BRPI0516301B1 - Process and installation for the remodeling of basic material with needly near measures in wire and bar shape and flat profile produced according to the process - Google Patents

Description

Processo e instalação para a remodelagem de material básico com medidas quase que definitivas em forma de fio e de barra e perfil plano produzido de acordo com o processo. A presente invenção refere-se a um processo para a moldagem definitiva de material básico em forma de fio e de barra de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, um dispositivo apropriado para a execução do processo de acordo com a reivindicação 26, e a um perfil plano produzido com o processo de acordo com a reivindicação 38. A produção de fitas relativamente estreitas e planas de materiais de aço, a seguir denominadas de perfis planos, pode ser feita de várias maneiras, dependendo das características exigidas do material, das dimensões dos perfis planos a serem produzidos e do uso pretendido dos perfis planos. Perfis planos são as formas comuns de perfis, onde a largura da seção transversal não é superior a 10 a 20 vezes a espessura. Este tipo de perfis planos é usado para componentes funcionais e freqüentemente também para peças de desgaste em equipamentos técnicos, por exemplo, para molas ou componentes semelhantes na construção de automóveis, aeronaves e espaçonaves, na construção de equipamentos e máquinas agrícolas. Estes perfis planos também são usados como material de partida, por exemplo, para a produção de serras, lâminas de serras, correntes de buchas para bicicletas e motocicletas, polias, mancais de rolamento, bordas de esquis ou também para anéis de segmento. Muitas vezes estes perfis planos são componentes mecanicamente muito solicitados, cujas características de resistência são de suma importância além de ter de manter as formas de seção transversal e dimensões exigidas.

Com as características normalmente exigidas, estes perfis planos freqüentemente são cortados a partir de fitas de aço mais largas através da divisão longitudinal, razão pela qual podem ser usadas fitas de aço comercialmente disponíveis que podem ser colocadas nas dimensões correspondentes através de processos conhecidos de laminação a quente e/ou a frio. Também o ajuste das características do material, via de regra, não é problemático neste tipo de fitas de aço, pois, via de regra, no corte longitudinal o material dos perfis planos não se altera mais em comparação com aquele das fitas de aço. Porém, os perfis planos assim produzidos têm a desvantagem de não possuir determinadas configurações das bordas necessárias ou vantajosas para o uso final que realmente possuem uma importância muito grande para a capacidade de uso ou a vida útil dos componentes assim produzidos. Assim sendo, depois da divisão longitudinal de fitas de aço mais largas para produzir as fitas de aço desejadas, precisa ser realizado um tratamento de bordas através de processos de acabamento adicionais, o que gera custos adicionais.

Uma outra possibilidade para a produção destes perfis planos é trefilar os materiais como fio através de moldes de estirar com a respectiva forma que produzem automaticamente as seções transversais de perfil necessárias e sua geometria fina, e também a configuração das bordas. O problema do trefilar de perfis planos correspondentes que de uma maneira geral é amplamente usado para a produção de fios é, por um lado, as velocidades de tração relativamente baixas que podem ser alcançadas por causa do desgaste excessivo dos moldes de trefilar, por outro lado, a solidificação fria dos materiais que ocorre no trefilar dos materiais correspondentes devido à deformação que somente pode ser eliminada novamente com a ajuda de tratamentos térmicos intermediários dispendiosos dos fios trefilados. Por esta razão, uma produção deste tipo de perfis planos é dispendiosa e tecnicamente problemática.

Também é conhecido, produzir os respectivos perfis planos através de laminação a frio, remodelando-se através de retiradas relativamente pequenas da seção transversal um material de partida executado, por exemplo, como fio redondo, pouco a pouco e em dependência da respectiva modelagem, através de laminação a frio para se tomar um perfil plano. Nisso também é possível, através da respectiva tecnologia, garantir as dimensões e as configurações de bordas exigidas. Mas, no caso é desvantajoso, como é o caso em todos os processos de laminação a frio que os materiais laminados a frio, semelhante como no trefilar, estão sujeitos a uma solidificação a frio e, portanto, analogamente ao tratamento térmico necessário durante o trefilar, também precisam de um tratamento intermediário. Justamente em caso de alterações grandes da seção transversal é necessário um recozimento intermediário frequente dos materiais durante o processo do esfriamento.

