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ES2362052T3 - Procedimiento para la laminación en caliente y para el tratamiento térmico de una banda de acero. - Google Patents

Procedimiento para la laminación en caliente y para el tratamiento térmico de una banda de acero. Download PDF

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ES2362052T3
ES2362052T3 ES08758994T ES08758994T ES2362052T3 ES 2362052 T3 ES2362052 T3 ES 2362052T3 ES 08758994 T ES08758994 T ES 08758994T ES 08758994 T ES08758994 T ES 08758994T ES 2362052 T3 ES2362052 T3 ES 2362052T3
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Joachim Ohlert
Ingo Schuster
Peter Sudau
Jürgen Seidel
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SMS Siemag AG
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Abstract

Procedimiento para llevar a cabo una laminación en caliente y para llevar a cabo un tratamiento térmico de una banda (1) de acero, que presenta las etapas constituidas por: en primer lugar la realización de las siguientes etapas a) hasta d) en el ámbito de un proceso de laminación y de enfriamiento: a) el calentamiento del desbaste plano, que debe ser laminado; b) la laminación del desbaste plano hasta el espesor deseado para la banda; c) el enfriamiento de la banda (1), presentando la banda (1) después del enfriamiento una temperatura situada por encima de la temperatura ambiente (T0); d) el devanado de la banda (1) para formar una bobina (2); e) a continuación la realización de las siguientes etapas e) hasta h) en el ámbito de un proceso de revenido: f) el desdevanado de la banda de la bobina (2); g) el calentamiento de la banda (1); h) el enfriamiento de la banda (1) y i) el acarreo de la banda (1), presentando la banda (1), antes del calentamiento, de conformidad con etapa f). Una temperatura, que está situada por encima de la temperatura ambiente (T0) y encontrándose la bobina (2), con ocasión de la realización de la etapa d), en una estación bobinadora (3) y porque la bobina (2)se encuentra, con ocasión de la realización de la etapa e), en una estación bobinadora (3), que está alejada en el espacio de la estación desbobinadora (4), siendo transportada la bobina (2) entre las etapas d) y e) de manera térmicamente aislada. Desde la estación bobinadora (3) hasta la estación desbobinadora (4).

Description

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La invención se refiere a un procedimiento para llevar a cabo una laminación en caliente y para llevar a cabo un tratamiento térmico de una banda de acero.
El endurecimiento y el revenido subsiguiente de piezas de acero es una práctica usual. De este modo, se consigue que pueda ser ajustada, de manera específica una combinación deseada de resistencia mecánica y de tenacidad del material. Esta tecnología es empleada, en principio, también, con ocasión de la fabricación de chapas de acero de alta resistencia mecánica en los talleres de chapa. Esta tecnología está descrita en la publicación EP 1 764 423 A1. En este caso se lleva a cabo el enfriamiento de la chapa con una elevada velocidad, por ejemplo, hasta la temperatura ambiente, después del calentamiento del desbaste plano y una vez llevada a cabo la disminución del espesor por laminación hasta el espesor final en la caja para la chapa en bruto, en una pluralidad de mesas reversibles, es decir que se completa el proceso de endurecimiento. Después de lo anterior se lleva acabo el proceso de revenido, es decir en recalentamiento de la banda, por ejemplo, a 600 °C, que va seguido po r un nuevo enfriamiento. De este modo, pueden ser fabricados de manera flexible pequeños lotes de chapa, en una caja para chapa, con diversas propiedades.
Se conocen procedimientos similares por la publicación JP 04 358022 A, por la publicación JP 04 358023 A y por la publicación JP 58 009919 A.
Tal como ocurre en el sector de la fabricación de chapa, también es mayor cada día la demanda de tipos de acero con una resistencia mecánica muy elevada en el caso de la fabricación de banda, es decir la demanda de los denominados aceros de alta resistencia mecánica y de máxima resistencia mecánica. Estos materiales encuentran aplicación, entre otros sectores, en la fabricación de vehículos automóviles, de las grúas, de los recipientes y de las tuberías.
Por lo tanto, la presente invención tiene como tarea conseguir un procedimiento, con el cual sea posible una fabricación más económica de bandas de alta resistencia mecánica y de máxima resistencia mecánica con tenacidades suficientes en una instalación para bandas. De manera especial deben poderse fabricar con dicho procedimiento, de manera ventajosa, aceros templados y revenidos (aceros QT).
La solución de esta tarea por medio de la invención se caracteriza porque el procedimiento comprende las etapas que corresponde:
a) el calentamiento del desbaste plano, que debe ser laminado;
b) la laminación del desbaste plano hasta el espesor deseada para la banda;
c) el enfriamiento de la banda, presentando la banda, después del enfriamiento, por regla general, una temperatura situada por encima de la temperatura ambiente;
d) el devanado de la banda para formar una bobina;
e) el desdevanado de la banda a partir de la bobina;
f) el calentamiento de la banda;
g) el enfriamiento de la banda y
h) el acarreo de la banda,
presentando la banda, como paso previo a su calentamiento, de conformidad con la etapa f), una temperatura situada por encima de la temperatura ambiente y encontrándose la bobina, con ocasión de la realización de la etapa d), sobre una estación bobinadora y porque la bobina se encuentra, con ocasión de la realización de la etapa e), sobre una estación desbobinadora, que está alejada en el espacio con respecto a la estación bobinadora, siendo transportada la bobina desde la estación bobinadora hasta la estación desbobinadora, con aislamiento térmico entre las etapas d) y e).
La etapa e) puede encontrarse inmediatamente a continuación de la etapa d).
La banda puede ser sometida durante el enfriamiento o después del enfriamiento, a continuación de la etapa c) y/o
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de la etapa g), a un proceso de enderezamiento. De la misma manera, la banda puede ser sometida, también, a un proceso de enderezamiento entre el desbobinado, de conformidad con la etapa e), y el calentamiento, de conformidad con la etapa f). Así mismo, la banda puede ser sometida a un proceso de enderezamiento entre el calentamiento, de conformidad con la etapa f), y el acarreo, de conformidad con la etapa h). El citado proceso de enderezamiento puede ser llevado a cabo por medio de la inversión de la banda alrededor de rodillos de apoyo en el suelo, rodillos de inversión, rodillos de arrastre o rodillos de otro tipo.
