo com a reivindicação 13, caracterizada por, entre o trajecto de aquecimento por indução (8) e o dispositivo de estiramento plástico (17), ser disposta uma estação de enrolamento intermediário (16.1) imediatamente a montante do laminador de acabamento (18).
18. Linha de produção de acordo com a reivindicação 13, caracterizada por a distância entre as armações do laminador de acabamento (18) ser de 6 m no máximo.
19. Linha de produção de acordo com a reivindicação 13, caracterizada por, imediatamente após a última armação do laminador de acabamento (18), ser disposta uma estação de bobinagem (19), de preferência um bobinador de carrossel, precedido de uma linha de refrigeração intensiva (19.1).
20. Linha de produção de acordo com a reivindicação 19, caracterizada por compreender uma linha de refrigeração convencional adicional para a banda laminada a quente (20.1) , pelo menos uma estação de bobinagem para baixo (20) situada no fim do conjunto da linha de produção.
21. Linha de produção de acordo com as reivindicações 19 e 20, caracterizada por as linhas de refrigeração (19.1; 20.1) poderem também ser equipadas com uma linha de Proc. 4128 isolamento e/ou uma fornalha de aquecimento por indução (20.3) .
22. Linha de produção de acordo com a reivindicação 13, caracterizada por a banda laminada quente, sendo laminada e refriqerada de maneira termicamente controlada e no tempo (14) ser directamente conduzida à linha de trabalho subsequente sem bobinaqem preliminar.
23. Linha de produção de acordo com qualquer das reivindicações 13 a 22, caracterizada por compreender um sistema de controlo do processo (22) constituído por um sistema principal "mestre" (22,7) e por seis sub-sistemas periféricos adicionais (22,1-22,6) para programar, guiar e controlar toda a produção.
24. Linha de produção de acordo com a reivindicação 23, caracterizada por o sistema de controlo de processo (22) receber a partir do exterior, tal como o sistema computorizado central de programação, parâmetros específicos respeitante à qualidade do aço para uma laminagem termo-mecânica (14) de acordo com o diagrama T.T.T. (14.1) com a temperatura à saída da última armação do laminador de acabamento (18) na gama de AC3/AC1 (24) compreendida entre 900 e 750°C. Lisboa, 26 de Outubro de 2006 9