BRPI0212499B1 - processo para produzir tira de aço por lingotamento contínuo e tira de aço fina produzida pelo mesmo - Google Patents

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Abstract

"processo para produzir tira de aço por fundição contínua e tira de aço fina produzida por fundição de cilindros gêmeos". expõe-se a fundição de tira de aço fina em cilindros gêmeos. aço fundido é introduzido entre um par de cilindros de fundição refrigerados para formar uma poça de fundição a partir da qual aço é solidificado nos cilindros para produzir uma tira solidificada. o aço fundido é dotado de um teor de oxigênio total na faixa de 100ppm a 250ppm e contém inclusões de óxido de metal que compreendem qualquer um ou mais de mno, sio~ 2~ e al~ 2~o~ 3~ distribuídos por todo o aço sob uma densidade de inclusões na faixa de 2 g/cm^ 3^ a 4 g/ cm^ 3^. tipicamente, as inclusões variam de dimensão entre 2 e 12 micrômetros. a tira fundida é dotada de uma espessura menor do que 5 mm e contém inclusões de óxido de metal solidificadas distribuídas de forma tal que as regiões da tira contêm inclusões solidificadas para uma densidade de área unitária de pelo menos 120 inclusões/mm^ 2^.

Description

"PROCESSO PARA PRODUZIR TIRA DE AÇO POR LINGOTAMENTO CONTÍNUO E TIRA DE AÇO FINA PRODUZIDA PELO MESMO" Campo Técnico Refere-se a presente invenção à lingotamento de tira de aço. Ela tem aplicação particular para o lingotamento continuo de tira de aço fina em um lingotador de cilindros gêmeos.
No lingotamento em cilindros gêmeos, metal fundido é introduzido entre um par de cilindros de lingotamento horizontais que giram em contra-rotação, os quais são refrigerados a água, de maneira que cascas de metal solidificam-se nas superfícies dos cilindros em movimento e são reunidas na beliscadura formada entre eles, de maneira a produzirem um produto de tira solidificada que é distribuída descendentemente a partir da beliscadura formada entre os cilindros. 0 termo "beliscadura" é utilizado neste contexto para fazer referência à região geral na gual os cilindros se encontram mais próximos um do outro. 0 metal fundido pode ser vazado proveniente de uma panela de fundição para dentro de um vaso menor, a partir do qual ele flui através de um bocal de distribuição de metal que fica localizado acima da beliscadura, de maneira tal a encaminhar o mesmo para dentro da beliscadura formada entre os cilindros, de maneira a formar uma poça de metal fundido de lingotamento suportada nas superfícies de lingotamento dos cilindros, imediatamente acima da beliscadura e que se estende ao longo do comprimento da beliscadura. Esta poça de lingotamento fica usualmente confinada entre placas ou re- presas laterais que são mantidas em contacto deslizante com as superfícies extremas dos cilindros, de maneira a represarem as duas extremidades da poça de lingotamento contra vazamento, muito embora também já tenham sido propostas disposições alternativas, tais como barreiras eletromagnéticas .
Quando se lingota tira de aço fina em um lin-gotador de cilindros gêmeos, o aço fundido na poça de lingotamento estará geralmente sob uma temperatura da ordem de 1500°C e superior, e é necessário, portanto, conseguirem-se velocidades de refrigeração muito altas sobre as superfícies de lingotamento dos cilindros. É particularmente importante conseguir-se um alto fluxo térmico e nucleação extensa na solidificação inicial do aço nas superfícies de lingotamento para se formarem as cacas de metal. A patente U.S. N° 5.720.336 descreve como o fluxo térmico na solidificação inicial pode ser aumentado pelo ajuste da química de fusão do aço de maneira tal que uma proporção substancial dos óxidos de metal formados como produtos de desoxida-ção são líquidos sob a temperatura de solidificação inicial de maneira a formar uma camada substancialmente líquida na interface entre o metal fundido e cada superfície de lingotamento. Conforme exposto nas patentes U.S. N°s 5.934.359 e 6.059.014 e no Pedido Internacional AU 99/00641, a nucleação do aço na solidificação inicial pode ser influenciada pela textura da superfície de lingotamento. Com particularidade, o Pedido Internacional AU 99/00641 expõe que uma textura de picos e cavidades aleatórios pode aumentar a so- lidificação inicial pela provisão de locais de nucleação potenciais distribuídos através das superfícies de lingota-mento. Os inventores determinaram agora que a nucleação também é dependente da presença de inclusões de óxidos no aço fundido e que, surpreendentemente, não é vantajoso, no lingotamento de tira em cilindros gêmeos, realizar o lingo-tamento com aço "limpo", em que o número de inclusões formadas durante a desoxidação tem sido reduzido ao mínimo no aço fundido antes do lingotamento. 