El proceso de enderezamiento es llevado a cabo, por regla general, con una maquina de enderezamiento de rodillos
o bien con rodillos inversores de la banda regulados o, de conformidad con una forma de realización especial de la invención, sobre una denominada caja de acabado (caja skin-pass).
De igual modo, la banda puede ser sometida a un proceso de enderezamiento durante el calentamiento, de conformidad con la etapa f), que ha sido indicada más arriba.
El enfriamiento de la banda, de conformidad con la etapa c), puede comprender un enfriamiento laminar y enfriamiento intensivos, conectados aguas abajo. De igual modo, el enfriamiento de la banda, de conformidad con la etapa g), puede comprender un enfriamiento laminare o, de manera alternativa o adicional, un enfriamiento por aire.
Al menos parte de la instalación de enfriamiento pueden estar configurados en forma de enfriamiento por zonas, que actúen por zonas a través de la anchura de la banda.
De igual modo, el enfriamiento de la banda puede ser llevado a cabo con una barra a presión elevada, con lo cual es posible una limpieza simultánea o bien un descascarillado de la banda.
El calentamiento de la banda, de conformidad con etapa f), puede comprender un calentamiento por inducción. En este caso puede ser llevado a cabo de manera alternativa, también, un tratamiento directo de la banda a la llama. En el último de los casos se ha previsto, de manera preferente, que el tratamiento directo de la banda a la llama sea llevado a cabo por medio de un chorro gaseoso con, al menos, un 75 % de oxígeno – de manera preferente con oxígeno casi puro-, con el que se mezcla un combustible en estado gaseoso o líquido.
Según otro desarrollo se ha previsto que el calentamiento por inducción de la banda sea llevado a cabo bajo un gas inerte (gas protector).
El acarreo de la banda, de conformidad con la etapa h), puede comprende un devanado de la banda. De igual modo, el acarreo de la banda, de conformidad con la etapa h), puede comprender una descarga de piezas de la banda cortadas en forma de placas.
De manera preferente, la banda presenta antes del enfriamiento, de conformidad con la etapa c), una temperatura de, al menos, 750 °C.
La banda tiene, de manera preferente, después del enfriamiento, de conformidad con la etapa c), y antes del bobinado, de conformidad con la etapa d), una temperatura de, al menos, 25 °C y, como máximo, de 400 ° C, de manera preferente tiene una temperaturas situada en el intervalo comprendido entre 100 °C y 300°C.
Por otra parte, se ha previsto, de conformidad con un desarrollo, que la banda presente, después del calentamiento, de conformidad con la etapa f), una temperatura de, al menos, 400 °C, de manera preferente, una temper atura situada en el intervalo comprendido entre 400 °C y 700 °C. Sin embargo, la banda puede presentar, de ma nera preferente, después del enfriamiento, de conformidad con la etapa g) y antes del acarreo, de conformidad con la etapa h), una temperatura de 200 °C como máximo, de manera preferente puede presentar una temperatura situada en el intervalo comprendido entre 25 °C y 200°C.
El calentamiento de la banda puede ser llevado a cabo con una intensidad variable a través de la anchura de la banda.
Por último, puede estar previsto que las etapas e) hasta g) sean llevadas a cabo según una forma de trabajo reversible, para lo cual se dispone una estación bobinadora, que está situada por detrás del enfriamiento, de conformidad con la etapa g).
De igual modo, puede estar previsto llevar a cabo la medición de la planeidad de la banda y/o de la temperatura de la banda en, al menos, dos puntos de la instalación para llevar a cabo el tratamiento de la banda, con objeto de de vigilar la calidad de la banda (la última de estas mediciones se realiza preferentemente por medio de un dispositivo explorador de la temperatura).
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La velocidad de paso de la banda a través de la instalación para llevar a cabo el tratamiento de la banda, el calentamiento de la banda especialmente por zonas, la disposición de los rodillos de enderezamiento y/o del enfriamiento de la banda, especialmente por zonas, pueden ser controlados o bien pueden ser regulados por medio de un modelo de proceso.
Por último, la banda puede estar mantenida a una tensión definida de la banda, a su paso a través de la instalación para llevar a cabo el tratamiento de la banda, al menos por tramos, por medio de dispositivos de arrastre. Esto es válido, de manera especial, en la zona del tramo de enfriamiento intensivo.
Con objeto de garantizar una penetración centrada de la banda en el dispositivo de arrastre, en la unidad de enderezamiento de rodillos o en el enfriamiento intensivo, se ha previsto la disposición de una guía lateral de la banda por delante de los mismos.
Una forma alternativa de realización del procedimiento para llevar a cabo una laminación en caliente y para llevar a cabo un tratamiento térmico de una banda de acero, presenta las etapas que comprenden:
a) el calentamiento del desbaste plano, que debe ser laminado;
b) la laminación del desbaste plano hasta el espesor deseado para la banda;
c) el enfriamiento de la banda, presentando la banda después del enfriamiento una temperatura situada por encima de la temperatura ambiente;
d) el devanado de la banda sobre una primera devanadera;
e) la inversión de la banda entre la primera devanadera y una segunda devanadera, siendo sometida la banda
entre las devanaderas a un calentamiento con objeto de llevar a cabo la realización de un proceso de
revenido,
presentando la banda, antes del calentamiento de conformidad con etapa e), una temperatura situada por encima de la temperatura ambiente.
Este procedimiento puede ser combinado, también, con las modalidades, que han sido citadas más arriba.
Por otra parte, se han acreditado los perfeccionamientos siguientes:
Por delante y por detrás del enfriamiento de la banda puede generarse una tensión de la banda por medio de un dispositivo de arrastre.