Portanto, tornou-se conhecida uma tentativa do aprimoramento da laminação de perfis planos de material de partida em forma de fio, onde, de acordo com a patente EP 0 314 667 B2, no lugar a laminação a frio é executada uma laminação a quente para realizar a alteração de seção transversal essencial durante a remodelagem do material de partida em forma de fio que é mais fácil de ser deformado em estado quente do material. Para tal o material de partida em forma de fio é aquecido através de aquecimento condutivo até uma temperatura de no máximo ou até uma temperatura de remodelagem na área y da liga e depois, é laminado em um equipamento de vários estágios. Em seguida, o perfil plano laminado pode ser esfriado. A desvantagem deste modo de procedimento é que a remodelagem pode ser feita relativamente já com as medidas definitivas, mas o controle das propriedades do material durante um processo destes é tudo menos simples. Também o processamento de materiais de aço é restrito a determinadas classes de material.

Portanto, a presente invenção tem a tarefa de fornecer um processo para a moldagem com as medidas quase que definitivas de material básico em forma de fio e de barra que une as vantagens da moldagem a quente do material básico em forma de fio e barra com a manutenção do procedimento do processo para os valores característicos do material e assim permite a produção de um grande número de propriedades diferentes, porém, muito constantemente reguláveis, do material e das peças. A solução da tarefa de acordo com a presente invenção resulta, no que se refere ao processo para o beneficiamento de passagem de fita de aço, das características da reivindicação 1, no que refere ao equipamento apropriado para a execução do processo, das características da reivindicação 26, e no que se refere a um perfil plano produzido deste modo, das características da reivindicação 38, respectivamente em conjunto com as características do respectivo preâmbulo. Outras realizações vantajosas da presente invenção resultam das sub-reivindicações. A presente invenção, de acordo com a reivindicação 1, parte de um processo para a remodelagem de um material básico em forma de fio e de barra, especialmente para laminar perfis planos de fio laminado, onde em uma estação de aquecimento o material básico é aquecido até uma temperatura desejada, o material básico é remodelado em pelo menos um passo de iaminação, e em seguida, é esfriado. Um processo desse gênero é aperfeiçoado pelo fato de que depois do aquecimento do material básico na estação de aquecimento, o material básico é esfriado em uma estação de resfriamento até uma temperatura de Iaminação, nesta temperatura de Iaminação é deformado pela técnica de Iaminação para receber as medidas quase que finais em um perfil plano e em seguida é esfriado e/ou pós-tratado de acordo com as propriedades da estrutura a serem ajustadas. Em virtude do esfriamento dirigido do material até a temperatura de Iaminação desejada antes da execução do processo de Iaminação, apesar do aquecimento anterior do material até uma temperatura necessária para disparar as transformações de estrutura desejadas, mas que, via de regra, é mais alta do que antes da Iaminação do material básico, pode ser ajustada precisamente a estrutura de partida que junto com a alteração do material devido à Iaminação e um pós-tratamento eventualmente conectados em série com a Iaminação do perfil plano garante as propriedades de estrutura desejadas do perfil plano. Nisso, através do aquecimento do material básico até uma temperatura que, por exemplo, garante uma austenitização segura acima da temperatura A3, garante a respectiva alteração da estrutura, que então por meio do esfriamento dirigido do material básico até a temperatura necessária para a Iaminação regula um estado de estrutura que permite essencialmente a alteração da estrutura do perfil plano no sentido de alcançar a seção transversal desejada quase que com as medidas finais. Isto pode ainda ser seguido por outros pós-tratamentos, tais como resfriamentos e beneficiamentos que permitem uma outra alteração das propriedades da estrutura. Com isto foi encontrada uma possibilidade de combinar uma moldagem quase que definitiva de perfis planos feitos de materiais de aço em estado quente, com um ajuste da estrutura dirigida, visando os valores característicos de material a serem ajustados, o que minimiza o pós-tratamento de perfis planos assim produzidos. É especialmente vantajoso se o aquecimento do material básico ocorre na estação de aquecimento até uma temperatura acima de temperatura A3 do cristal misto y (austenita). Deste modo podem ser geradas as mais diversas estruturas a partir de uma estrutura de austenita como estrutura de partida, antes da laminação do material básico, que correspondem às diversas propriedades necessárias do material de aço para os usos típicos dos perfis planos, assim abrindo um amplo campo de uso para os perfis planos produzidos de maneira apropriada.

Uma outra realização do processo de acordo com a presente invenção prevê que 0 aquecimento do material básico na estação de aquecimento vai até uma temperatura na faixa do cristal misto α/y (ferrita / austenita). Assim sendo pode ser regulada, de modo dirigido, especialmente para aços pobres em carbono, uma estrutura de partida vantajosa para a laminação seguinte.