0 aço para lingotamento contínuo é submetido a tratamento de desoxidação na panela de fundição antes do vazamento. No lingotamento em cilindros gêmeos, o aço é de um modo geral submetido a desoxidação na panela de fundição de silício e manganês, muito embora seja possível utilizar desoxidação de alumínio com adição de cálcio para controlar a formação de inclusões de Al202 sólido que podem obstruir as passagens de fluxo de metal finas no sistema de distribuição de metal através do qual o metal fundido é distribuído para a poça de lingotamento. Pensava-se até agora que era desejável, visando a limpeza de aço ótima pelo tratamento na panela de fundição, reduzir ao mínimo o nível de oxigênio total no aço fundido. Entretanto, os inventores determinaram agora que o abaixamento do nível de oxigênio do aço reduz o volume de inclusões e se o teor de oxigênio total do aço for reduzido abaixo de um determinado nivel, a natureza do contacto inicial entre o aço e as superfícies dos cilindros pode ser realizada prejudicialmente na extensão em que existe nucleação insuficiente para gerar rápida solidificação inicial e alto fluxo térmico. 0 aço fundido é compensado por desoxidaçâo na panela de fundição de uma maneira tal que o teor de oxigênio total cai dentro de uma faixa que assegura a solidificação satisfatória nos cilindros de lingotamento e a produção de um produto em tira satisfatório. 0 aço fundido contém uma distribuição de inclusões de óxidos (tipicamente MnO, CaO, SÍO2 e/ou ΔΙ2Ο3) suficiente para proporcionar uma densidade de locais de nuclea-ção adequada nas superfícies dos cilindros para solidificação inicial e o produto em tira resultante exibe uma distribuição de inclusões solidificadas característica. Exposição da Invenção Proporciona-se um processo para produzir tira de aço por lingotamento contínuo que compreende as etapas de: a. montar um par de cilindros de lingotamento refrigerados dotados de uma beliscadu-ra entre eles e com fechamentos de confí-namento adjacentes às extremidades da be-liscadura; b. introduzir aço fundido de baixo teor de carbono, dotado de um teor de oxigênio total de pelo menos 100 ppm e um teor de oxigênio livre entre 30 e 50 ppm entre o par de cilindros de lingotamento para formar uma poça de lingotamento entre os cilindros de lingotamento; c. fazer girar em contra-rotação os cilin- dros de lingotamento e solidificar o aço fundido para formar cascas de metal na superfície dos cilindros de lingotamento com níveis de inclusões de óxidos refletidos pelo teor de oxigênio total do aço fundido para promover a formação de tira de aço fina; e d. formar tira de aço fina solidificada a-través da beliscadura dos cilindros de lingotamento a partir das ditas cascas solidificadas. 0 teor de oxigênio total do aço fundido na poça de lingotamento pode situar-se entre 100 ppm e 250 ppm. Mais especificamente, ele poderá ser cerca de 200 ppm. O aço de baixo teor de carbono pode ter um teor de carbono na faixa de 0,001% a 0,1%, em peso, um teor de manganês na faixa de 0,1% a 2,0%, em peso, e um teor de silício na faixa de 0,01% a 10%, em peso. O aço poderá ter um teor de a-lumínio da ordem de 0,01% ou menos, em peso. O alumínio pode, por exemplo, ser tão pouco quanto 0,008% ou menos, em peso. O aço fundido pode ser um aço acalmado com silí-cio/manganês.
As inclusões de óxidos são inclusões de solidificação e inclusões de desoxidação. As inclusões de solidificação são formadas durante o resfriamento e solidificação do aço no lingotamento, e as inclusões de desoxidação são formadas durante a desoxidação do aço fundido antes do lingotamento. O aço solidificado pode conter inclusões de óxido usualmente compreendidas de qualquer um ou mais de MnO, S1O2 e ΔΙ2Ο3 distribuídas através do aço sob uma densidade de inclusão na faixa de 2 g/cm3 e 4 g/cm3. 0 aço fundido poderá ser refinado em uma panela de fundição antes da introdução entre os cilindros de lingotamento para formar a poça de fundição, por aquecimento de uma carga de aço e material de formação de escória na panela de fundição, pelo que se forma aço fundido coberto por uma escória que contém óxidos de silício, manganês e cálcio. 0 aço fundido pode ser submetido a agitação mediante injeção de um gás inerte dentro dele para provocar des-sulfurização, e com aços tais como um aço acalmado com si-lício/manganês, então injetando oxigênio, para produzir aço que é dotado do teor de oxigênio total desejado de pelo menos 100 ppm e usualmente menos do que 250 ppm. Δ dessulfu-rização pode reduzir o teor de enxofre do aço fundido para menos do que 0,01%, em peso. A tira de aço fina produzida por linforamento contínuo em cilindros gêmeos tal como descrita anteriormente tem uma espessura menor do que 5 mm e é formada de um aço solidificado que contém inclusões de óxidos solidificadas. A distribuição das inclusões pode ser proporcionada de forma tal que as duas regiões de superfície da tira, até uma profundidade de 2 micrômetros a partir das faces externas, contêm inclusões solidificadas para uma densidade de área unitária de pelo menos 120 inclusões/mm2. O aço solidificado pode ser um aço acalmado com silício/manganês e as inclusões de óxidos podem compre- ender qualquer um ou mais das inclusões MnO, S1O2 e AI2O3. As inclusões tipicamente podem variar em dimensão entre 2 e 12 micrômetros, de forma que pelo menos uma grande maioria das inclusões encontra-se nessa faixa de dimensões. 