La banda puede ser conducida por medio de una guía lateral en dirección transversal con respecto a su eje longitudinal. La guía lateral puede ser llevada a cabo en este caso, de manera preferente, en la zona del enfriamiento de la banda, de manera especial en la zona del enfriamiento laminar de la banda.
La guía lateral de la banda puede ser llevada a cabo, además, por delante del dispositivo de arrastre y puede abrirse una vez que haya pasado por la cabeza de la banda y puede cerrarse de nuevo en el extremo de la banda con objeto de llevara cabo la función de guía.
Puede llevarse a cabo una medición de la temperatura de la banda por medio de un pirómetro de irradiación de baja temperatura. La medición de la temperatura de la banda puede ser llevada a cabo, de manera preferente, por delante, en el interior y/o por detrás de las instalaciones de enfriamiento y/o de calentamiento modificadoras de la temperatura.
El espectro de producción de un tren de laminación de banda ancha en caliente se diferencia considerablemente del espectro de un tren de laminación de chapa en bruto. De este modo, existe una pluralidad de nuevos tipos de acero, de alta resistencia mecánica y de máxima resistencia mecánica, que han sido desarrollados durante los últimos decenios, cuyas propiedades pueden ser reguladas por medio de estrategias específicas de laminación y/p de enfriamiento. Un procedimiento adecuado con esta finalidad consiste en llevar a cabo, después de la laminación, un enfriamiento brusco de la banda con elevada velocidad de enfriamiento, seguido de un recalentamiento hasta temperaturas situadas por debajo de la temperatura de transición de fases.
Los aceros clásicos QT (Q: quenched; T: tempered), que pueden ser fabricados de este modo son producidos ya en cajas para chapa en bruto. Desde luego, estos aceros pueden ser fabricados de una manera esencialmente más económica en trenes de laminación de banda ancha en caliente.
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Por otra parte, también puede llevarse a cabo la obtención, de una manera más segura, de bandas más delgadas de máxima resistencia en trenes de laminación de banda en caliente con una menor tolerancia de temperatura y de espesor así como con planeidad de la banda. Por lo tanto, es significativo y ventajoso, transferir partes de la producción de las cajas para chapa en bruto a los trenes de laminación de banda.
Por otra parte, existe un gran número de nuevos tipos de acero, que no son fabricados en cajas para chapa en bruto. Para el grupo de los aceros polifásicos es adecuado de una manera especial el procedimiento que ha sido presentado aquí. Por medio de un espectro claramente ampliado de trayectorias de temperatura-tiempo y, de manera especial, por medio de la posibilidad, que consiste en interrumpir el enfriamiento y en aumentar de nueva la temperatura de forma pasajera, pueden ser generadas estructuras cristalinas con combinaciones prácticamente arbitrarias de los componentes de las fases, que no pueden ser preparadas en el momento actual. Por otra parte, existe la posibilidad de dejar que se desarrollen procesos de segregación y de implantar específicamente, de este modo, fases dobles, que representan una característica de los tipos modernos de acero.
Por otra parte, por medio del procedimiento propuesto pueden ser reguladas, para la cuales se requieren elevados contenidos de aleación en el caso de la fabricación convencional.
Por un lado, es ventajosa la flexibilidad del procedimiento, en el caso de la disposición independiente del proceso de laminación y de enfriamiento y del proceso de revenido, por otro lado (no se requiere una laminación mixta -mixedrolling-), la regulación flexible de la trayectoria de temperatura-tiempo de la banda y el hecho de que pueden ser procesadas bobinas propias o bobinas procedentes de otras instalaciones. De igual modo, pueden ser cortadas bobinas o placas, en función de la finalidad de aplicación de la banda o de la aptitud al bobinado. El corte de las placas se lleva a cabo en este caso, de manera preferente, a temperatura elevada, es decir en concreto a la temperatura de revenido.
En el caso del acoplamiento del proceso de laminación y de enfriamiento y del proceso de revenido es ventajoso el ahorro de energía especialmente elevado, con bobinas que pueden ser bobinadas y unidas con dificultad el empleo de una devanadera especial con transferencia directa con objeto de evitar el problema denominado de resorte. Por otra parte, se obtiene como resultado una rápida elaboración ulterior o bien un suministro de las bandas en el caso de una elaboración ulterior directa. Por último, debe ser citada la mayor posibilidad de llevara cabo un influjo sobre la microestructura de la banda en el cado de las disposiciones que han sido indicadas.
En el dibujo se han mostrado ejemplos de realización de la invención. Se muestra:
en la figura 1 de forma esquemática, un tren de laminación de banda en caliente para llevar a cabo la fabricación de una banda de acero de conformidad con una primara forma de realización de la invención,
en figura 2 una configuración alternativa, con respecto a la de la figura 1, del tren de laminación de banda en caliente (que no corresponde a la invención),
en figura 3 una trayectoria de la temperatura a título de ejemplo (que no corresponde a la invención) de la banda a través del sentido de transporte del tren de laminación de banda en caliente,
en figura 4 el diseño básico de una máquina enderezadora con enfriamiento intensivo integrado, en forma de detalle del tren de laminación de banda en caliente de conformidad con figura 1 o 2,
en figura 5 el diseño básico de una máquina enderezadora con calentamiento integrado, en forma de detalle del tren de laminación de banda en caliente de conformidad con figura 1 o 2 y
en figura 6 de forma esquemática, un tren de laminación de banda en caliente con una configuración alternativa de una primera etapa del procedimiento.
En la figura 1 se ha representado un tren de laminación de banda en caliente, en el que se lleva a cabo la elaboración de una banda 1, en primer lugar en una primera etapa del procedimiento (que ha sido indicada con I.) y, a continuación, en una segunda etapa del procedimiento (que ha sido indicada con II.).