0 processo descrito anteriormente produz um aço único alto em teor de oxigênio distribuído nas inclusões de óxidos. Especificamente, a combinação do alto teor de oxigênio no aço fundido e o curto tempo de permanência do aço fundido na poça de lingotamento resulta em uma tira fina de aço com propriedades de ductilidade aperfeiçoadas. Descrição Breve dos Desenhos A fim de que a invenção possa ser descrita de forma mais detalhada, alguns exemplos específicos serão a-presentados com referência aos desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 mostra o efeito de pontos de fundição de inclusões em fluxos térmicos obtidos em testes experimentais de lingotamento em cilindros gêmeos utilizando-se aços acalmados com silício e manganês. A Figura 2 é um mapa de Mn de espectroscopia dispersiva de energia (EDS), mostrando uma faixa de inclusões de solidificação finas em uma tira de aço solidificada . A Figura 3 é um mapa que mostra o efeito de teores variáveis de manganês para silício na temperatura liquidus das inclusões. A Figura 4 mostra a relação entre o teor de alumina (medido a partir das inclusões da tira) e eficiência de desoxidação. A Figura 5 é um diagrama de fase ternária para MnO. Si02.Al203. A Figura 6 mostra a relação entre inclusões de teor de alumina e temperatura liquidus. A Figura 7 mostra o efeito do oxigênio na tensão de superfície de um aço fundido; e A Figura 8 é um gráfico dos resultados dos cálculos relacionados com as inclusões disponíveis para nu-cleação em diferentes níveis de limpeza de aço.
Descrição Detalhada da Concretização Preferida Os inventores realizaram extensos testes experimentais de lingotamento em um lingotador de cilindros gêmeos da espécie amplamente descrita nas patentes U.S. N°s 5.184.668 e 5.277.243 para produzir tira de aço da ordem de 1 mm de espessura e menor. Essas testes experimentais de lingotamento utilizando-se aço acalmado com silício e manganês demonstraram que o ponto de fusão das inclusões de óxidos no aço fundido tiveram um efeito nos fluxos térmicos obtidos durante a solidificação do aço, conforme ilustrados na Figura 1. Óxidos de baixo ponto de fusão aperfeiçoaram o contacto de transferência de calor entre o metal fundido e as superfícies dos cilindros de lingotamento nas regiões superiores da poça, gerando velocidades de transferência de calor mais altas. Não são produzidas inclusões líquidas quando o ponto de fusão é maior do que a temperatura do aço na poça de lingotamento. Portanto, existe uma redução drástica na velocidade de transferência de calor quando o ponto de fusão das inclusões é maior do que aproximadamente 1600°C.
Testes experimentais de lingotamento com aços acalmados com alumínio mostraram que, a fim de se evitar a formação de inclusões de alumina de alto ponto de fusão (ponto de fusão de 2050°C), é necessário ter-se tratamento de cálcio para proporcionar inclusões de CaO.Al2C>3 líquidas .
As inclusões de óxidos formados nas cascas de metal solidificado e por sua vez a tira de aço fina, compreendem inclusões formadas durante o resfriamento e solidificação do aço, e inclusões de desoxidação formadas durante o refino na panela de fundição. O nível de oxigênio livre no aço é reduzido drasticamente durante o resfriamento no menisco, resultando na geração de inclusões de solidificação próximas da superfície da tira. Estas inclusões de solidificação são formadas predominantemente de Mn0.SiO2 pela seguinte reação: Mn+Si-30 = Mn0.Si02 0 aparecimento das inclusões de solidificação na superfície da tira, obtidas a partir de um mapa de Ele-troscopia Dispersiva de Energia (EDS), está ilustrado na Figura 2. Pode-se observar que as inclusões de solidificação são extremamente finas (tipicamente menores do que 2 a 3 pm) e estão localizadas em uma faixa localizada dentro de 10 a 20 pm a partir da superfície. Uma distribuição de dimensões típica das inclusões através da tira encontra-se ilustrada na Figura 3 em um documento dos inventores, inti- tulado Recent Developments in Project M the Joint Develop-ment of Low Carbon Steel Strip Casting, por BHP e IHI, a-presentado no METEC Congress 99, Dusseldorf Germany (June 13-15, 1999).
Os níveis comparativos das inclusões de solidificação são determinados principalmente pelos níveis de Mn e Si no aço. A Eigura 3 mostra que a relação de Mn para Si tem um efeito significativo na temperatura liquidus das inclusões. Um aço acalmado com manganês e silício dotado de um teor de carbono na faixa de 0,001% a 0,1%, em peso, um teor de manganês na faixa de 0,1% a 2,0%, em peso, e um teor de silício na faixa de 0,1% a 10%, em peso, e um teor de alumínio da ordem de 0,01% ou menor, em peso, pode produzir essas inclusões de óxidos durante o resfriamento do aço nas regiões superiores da poça de lingotamento. Em particular, o aço pode ser dotado da seguinte composição, denominada M06: Carbono 0,06%, em peso Manganês 0,6%, em peso Silício 0,28%, em peso Alumínio 0,002%, em peso.
As inclusões de desoxidação são geradas durante a desoxidação do aço fundido na panela de fundição com Al, Si e Mn. Assim, a composição das inclusões de óxidos formadas durante a desoxidação é baseada principalmente em MnO. SiC>2.AI2O3. Estas inclusões de desoxidação ficam loca- lizadas aleatoriamente na tira e são mais grossas do que as inclusões de solidificação próximas da superfície da tira. 0 teor de alumina das inclusões tem um forte efeito no nível de oxigênio livre no aço. A Figura 4 mostra que com teor de alumina crescente, o oxigênio livre no aço é reduzido. Com a introdução de alumina, as inclusões de Mn0.Si02 são diluídas uma uma subseqüente redução na sua atividade, o que por sua vez reduz o nível de oxigênio livre, tal como pode ser observado a partir da reação seguinte : Para inclusões baseadas em Mn0-Si02-Al203, o efeito da composição de inclusões na temperatura liquidus pode ser obtido a partir do diagrama de fase ternária ilustrado na Figura 5. A análise das inclusões de óxidos na tira de aço fina mostrou que a relação de Mn0/Si02 situa-se tipicamente dentro de 0,6 a 0,8 e, para este regime, constatou-se que o teor de alumina das inclusões de óxidos tem o mais forte efeito no ponto de fusão das inclusões (temperatura liquidus), conforme ilustrado na Figura 6.
Os inventores determinaram que é importante para o lingotamento de acordo com a presente invenção ter as inclusões de solidificação e de desoxidação de maneira tal que elas sejam líquidas na temperatura de solidificação inicial do aço e que o aço fundido na poça de lingotamento tenha um teor de oxigênio de pelo menos 100 ppm para produzir cascas de metal com níveis de inclusões de óxidos refletidos pelo teor de oxigênio do aço fundido para promover nucleação e alto fluxo térmico durante a solidificação inicial do aço nas superfícies de cilindros de fundição. As inclusões tanto de solidificação quanto de desoxidação são inclusões de óxidos e proporcionam locais de nucleação e contribuem significativamente para a nucleação durante o processo de solidificação de metal, mas as inclusões de desoxidação são definitivamente controladoras de velocidade, pelo fato de que a sua concentração pode ser variada. As inclusões de desoxidação são muito maiores, tipicamente maiores do que 4 micrômetros, enquanto as inclusões de solidificação são de uma maneira geral menores do que 2 micrômetros e são baseadas em Mn0.Si02 e não têm A1203, enquanto as inclusões de desoxidação também têm A1203.
Constatou-se que em ensaios experimentais de lingotamento utilizando-se a classe M06 supra de aço acalmado com silício e manganês que se o teor de oxigênio total do aço for reduzido no processo de refino na panela de fundição para baixos níveis menores do que 100 ppm, os fluxos térmicos são reduzidos e o lingotamento é prejudicado, enquanto que podem ser conseguidos bons resultados de lingotamento se o teor de oxigênio total estiver pelo menos acima de 100 ppm e, tipicamente, na ordem de 200 ppm. Estes níveis de oxigênio na panela de fundição resultam em níveis de oxigênio totais de pelo menos 70 ppm e níveis de oxigênio livre entre 20 e 60 ppm na panela intermediária, e por sua vez os mesmos níveis de oxigênio ou levemente mais baixos na poça de lingotamento. O teor de oxigênio total pode ser medido por meio de um instrumento "Leco" e é controlado pelo grau de "enxaguadura" durante o tratamento na panela de fundição, isto é, a quantidade de argônio borbulhado a-través da panela de fundição por meio de um batoque poroso ou lança de topo, e pela duração do tratamento. O teor de oxigênio total foi medido por meio de procedimentos convencionais utilizando-se o LEXO TC-436 Nitrogen/Oxygen Deter-minator, descrito no TC 436 Nitrogen/Oxygen Determinator Instructional Manual, disponível a partir da LECO (Form No. 200-403, Ver. Apr. 96, Section 7, a páginas 7-1 até 7-4). A fim de se determinar se os fluxos térmicos aumentados obtidos com teores de oxigênio total mais altos foram decorrentes da disponibilidade de.inclusões de óxidos como locais de nucleação, realizaram-se ensaios experimentais de lingotamento com aços em que a desoxidação na panela de fundição foi realizada com siliceto de cálcio (ca-Si) e os resultados comparados com lingotamento com o aço acalmado com Si de baixo teor de carbono, conhecido como classes de aço M06. Os resultados encontram-se expostos na tabela seguinte: Tabela 1 Diferenças de fluxo térmico entre classes M06 e Cal-Sil Muito embora os níveis de Mn e Si fossem semelhantes às classes acalmadas com Si normais, o nível de o-xigênio livre nas fornadas com Ca-Si foi mais baixo e as inclusões de óxidos continham mais CaO. Os fluxos térmicos nas fornadas com Ca-Si foram mais baixos, apesar de um ponto de fusão de incluões mais baixo (Vide Tabela 2).