En la primera etapa del procedimiento, es decir en un proceso de laminación y de enfriamiento, se lleva a cabo la laminación de un desbaste plano, en primer lugar, en un tren de laminación con varias cajas. Tan solo han sido representadas las tres últimas cajas de acabado 7 del tren de laminación, cuyas cajas han llevado a cabo la laminación de la banda 6 con un espesor intermedio. A continuación de las mismas puede llevarse a cabo la medición de la distribución de la temperatura en la banda o bien de la planeidad. A continuación, la banda 1 llega, en el sentido de transporte F hasta un enfriamiento de la banda 8, que está subdividido en este caso en un enfriamiento laminar intensivo de la banda 9 con el denominado enmascaramiento de los bordes (edge-masking) y en un enfriamiento laminar de la banda 10. La velocidad de transporte toma un valor de, por ejemplo, 6 m/s. A
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continuación, la banda enfriada 1 llega hasta un enfriamiento intensivo 11, en el que están integrados una máquina enderezadora y un dispositivo de arrastre, de conformidad con una configuración preferente de la invención (véanse los detalles a este respecto en la figura 4). Por delante y por detrás del enfriamiento intensivo 11 pueden estar previstos dispositivos de arrastre.
Después del enfriamiento intensivo 11 puede encontrarse, de nuevo, una medición de la distribución de la temperatura y de la planeidad de la banda. De manera preferente, en este caso es empleado, a estas bajas temperaturas, un pirómetro de irradiación de baja temperatura. Dentro del enfriamiento intensivo puede imaginarse, también, llevar a cabo una medición de la temperatura, con objeto de regular la temperatura del agente de enfriamiento, entre dos rodillos extractores o de arrastre.
A continuación, la banda 1 es bobinada por medio de una devanadera 12 o 13 en una estación bobinadora 3.
A continuación, la bobina 2 llega hasta una segunda etapa del procedimiento, es decir que llega hasta el proceso de revenido.
En este caso, la bobina 2 es desbobinada, en primer lugar, en una estación desbobinadora 4 y, a continuación, es enviada a una máquina enderezadora 14 (esta puede estar dispuesta por delante y/o por detrás del horno, que se encuentra a continuación). Una vez que haya tenido lugar una compensación de la temperatura en una 15, a través de la longitud y de la anchura de la banda, la banda 1 llega hasta un horno 16. Es posible, y ventajoso, integrar una máquina enderezadora en el horno 16, de manera análoga a lo que ocurre en el caso del enfriamiento (véanse los detalles a este respecto en la figura 5). En este caso, la banda 1 puede ser calentada según una forma de trabajo de paso en continuo o según una forma de trabajo reversible. De manera preferente, son empelados un horno de oxyfuel o un horno de inducción, estando comprendido el tiempo de calentamiento entre 10 y 600 segundos.
A continuación se encuentran una cizalla para rebordear 17 y una cizalla 18. A continuación, la banda 1 llega hasta un enfriamiento laminar de la banda o, de manera alternativa, llega hasta un enfriamiento por aire 19. A continuación puede estar situada una máquina enderezadora 20. En la figura 1 se ha indicado, así mismo, una unidad para cortar placas 21 y, respectivamente, una devanadera 22 en una estación bobinadora 5.
En este caso pueden esta dispuesta una caja de acabado (caja skin-pass), en lugar a una máquina enderezadora 14
o 20.
En lugar de la estación desbobinadora 4 pueden ser insertadas, también, bobinas procedentes de otros trenes de laminación de banda en calienten.
Frente a esto, puede verse en la figura 2 una conexión directa, que no corresponde a la invención, de ambas etapas
I. y II. del procedimiento (la instalación no ha sido representada con su equipamiento completo). De manera análoga, en este caso han sido representadas las últimas cajas de un tren de laminación de banda ancha en caliente (tren de acabado 7), el enfriamiento de la banda 8 y las devanaderas 12 y 13 de la primera etapa del procedimiento. La última devanadera 23 está prevista para llevar a cabo de devanado de las bandas de máxima resistencia. En este caso puede tratarse, de manera ventajosa, de una devanadera especial para llevar a cabo el simple bobinado de los aceros de alta resistencia mecánica. En este caso, la devanadera 23 es una denominada devanadera de transferencia. La bobina no necesita ser enlazada en dicho punto. Rodillos de retención orientables sujetan a la banda durante la rotación en la posición de desbobinado bajo esfuerzo de tracción. Por lo tanto, inmediatamente después del bobinado se lleva a cabo la elaboración ulterior en la línea de revenido (segunda etapa del procedimiento). El transporte subsiguiente se lleva a cabo de manera análoga a la de la solución de conformidad con figura 1.
De igual modo, en este caso son especialmente ventajosos, el ahorro de energía en el caso de las bandas con una elevada temperatura de bobinado, y el rápido transporte subsiguiente de la bobina de la primera etapa y de la segunda etapa del procedimiento. Se ha previsto, de manera concreta, que la banda 1 presente ya
Una temperatura situada por encima de la temperatura ambiente T0, antes de llevarse a cabo el calentamiento en el horno 16.
De manera adicional, para bandas especiales es posible, también, llevar a cabo una inversión de la banda entre las dos devanaderas 23 y 22, con objeto de poder llevar a cabo las trayectorias de temperatura deseadas o bien los tratamientos de la banda.
En la figura 3 se ha representado una trayectoria de la temperatura para la banda 1 a lo largo del tren de laminación de bandas, que corresponde a la figura 2. El enfriamiento al final de la línea es, de manera preferente, un enfriamiento con agua o por aire.
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Sin embargo, un enfriamiento puede ser llevado a cabo también con una barra a presión elevada. De este modo se lleva a cabo, de manera simultánea, una limpieza o bien un descascarillado de la superficie de la banda. De manera general, la cantidad producida de la instalación de laminación es mayor que en el caso del proceso de revenido, puesto que la velocidad de laminación de la banda es mayor que la velocidad de revenido. Por lo tanto, también en posible un denominado trabajo de laminación mixto (mixed-rolling), con objeto de aprovechar de forma óptima la capacidad total del tren de laminación. Esto significa que es bobinada una pluralidad de bandas sobre las devanaderas 12 y 13, mientras que se prosigue la elaboración ulterior de la banda de máxima resistencia en la línea de revenido.