Tabela 2 Composições da escória com desoxidação de Ca-Si Os níveis de oxigênio livre nas classes com Ca-Si foram mais baixos, tipicamente de 20 a 30 ppm, em comparação com 40 a 50 ppm com as classes M06. O oxigênio é um elemento ativo de superfície e, assim, espera-se que a redução no nível de oxigênio reduza o umedecimento entre o aço fundido e os cilindros de lingotamento e promova uma redução na velocidade de transferência de calor. Entretanto, a partir da Figura 7 percebe-se que a redução de oxigênio de 40 para 20 ppm pode não ser suficiente para aumentar a tensão de superfície a níveis que expliquem a redução observada no fluxo térmico.
Pode-se concluir que o abaixamento dos níveis de oxigênio livre e total no aço reduz o volume de inclusões e, desta forma, reduz o número de inclusões para nu-cleação inicial. Isto tem o potencial de afetar prejudicialmente a natureza do contacto inicial entre o aço e a su- perfície dos cilindros. Trabalho de teste de imersão mostrou que é requerida uma nucleação por densidade de área unitária de cerca de 120/mm2 para gerar fluxo térmico suficiente na solidificação inicial na região superior ou de menisco da poça de lingotamento. 0 teste de imersão envolve fazer avançar um bloco coquilhado em um banho de aço fundido sob uma velocidade tal de modo a simular muito de perto as condições nas superfícies de lingotamento de um lingotador de cilindros gêmeos. 0 aço solidifica-se no bloco coquilhado quando este se desloca através do banho fundido para produzir uma camada de aço solidificado na superfície do bloco. A espessura desta camada pode ser medida em pontos por toda a sua área para mapear variações na velocidade de solidificação e, portanto, a velocidade efetiva de transferência de calor nos vários locais. É possível desta forma produzir uma velocidade de solidificação global, bem como medições de fluxo térmico total. É igualmente possível examinar a microestrutura da superfície da tira para relacionar alterações na microestrutura de solidificação com as mudanças nas velocidades de solidificação e os valores de transferência de calor observados, e examinar as estruturas que estão associadas com a nucleação na solidificação inicial na superfície coquilhada. Um aparelho para teste de imersão encontra-se mais amplamente descrito na patente U.S. N° 5.720.336. A relação do teor de oxigênio do aço líquido na nucleação inicial e da transferência de calor foi examinada utilizando-se o modelo descrito no Apêndice 1. Este modelo supõe que todas as inclusões de óxidos são esféricas e ficam distribuídas uniformemente por todo o aço. Supôs-se uma camada de superfície como tendo 2 μιη e que apenas as inclusões presentes nessa camada de superfície poderíam participar no processo de nucleação na solidificação inicial do aço. A entrada para o modelo foi de teor de oxiqênio total no aço, diâmetro das inclusões, espessura da tira, velocidade de fundição e espessura de camada de superfície. A saída foi a percentagem de inclusões do total no aço requerido para atender a uma nucleação visada por densidade de área unitária de 120/mm2. A Figura 8 é um gráfico da percentagem de inclusões de óxidos na camada de superfície requeridas para participarem no processo de nucleação para se conseguir a nucleação visada por densidade de área unitária sob diferentes níveis de limpeza de aço conforme expressado pelo teor de oxigênio total, supondo-se uma espessura de tira de 1,6 mm e uma velocidade de lingotamento de 80/min. Isto mostra que, para uma dimensão de inclusão de 2 pm e teor de oxigênio total de 200 ppm, são requeridos 20% das inclusões de óxidos disponíveis totais na camada de superfície para se conseguir a nucleação visada por densidade de área unitária de 120/mm2. Entretanto, sob um teor de oxigênio total de 80 ppm, é requerido que cerca de 50% das inclusões consigam a velocidade de nucleação crítica e sob o nível de oxigênio total de 40 ppm, haja um nível de inclusões de ó-xidos insuficiente para atender à nucleação visada por densidade de área unitária. Conseqüentemente, quando da com- pensação do aço. por desoxidação na panela de fundição, o teor de oxigênio do aço pode ser controlado de forma a produzir um teor de oxigênio total na faixa de 100 a 250 ppm e, tipicamente,-cerca de 200 ppm. Isto terá o resultado de que as camadas de dois micrômetros de profundidade adjacentes aos cilindros de lingotamento na solidificação inicial conterão inclusões de óxidos que têm uma densidade de área unitária de, pelo menos, 120/mm2. Estas inclusões estarão presentes nas camadas de superfície externas do produto em tira solidificada final e podem ser detectadas por meio de exame apropriado, por exemplo, por espectroscopia dispersiva de energia (EDS).
EXEMPLO
INSUMOS
Nucleação crítica por densidade de 120 Este valor área unitária n°/mm2 (necessária fói obtido a para se conseguirem velocidades de partir de i- transferência de calor suficien- mersão expe- tes) no trabalho de teste rimental Largura do cilindro, m 1 Espessura da tira, mm 1,6 Toneladas da panela de fundição, t 129 Densidade do aço, kg/m3 7800 Oxigênio total, ppm 75 Densidade das inclusões, kg/m3 3000 SAÍDAS
Massa das inclusões, kg 21,42857 Diâmetro das inclusões, m 2,00E-06 Volume das inclusões, m3 0,0 N° Total das inclusões 1705096451319381,5 Espessura da camada de superfície, 2 μπ\ (um lado) N° Total de inclusões Estas inclu- de superfície 4265241128298.4536 sões podem participar apenas no processo de nucleação i-nicial Velocidade de lingotamento, 80 m/min Comprimento da tira, m 9615,38462 Área de superfície da tira, m2 19230,76923 N° Total de locais de nucleação requeridos 2307692,30760 % de inclusões disponíveis ne- 54,10462 cessárias para participar no processo de nucleação APÊNDICE 1 Lista de símbolos w = largura do cilindro, m t = espessura da tira, mm ms = peso do aço na panela de fundição, toneladas ps = densidade do aço, kg/m3 Pi = densidade das inclusões, kg/m3 0t = oxigênio total no aço, ppm d = diâmetro das inclusões, m Vi = volume de uma das inclusões, m3 mi = massa das inclusões, kg Nt = número total das inclusões ts = espessura da camada de superfície , pm Ns = número total de inclusões presentes na superfície (que podem participar no processo de nucleação) u = velocidade de lingotamento, m/min Ls = comprimento da tira, m As = área de superfície da tira, m2 Nreq = Número total de inclusões requeridas para atender à densidade de nucleação visada NCt = nucleação visada por densidade de área unitária, número/m2 (obtido a partir do teste de imersão) Nav = & do total de inclusões disponíveis no aço fundido na superfície dos cilindros de lingotamento para o processo de nucleação inicial.
Equações mi = (0t x m2 x 0,001)/0,42 Nota: para aço acalmado com Μη-Si, é necessá- rio 0,42 kg de oxigênio para produzir 1 kg de inclusões com uma composição de 30% MnO, 40% S1O2 6 30% AI2O3.
Para aço acalmado com Al (com injeção de Ca), é necessário 0,38 kg de oxigênio para produzir 1 kg de inclusões com uma composição de 50% A Equação 1 calcula a massa de inclusões no aço. A Equação 2 calcula o volume de uma inclusão, supondo-se que elas são esféricas. A Equação 3 calcula o número total de inclusões disponíveis no aço. A Equação 4 calcula o número total de inclusões disponíveis na camada de superfície (supondo-se que seja de 2 pm em cada lado). Observe-se que estas inclusões podem participar apenas na nucleação inicial. A Equação 5 e a Equação 6 são usadas para calcular a área de superfície total da tira. A Equação 7 calcula o número de inclusões necessárias na superfície para atender à velocidade de nucleação visada. A Equação 8 é utilizada para calcular a percentagem de inclusões totais disponíveis na superfície que devem participar no processo de nucleação. Observe-se que se este número for maior do que 100%, então o número de inclusões na superfície não é suficiente para atender à velocidade de nucleação visada.

Claims (16)

1. Processo para produzir uma tira de aço por lingotamento continuo caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: a. montar um par de cilindros de lingotamento refrigerados dotados de uma beliscadura entre eles e com fechamentos de confinamento dispostos adjacentes às extremidades da beliscadura; b. introduzir aço acalmado fundido com baixo teor de carbono, dotado de um teor de oxigênio total de pelo menos 100 ppm e um teor de oxigênio livre entre 30 e 50 ppm entre o par de cilindros de lingotamento para formar uma poça de lingotamento entre os cilindros de lingotamento; c. fazer girar em contra-rotação os cilindros de lingotamento e solidificar o aço fundido para formar cascas de metal na superfície dos cilindros de lingotamento com níveis de inclusões de óxido refletidos pelo teor total de oxigênio do aço fundido para promover a formação de tira de aço fina; e d. formar tira de aço fina solidificada através da beliscadura dos cilindros de lingotamento a partir das ditas cascas solidificadas.