Por lo tanto, la fabricación de la banda se subdivide, de conformidad con la invención, de manera esencial en dos etapas del procedimiento, que están indicadas a continuación, a título de ejemplo, junto con otras etapas opcionales:
Primera etapa del procedimiento:
calentamiento de desbaste planos (desbastes planos gruesos o delgados) y, a continuación, laminación en un tren de laminación de banda ancha en caliente con varias cajas;
enfriamiento intensivo de la banda sobre camino de rodillos de salida;
paso a través de una máquina enderezadora;
devanado de la banda para formar una bobina.
Con objeto de mejorar la planeidad de las bandas de alta resistencia mecánica, son ventajosos calentamientos de los bordes de la banda por delante de un tren de acabado convencional, enmascaramiento de los bordes (edgemasking) en las primeras unidades del trayecto de enfriamiento así como una máquina enderezadora.
En el caso de temperaturas elevadas de bobinado es ventajoso un transporte rápido de la bobina hasta la segunda etapa del procedimiento, subsiguiente, con objeto de ahorrar energía en el revenido. El transporte de la bobina puede llevarse a cabo, entonces, bajo una cubierta aislante del calor, con objeto de minimizar la pérdida de temperatura y con objeto de garantizar propiedades más homogéneas del material.
Segunda etapa del procedimiento:
desbobinado de la bobina,
en caso de ausencia de planeidad enderezamiento opcional de la banda en una máquina enderezadora;
compensación opcional de la temperatura de la banda por medio de un enfriamiento o de un calentamiento por zonas antes de llevar a cabo el tratamiento de revenido propiamente dicho para llevar a cabo la homogeneización de la temperatura de la banda a través de la longitud de la banda y a través de la anchura de la banda;
revenido de la banda, es decir recalentamiento continuo con un calentamiento por inducción o energético,
de manera ventajosa en un horno continuo calentado por medio de un gas (por ejemplo un horno oxy-fuel
con el denominado procedimiento de inyección directa de fuel DFI);
rebordeado de la banda;
a continuación enfriamiento de la banda;
nuevo enderezamiento de la banda;
nuevo devanado de la banda para formar una bobina.
De manera alternativa, las bandas pueden ser troceadas, para formar placas, por delante del horno, por detrás del horno y/o inmediatamente por delante de la unidad para cortar placas. El corte en placas es especialmente ventajoso en el caso de bandas de difícil bobinado. Es ventajoso llevar a cabo el corte a la temperatura de revenido, puesto que la banda tiene entonces una resistencia mecánica más baja.
En el caso de bandas de mayor espesor y/o en el caso de los aceros de alta resistencia mecánica, que ya no
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pueden ser cortados, ha sido previsto una máquina de oxicorte, una máquina de corte por medio de láser o una máquina de corte térmica, para llevar a cabo el corte.
En el caso del citado horno de oxy-fuel, en el que se lleva a cabo el procedimiento denominado de inyección directa de fuel-oxi-fuel (DFI-oxy-fuel) (tratamiento directo a la llama) para llevar a cabo el revenido, se trata de un horno especial, en el que se mezclan oxígeno (casi) puro, en lugar de aire, y un combustible en estado gaseoso o líquido y es dirigida directamente sobre la banda la llama, que se forma en este caso. Esto no solamente optimiza el proceso de combustión sino que, también, reduce las emisiones de óxido de nitrógeno. De la misma manera, son convenientes las propiedades de cascarilla o bien en este caso es muy pequeño el crecimiento de cascarilla (trabajo en ausencia de aire). La elevada velocidad de flujo de los gases tiene, incluso, un efecto limpiador sobre la superficie de la banda. Este tipo de calentamiento es especialmente ventajoso con relación a la calidad de la superficie de la banda. Con este procedimiento pueden ser alcanzadas elevadas densidades de calor con un buen rendimiento, similares a las que se presentan en el caso de un calentamiento por inducción.
En lugar de una disposición en serie del trayecto de enfriamiento y de la máquina enderezadora en línea, en la primera etapa o en la segunda etapa del procedimiento, pueden ser dispuestos, también, combinados en un grupo la máquina enderezadora y el enfriamiento de la banda. Los rodillos de enderezamiento sirven entonces, al mismo tiempo, como rodillos para la extracción del agua y, de este modo, se encargan de proporcionar un efecto de enfriamiento tan homogéneo como sea posible a través de la anchura de la banda, puesto que son eliminados, directamente en el momento de su formación, los eventuales arqueados transversales de la banda y los defectos de planeidad. La disposición de los rodillos de enderezamiento es se lleva a cabo de manera individual, en función de la temperatura de la banda y de la calidad del material, con ayuda de un modelo de máquina enderezadora de tal manera, que son evitadas sobredilataciones de la superficie de la banda. Dispositivos de arrastre, que están situados por delante y por detrás de la unidad del trayecto de enfriamiento, se encargan de proporcionar durante el mayor tiempo posible una tensión de la banda, incluso cuando no se genere la tensión de la caja o del bobinado. Una parte del enfriamiento de la banda puede ser ejercido en forma de un enfriamiento por zonas de la banda, con objeto de poder ejercer activamente un influjo sobre la distribución de la temperatura. En las figuras 1 y 2 ha sido esbozada la unidad de enfriamiento-enderezamiento. Los detalles a este respecto se desprenden de la figura 4. En esta figura pueden verse posibles combinaciones arbitrarias para el enderezamiento, el enfriamiento y la extracción. De manera especial, en el caso de que la banda sea delgada, la unidad de enfriamiento y de enderezamiento ha sido realizada de forma elevable y orientable para llevar a cabo con seguridad el proceso de inserción de la cabeza de la banda, lo cual ha sido esbozado también en la figura 4 (véase la doble flecha). Los rodillos de enderezamiento pueden ser regulados de forma individual.