2. Processo para produzir tira de aço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aço fundido na poça de lingotamento tem teor de carbono na faixa de 0,001% a 0,01% em peso, um teor de manganês na faixa de 0,01% a 2,0% em peso, e um teor de silício na faixa de 0,01% a 10% em peso.
3. Processo para produzir tira de aço, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o aço fundido na poça de lingotamento tem um teor de alumínio da ordem de 0,01% ou menos, em peso.
4. Processo para produzir tira de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, ou 3, caracterizado pelo fato de que o aço fundido na poça de lingotamento tem um teor de oxigênio entre 100 ppm e 250 ppm.
5. Processo para produzir tira de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que o aço fundido contém inclusões de óxido que compreendem qualquer um ou mais de MnO, S1O2 e AI2O3, distribuídos através do aço em uma densidade de inclusão na faixa de 2 g/cm3 a 4 g/cm3.
6. Processo para produzir tira de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que uma maioria das inclusões varia em dimensão entre 2 e 12 micrômetros.
7. Processo para produzir tira de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizado pelo fato de que o teor de enxofre do aço fundido é menor do que 0,01%, em peso.
8. Processo para produzir tira de aço, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender as etapas adicionais de: e. refinar o aço fundido na panela de fundição antes da formação da poça de lingotamento mediante aquecimento de uma carga de aço e material de formação de escória na panela de fundição para formar aço fundido coberto por uma escória que contém óxidos de silício, de manganês e de cálcio, submeter à agitação o aço fundido na panela de fundição mediante injeção de um gás inerte no aço fundido para provocar dessulfurização e, depois disso, injetar oxigênio para produzir aço fundido que é dotado do teor de oxigênio total maior do que 100 ppm.
9. Processo para produzir tira de aço, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a dessulfurização reduz o teor de enxofre do aço fundido para menos do que 0,01%, em peso.
10. Processo para produzir tira de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que o aço solidificado é um aço acalmado com silício/manganês e as inclusões compreendem qualquer um ou mais de MnO, S1O2 e AI2O3.
11. Processo para produzir tira de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8, 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que mais do que uma maioria das inclusões varia na dimensão entre 2 e 12 micrômetros.
12. Processo para produzir tira de aço, de acordo com qualquer uma das reivindicações 8, 9, 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que o aço solidificado é dotado de um teor de oxigênio total na faixa de 100 ppm a 250 ppm.
13. Tira de aço fina produzida por lingotamento de cilindros gêmeos para uma espessura menor do que 5 mm caracterizada pelo fato de que é formada de um aço solidificado contendo inclusões de óxido distribuídas para refletir um teor de oxigênio total na faixa de 100 ppm a 250 ppm e um teor de oxigênio livre entre 30 e 50 ppm no aço fundido a partir do qual a tira é feita.
14. Tira de aço fina, de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que as inclusões de óxido solidificado são distribuídas de forma que nas regiões de superfície da tira para uma profundidade de 2 micrômetros da superfície contém as ditas inclusões para uma densidade de área unitária de pelo menos 120 inclusões/mm2.
15. Tira de aço fina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 ou 14, caracterizada pelo fato de que a maioria do aço solidificado é um aço acalmado com silício/manganês e as inclusões compreendem qualquer um ou mais de MnO, Si02 e A1203.
16. Tira de aço fina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13, 14 ou 15, caracterizada pelo fato de que a maioria das inclusões varia na dimensão entre 2 e 12 micrômetros.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA76140C2 (en) * 2001-04-02 2006-07-17 Nucor Corp A method for ladle refining of steel
US7048033B2 (en) * 2001-09-14 2006-05-23 Nucor Corporation Casting steel strip
US7690417B2 (en) * 2001-09-14 2010-04-06 Nucor Corporation Thin cast strip with controlled manganese and low oxygen levels and method for making same
US7485196B2 (en) 2001-09-14 2009-02-03 Nucor Corporation Steel product with a high austenite grain coarsening temperature
US6808550B2 (en) * 2002-02-15 2004-10-26 Nucor Corporation Model-based system for determining process parameters for the ladle refinement of steel
KR101076090B1 (ko) 2003-01-24 2011-10-21 누코 코포레이션 캐스팅 강 스트립
US20040144518A1 (en) * 2003-01-24 2004-07-29 Blejde Walter N. Casting steel strip with low surface roughness and low porosity
US9999918B2 (en) 2005-10-20 2018-06-19 Nucor Corporation Thin cast strip product with microalloy additions, and method for making the same
US10071416B2 (en) * 2005-10-20 2018-09-11 Nucor Corporation High strength thin cast strip product and method for making the same
US9149868B2 (en) * 2005-10-20 2015-10-06 Nucor Corporation Thin cast strip product with microalloy additions, and method for making the same
AT504225B1 (de) * 2006-09-22 2008-10-15 Siemens Vai Metals Tech Gmbh Verfahren zur herstellung eines stahlbandes
WO2008137900A1 (en) * 2007-05-06 2008-11-13 Nucor Corporation A thin cast strip product with microalloy additions, and method for making the same
US7975754B2 (en) 2007-08-13 2011-07-12 Nucor Corporation Thin cast steel strip with reduced microcracking
US20100215981A1 (en) * 2009-02-20 2010-08-26 Nucor Corporation Hot rolled thin cast strip product and method for making the same
US8444780B2 (en) * 2009-02-20 2013-05-21 Nucor Corporation Hot rolled thin cast strip product and method for making the same
US20110277886A1 (en) 2010-02-20 2011-11-17 Nucor Corporation Nitriding of niobium steel and product made thereby
IN2014DN08225A (pt) 2012-03-07 2015-05-15 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
CN103305759B (zh) * 2012-03-14 2014-10-29 宝山钢铁股份有限公司 一种薄带连铸700MPa级高强耐候钢制造方法
CN103695756B (zh) * 2013-12-12 2016-01-13 武汉钢铁(集团)公司 采用薄板坯连铸连轧生产的半工艺无取向硅钢及方法
CN104357737B (zh) * 2014-11-14 2017-03-15 北京科技大学 一种具有织构特征的NdFeB靶材制备方法
SK288912B6 (sk) * 2014-12-19 2021-11-24 Nucor Corporation Spôsob výroby podlažnej platne a systém na vykonávanie tohto spôsobu
CN109036073B (zh) * 2018-08-30 2020-12-29 中南大学 一种模拟薄带连铸结晶辊表面氧化膜生成的装置及其方法
CN108986629B (zh) * 2018-08-30 2020-12-29 中南大学 一种双辊薄带连铸结晶器模拟装置及其方法
CN109444039B (zh) * 2018-09-21 2021-06-15 首钢集团有限公司 预测微合金钢热轧时发生动态再结晶临界压下量的方法
CN112522580A (zh) * 2019-09-19 2021-03-19 宝山钢铁股份有限公司 一种马氏体钢带及其制造方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4468249A (en) * 1982-09-16 1984-08-28 A. Finkl & Sons Co. Machinery steel
ATE81042T1 (de) * 1988-07-14 1992-10-15 Thyssen Stahl Ag Verfahren zum herstellen eines stahlbandes mit einer dicke von weniger als 10 mm.
JP2795871B2 (ja) * 1989-02-03 1998-09-10 新日本製鐵株式会社 薄肉鋳片の連続鋳造方法
JP2846404B2 (ja) * 1990-04-06 1999-01-13 新日本製鐵株式会社 双ロール鋳造法による低炭素鋼鋳片の製造方法
JPH0811809B2 (ja) * 1991-08-14 1996-02-07 新日本製鐵株式会社 磁気特性が極めて優れた無方向性電磁鋼板の製造方法
JP2677493B2 (ja) * 1992-09-17 1997-11-17 新日本製鐵株式会社 加工肌荒れのないCr−Ni系ステンレス鋼薄板とその製造方法
JPH06246393A (ja) * 1993-03-02 1994-09-06 Nkk Corp 溶鋼攪拌処理によるSiMn脱酸鋼の連続鋳造法
AUPN176495A0 (en) * 1995-03-15 1995-04-13 Bhp Steel (Jla) Pty Limited Casting of metal
WO1996034709A1 (en) * 1995-05-05 1996-11-07 Ishikawajima-Harima Heavy Industries Company Limited Casting steel strip
AUPN937696A0 (en) * 1996-04-19 1996-05-16 Bhp Steel (Jla) Pty Limited Casting steel strip
US6059014A (en) * 1997-04-21 2000-05-09 Ishikawajima Heavy Industries Co., Ltd. Casting steel strip
FR2763960B1 (fr) * 1997-05-29 1999-07-16 Usinor Procede de fabrication de bandes minces d'acier inoxydable ferritique, et bandes minces ainsi obtenues
AUPO710497A0 (en) * 1997-06-02 1997-06-26 Bhp Steel (Jla) Pty Limited Casting metal strip
IT1291931B1 (it) * 1997-06-19 1999-01-21 Voest Alpine Ind Anlagen Procedimento per la produzione di nastri grezzi di colaggio in acciaio a basso contenuto di carbonio e nastri cosi' ottenibili
JP4730981B2 (ja) * 1998-02-16 2011-07-20 住友金属工業株式会社 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
AUPR047900A0 (en) * 2000-09-29 2000-10-26 Bhp Steel (Jla) Pty Limited A method of producing steel
UA76140C2 (en) * 2001-04-02 2006-07-17 Nucor Corp A method for ladle refining of steel

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Publication number Publication date
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