Por delante y/o por detrás de la disposición conjunta, que puede verse en la figura 4, de la máquina enderezadora y del enfriamiento, puede estar previsto un dispositivo explorador de la temperatura para la banda. Por delante de la instalación, que ha sido representada, puede estar posicionado un dispositivo para detectar de la forma de la cabeza de la banda (para llevar a cabo la detección de una costra o de ondulaciones).
En la figura 4 pueden verse, en detalle, los dispositivos de arrastre 24, una unidad de enfriamiento fundamental 25, rodillos de enderezamiento 26 y rodillos extractores / dispositivos de arrastre 27 combinados. Por otra parte, pueden verse toberas de enfriamiento intensivo 28.
En este caso es posible llevar a cabo una disposición alternada de las unidades de rodillos de enfriamiento, de rodillos de enderezamiento y de rodillos de arrastre. La cuantía del enderezamiento será ajustada, de manera individual, en función del material de la banda y de la temperatura. La unidad de enderezamiento-enfriamiento puede ser elevable y orientable.
Tal como puede verse en la figura 5, también puede hacerse funcionar el proceso de enderezamiento y de calentamiento 14, 16 de la segunda etapa en combinación con la instalación que ha sido representada. De manera análoga, la cuantía del enderezamiento puede ser adaptada a la temperatura presente en la banda y al material de la banda. En este caso, el efecto de costra (temperatura superficial más elevada) del calentamiento por inducción (o un tratamiento directo a la llama en el caso del procedimiento DFI-Oxy-fuel) tiene una acción positiva. Al mismo tiempo, los rodillos de enderezamiento mantienen en posición a la banda y evitan una falta de planeidad de tal manera, que es posible un calentamiento (por inducción) tan eficiente como sea posible en partes fileteadas largas de la banda. La banda está sometida a un esfuerzo de tracción 30 por delante y por detrás de la unidad de calentamiento-enderezamiento por medio de dispositivos de arrastre 29. Para llevar a cabo con seguridad la inserción de la cabeza de la banda han sido realizados, de forma regulable en la dirección vertical, las bobinas de inducción 32, así como los rodillos de enderezamiento y los rodillos de transferencia 31.
El empleo de la unidad de enfriamiento-enderezamiento (figura 4) o bien d la unidad de calentamiento-enderezamiento (figura 5) no está limitado a una instalación para bandas sino que puede estar previsto, también, en una instalación para chapa en bruto.
Por delante y/o por detrás de la disposición conjunta, que puede verse en la figura 5, de la máquina enderezadora y
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del calentamiento, puede estar previsto un dispositivo explorador de la temperatura para la banda.
Con objeto de poder influenciar sobre la distribución de la temperatura a través de la anchura de la banda en la segunda etapa del procedimiento, con ocasión del calentamiento por inducción, son empleados, entre otros, inductores de campos transversales, que pueden ser desplazados en dirección transversal con respecto al sentido de marcha de la banda o bien con respecto al sentido de transporte F. De este modo, por ejemplo, pueden ser caldeados con mayor intensidad o pueden ser calentados de una manera menos intensa los bordes de la banda cuando sea necesario -.
De manera opcional, puede llevarse a cabo, como paso previo al calentamiento de la banda hasta la temperatura de revenido, una compensación de la temperatura de la banda a través de la longitud y de la anchura de la banda por medio de un enfriamiento específico (enfriamiento por zonas) o por medio de un calentamiento, con objeto de llevar a cabo el calentamiento o el enfriamiento de porciones de la banda. Esto debe estar previsto, de manera especial, cuando deban ser tratadas bobinas que no hayan sido totalmente enfriadas hasta la temperatura ambiente. De este modo puede acortarse el paso de las bobinas a través del soporte de la bobina. Para llevar a cabo un control óptimo de los grupos de calentamiento y de enfriamiento es empleado un sistema de seguimiento de la bobina (modelo) así como las distribuciones de temperatura medidas con ocasión del desbobinado de la bobina.
Para los rodillos de enderezamiento son empleados materiales para rodillos altamente resistentes al desgaste por rozamiento aplicados superficialmente por soldadura, con objeto de garantizar un tiempo prolongado de servicio y una buena calidad de la banda.
La calidad de la banda es vigilada, de manera indirecta, por medio de un dispositivo explorador de la temperatura y por medio de dispositivos para medir la planeidad dentro de la línea y estos dispositivos sirven como señal para miembros de ajuste y de regulación, tal como, por ejemplo, para la velocidad de paso, para la potencia de calentamiento, para la colocación de los rodillos de enderezamiento y para el enfriamiento, que son controlados por medio de un modelo de proceso.
En la figura 6 ha sido representada la primera etapa del procedimiento en una forma de realización algo modificada. La figura 6 muestra, de manera análoga a la de la figura 1, la parte posterior del tren de acabado 7, las unidades de enfriamiento laminar de la banda 9, 10 así como un enfriamiento intensivo 11 y las estaciones bobinadoras 3. En esta forma de realización han sido dispuestos en diversos puntos el enfriamiento intensivo 11 y una unidad de enderezamiento de la banda 36.1, 36.2. Por delante y por detrás del enfriamiento intensivo 11 han sido posicionados dispositivos de arrastre 34 y 35. De este modo puede ser mantenida una tensión de la banda dentro del enfriamiento intensivo 11, casi para toda la longitud de la banda, sin que la banda sea bloqueada en la caja o en la instalación devanadera. De este modo, se eliminan las ondulaciones de la banda, que se presenten eventualmente y, de este modo se consigue un efecto de enfriamiento tan homogéneo como sea posible.
Con objeto de garantizar una penetración centrada de la banda en los dispositivos de arrastre 34, 35 o/y en el enfriamiento intensivo 11, se ha dispuesto por delante de los mismos, de una manera especialmente ventajosa, una guía lateral de la banda 33.1. Una vez que la cabeza de la banda ha pasado por el dispositivo de arrastre 33.1 así como por el enfriamiento intensivo 11, es abierta de nuevo la guía lateral 33.1, con objeto de que no quede impedida la evacuación del agua en el enfriamiento laminar de la banda 10. A continuación, la función de guía es ejercida por la guía 33.2 para el resto de la banda. De manera análoga, la guía 33.1 es aplicada brevemente para el extremo de la banda, una vez que el extremo haya abandonado el tren de acabado, con objeto de contrarrestar una desviación del extremo de la banda. Con objeto de minimizar el trayecto de la instalación de enfriamiento, la guía lateral 33.1 está dispuesta, por este motivo, de manera preferente dentro de la unidad de enfriamiento laminar 10.
Los rodillos de enderezamiento 36.1, 36.2, que están situados por delante de las correspondientes estaciones bobinadoras 3 penetran en el plano de la banda, una vez que se hay establecido la tensión de la banda y se encargan de provocar un efecto enderezamiento de la banda por medio del paso alrededor de los rodillos de apoyo en el suelo, de los rodillos de inversión o de los rodillos de arrastre. Se practica una forma de proceder similar, cuando están dispuestos rodillos de inversión 26 en el interior del tramo de enfriamiento intensivo 11 (véase la figura 4).
Lista de número de referencia
1 Banda (por detrás del tren de acabado con espesor final) 2 Bobina 3 Estación bobinadora 4 Estación desbobinadora 5 Estación bobinadora 6 Banda (dentro del tren de acabado con espesor intermedio) 7 Tren de acabado
8
Enfriamiento de la banda
9
Enfriamiento intensivo laminar de la banda
10
Enfriamiento laminar de la banda
11
Enfriamiento intensivo
5
12 Devanadera
13
Devanadera
14
Máquina enderezadora
15
Zona
16
Horno
10
17 Cizalla para rebordear
18
Cizalla
19
Enfriamiento por aire o enfriamiento laminar de la banda
20
Máquina enderezadora
21
Unidad para cortar placas
15
22 Devanadera
23
Devanadera
24
Dispositivo de arrastre
25
Unidad de enfriamiento fundamental
26
Rodillo de enderezamiento
20
27 Rodillo extractor / dispositivo de arrastre
28
Toberas de enfriamiento intensivo
29
Dispositivo de arrastre
30
Esfuerzo de tracción
31
Rodillo de transferencia
25
32 Bobina de inducción
33.1
Guía lateral por delante del primer dispositivo de arrastre / por delante del enfriamiento intensivo
33.2
Guía lateral por delante del dispositivo de arrastre de la devanadera
34
Dispositivo de arrastre por delante del enfriamiento intensivo
35
Dispositivo de arrastre por detrás del enfriamiento intensivo
30
36.1 Rodillo de enderezamiento por delante de la primera estación bobinadora
36.2
Rodillo de enderezamiento por delante de la segunda estación bobinadora
I.
Primera etapa del procedimiento
II.
Segunda etapa del procedimiento
F
Sentido de transporte
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T0 Temperatura ambiente
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40

Claims (35)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para llevar a cabo una laminación en caliente y para llevar a cabo un tratamiento térmico de una banda (1) de acero, que presenta las etapas constituidas por:
    en primer lugar la realización de las siguientes etapas a) hasta d) en el ámbito de un proceso de laminación y de enfriamiento:
    a) el calentamiento del desbaste plano, que debe ser laminado;
    b) la laminación del desbaste plano hasta el espesor deseado para la banda;
    c) el enfriamiento de la banda (1), presentando la banda (1) después del enfriamiento una temperatura situada por encima de la temperatura ambiente (T0);
    d) el devanado de la banda (1) para formar una bobina (2);
    e) a continuación la realización de las siguientes etapas e) hasta h) en el ámbito de un proceso de revenido:
    f) el desdevanado de la banda de la bobina (2);
    g) el calentamiento de la banda (1);
    h) el enfriamiento de la banda (1) y
    i) el acarreo de la banda (1),
    presentando la banda (1), antes del calentamiento, de conformidad con etapa f). Una temperatura, que está situada por encima de la temperatura ambiente (T0) y encontrándose la bobina (2), con ocasión de la realización de la etapa d), en una estación bobinadora (3) y porque la bobina (2)se encuentra, con ocasión de la realización de la etapa e), en una estación bobinadora (3), que está alejada en el espacio de la estación desbobinadora (4), siendo transportada la bobina (2) entre las etapas d) y e) de manera térmicamente aislada. Desde la estación bobinadora
    (3) hasta la estación desbobinadora (4).
  2. 2.
    Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa e) según la reivindicación 1 se encuentra inmediatamente a continuación de la etapa d) según la reivindicación 1.
  3. 3.
    Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la banda (1) es sometida durante el enfriamiento o después del enfriamiento, de conformidad con la etapa c) y/o de conformidad con la etapa g), según la reivindicación 1, a un proceso de enderezamiento.
  4. 4.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la banda (1) es sometida a un proceso de enderezamiento entre el desbobinado, de conformidad con la etapa e) según la reivindicación 1, y el calentamiento, de conformidad con la etapa f) según la reivindicación 1.
  5. 5.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la banda (1) es sometida a un proceso de enderezamiento entre el calentamiento, de conformidad con la etapa f) según la reivindicación 1, y el acarreo, de conformidad con la etapa h) según la reivindicación 1.
  6. 6.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque el proceso de enderezamiento se lleva a cabo por medio de la inversión de la banda (1) alrededor de rodillos de apoyo en el suelo, de rodillos de inversión, de rodillos de arrastre o de rodillos de otro tipo.
  7. 7.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque el proceso de enderezamiento se lleva a cabo con u a caja de laminación de acabado (caja skin-pass).
  8. 8.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la banda (1) es sometida a un proceso de enderezamiento durante el calentamiento, de conformidad con la etapa f) según la reivindicación 1.
  9. 9.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el enfriamiento de la banda (1), de conformidad con la etapa c) según la reivindicación 1 comprende un enfriamiento laminar y enfriamientos intensivos.
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  10. 10.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el enfriamiento de la banda (1), de conformidad con la etapa g) según la reivindicación 1, comprende un enfriamiento laminar.
  11. 11.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el enfriamiento de la banda (1), de conformidad con la etapa c) y/o de conformidad con la etapa g) según la reivindicación 1, se lleva a cabo por zonas a través de la anchura de la banda.
  12. 12.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el enfriamiento de la banda (1), de conformidad con la etapa g) según la reivindicación 1, comprende un enfriamiento por aire.
  13. 13.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque el enfriamiento de la banda (1), de conformidad con la etapa g) según la reivindicación 1, se lleva a cabo con una barra a presión elevada de tal manera, que se verifica, de manera simultánea, una limpieza y/o un descascarillado de la banda.
  14. 14.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el calentamiento de la banda (1), de conformidad con la etapa f) según la reivindicación 1, comprende un calentamiento por inducción.
  15. 15.
    Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque el calentamiento por inducción de la banda (1) se lleva a cabo bajo una atmósfera de gas inerte.
  16. 16.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el calentamiento de la banda (1), de conformidad con la etapa f) según la reivindicación 1, se lleva a cabo por medio de un tratamiento directo de la banda a la llama.
  17. 17.
    Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado porque el tratamiento directo de la banda (1) a la llama se lleva a cabo por medio de un chorro de gas con, al menos, un 75 % de oxígeno, con el que está mezclado un combustible en estado gaseoso o líquido.
  18. 18.
    Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque el tratamiento directo a la llama se lleva a cabo por medio de un chorro de gas con oxígeno puro.
  19. 19.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque el acarreo de la banda (1), de conformidad con la etapa h) según la reivindicación 1, comprende un devanado de la banda (1).
  20. 20.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque el acarreo de la banda (1), de conformidad con la etapa h) según la reivindicación 1, comprende una descarga de piezas de la banda (1), que están cortadas en forma de placas.
  21. 21.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque la banda (1) presenta antes del enfriamiento, de conformidad con la etapa c) según la reivindicación 1, una temperatura de, al menos, 750 °C.
  22. 22.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque la banda (1) presenta, después del enfriamiento, de conformidad con la etapa c) según la reivindicación 1 y antes del bobinado, de conformidad con la etapa d) según la reivindicación 1, una temperatura de, al menos, 25 °C y de, como máximo, 400 °C, de manera preferente situada en el intervalo comprendido entre 100 °C y 300°C.
  23. 23.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 22, caracterizado porque la banda (1) presenta, después del calentamiento, de conformidad con la etapa f) según la reivindicación 1, una temperatura de, al menos, 400 °C, de manera preferente situada en el intervalo comprendido entre 400 °C y 700 °C.
  24. 24.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque el calentamiento de la banda (1), de conformidad con la etapa f) según la reivindicación 1, se lleva a cabo de tal manera, que la banda presenta temperaturas diferentes a través de su anchura.
  25. 25.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque la banda (1) presenta, después del enfriamiento, de conformidad con la etapa g) según la reivindicación 1 y antes del acarreo, de conformidad con la etapa h) según la reivindicación 1, una temperatura de, como máximo, 200 °C, de manera preferente situ ada en el intervalo comprendido entre 25 °C y 200°C.
  26. 26.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizado porque las etapas e) a g), según la reivindicación 1, son realizadas según una forma de trabajo reversible, para lo cual se dispone una estación bobinadora (5), que se encuentra detrás del enfriamiento, de conformidad con la etapa g) según la reivindicación 1.
  27. 27.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 26, caracterizado porque se lleva a cabo la medición de la planeidad de la banda (1) y/o de la temperatura de la banda (1), al menos en dos puntos de la instalación para llevar a cabo el tratamiento de la banda, con objeto de vigilar la calidad de la banda (1).
  28. 28.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 27, caracterizado porque se controlan o se regulan, por
    5 medio de un modelo de proceso, la velocidad de paso de la banda a través de la instalación para llevar a cabo el tratamiento de la banda, el calentamiento de la banda, de manera especial por zonas, la disposición de los rodillos de enderezamiento y/o el enfriamiento de la banda, de manera especial por zonas.
  29. 29. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 28, caracterizado porque la banda (1) se mantiene bajo una
    tensión definida de la banda, al menos por zonas, cuando pasa a través de lar instalación para llevar a cabo el 10 tratamiento de la banda, por medio de dispositivos de arrastre.
  30. 30.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 29, caracterizado porque se establece una tensión de la banda por delante y por detrás de enfriamiento de la banda (1), por medio de dispositivos de arrastre (34, 35).
  31. 31.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 30, caracterizado porque la banda (1) es conducida por medio de una guía lateral (33.1, 33.2) en dirección transversal con respecto a su eje longitudinal.
    15 32. Procedimiento según la reivindicación 31, caracterizado porque la guía lateral (33.1, 33.2) se lleva a cabo en la zona del enfriamiento de la banda (1).
  32. 33.
    Procedimiento según la reivindicación 32, caracterizado porque la guía lateral (33.1, 33.2) se lleva a cabo en la zona del enfriamiento laminar de la banda (1).
  33. 34.
    Procedimiento según la reivindicación 30 y una de las reivindicaciones 31 a 33, caracterizado porque la guía
    20 lateral (33.1, 33.2) de la banda (1) se lleva a cabo por delante del dispositivo de arrastre (34, 35) y se abre después del paso de la cabeza de la banda y se cierre en el extremo de la banda.
  34. 35.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 34, caracterizado porque se lleva a cabo una medición de la temperatura de la banda por medio de un pirómetro de irradiación de baja temperatura.
  35. 36.
    Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 35, caracterizado porque se lleva a cabo una medición de
    25 la temperatura de la banda por delante, en el interior y/o por detrás de las instalaciones de enfriamiento y/o de calentamiento.
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