Nesta outra realização também é imaginável que o aquecimento do material básico na estação de aquecimento vá até uma temperatura muito pouco abaixo do ponto Ai. Devido a isto, novamente podem ser disparados outros processos da transformação da estrutura durante a laminação do material básico que levam a um outro espectro da formação da estrutura do perfil plano laminado e eventualmente pós-tratado Uma vantagem essencial para a execução do processo é que como material básico é usado fio redondo ou fio oval. Fio redondo é, no contexto da presente invenção, não apenas fio com uma seção transversal redonda que pode ser obtida, por exemplo, por meio de técnica de laminação ou de trefilagem, mas sim, em geral com qualquer seção transversal apropriada para a deformação por meio de elementos da técnica de laminação para se tornar um perfil plano. Os respectivos fios ovais possuem uma seção transversal oval. Nisso, via de regra, é usada uma largura livre do fio redondo ou do fio oval em um tratamento de laminação, a fim de, por um lado criar as alterações de propriedades exigidas no que se refere à geometria do perfil plano, e, por outro lado, criar as propriedades de estrutura exigidas e com isso, as propriedades do material do perfil plano acabado. Um fio redondo ou fio oval desse tipo é um material básico comercialmente disponível e pode ser facilmente obtido em muitas composições e ligas, o que faz com que os custos para este tipo de fio redondo ou fio oval sejam relativamente favoráveis.

No caso pode se imaginar que 0 fio redondo ou o fio oval atravessa 0 processo como material básico enrolável. Assim sendo, será possível um processamento quase que contínuo do fio redondo ou do fio oval usualmente entregue em anéis que como bobina enrolado do perfil plano acabado também pode ser processado posteriormente como material acabado enrolado. Em uma outra realização também é imaginável que o fio redondo ou o fio oval passa pelo processo como material básico em forma de barra, sendo que o material básico em forma de barra também gera perfis planos em forma de barra. É vantajoso que sejam usados como material básico aços ao carbono sem liga ou de baixa liga. Estes aços ao carbono sem liga ou de baixa liga são o material de partida para a produção de muitos componentes e peças diferentes e oferecem para o uso de perfis planos produzidos de acordo com a presente invenção uma ampla paleta de possibilidades de uso.

No caso é imaginável que o aquecimento do material básico na estação de aquecimento seja feita até uma temperatura acima do ponto A3. Tal temperatura do material básico, para os aços usualmente usados, fica claramente na faixa da austenita, de modo que as alterações da estrutura que ocorrem na austenitização são a base para uma série de alterações usuais das propriedades de material visando as propriedades de material a serem alcançadas dos perfis planos.

Uma primeira realização do processo de acordo com a presente invenção é o fato de que o esfriamento na estação de esfriamento do material básico antes da laminação baixa até uma temperatura para regular uma estrutura de austenita apenas pouco acima da temperatura A3 de aproximadamente 800°C. Sendo assim, o próprio processo de laminação é feito ainda na formação da estrutura do material básico como estrutura de austenita, em virtude do que ainda podem processar-se os processos de difusão respectivamente simples e a influência sobre as alterações da estrutura pretendidas pode ser efetuada de modo controlado.

Para isso, em uma outra execução vantajosa desta execução do processo, depois da laminação do perfil plano na faixa de temperatura da estrutura da austenita, um esfriamento da estrutura de austenita para a transformação em uma estrutura de sorbitol é feito diretamente em seguida. Esta estrutura de sorbitol é feita em lamelas muito finas e oferece as melhores condições para determinadas áreas de uso destes perfis planos.

Uma outra execução do processo de acordo com a presente invenção pode ser visto no fato de que o esfriamento na estação de esfriamento esfria o material básico antes da laminação até uma temperatura para regular uma estrutura de patente, por exemplo, para um aço C 75, entre 400 a 550 °C. Tal estrutura de patente é formada de perlita de tiras finas e é especialmente bem apropriado para, por exemplo, a posterior moldagem a frio de perfis planos correspondentes, ou também para áreas de uso dos perfis planos, onde precisam ser combinadas altas resistências à tração e boa tenacidade dos materiais. Um esfriamento respectivamente lento da estrutura de patente da fase de perlita usualmente segue a laminação. A formação de uma estrutura de patente (o correspondente também se aplica para as estruturas de bainita e de austenita mencionadas a seguir) ocorre em cada material aqui relevante devido à sua composição em uma outra temperatura, esta, porém, é conhecida e característica para cada material. As relações entre as formações de estrutura e as respectivas temperaturas e processos dos diversos materiais podem ser obtidas dos chamados gráficos de conversão de tempo e temperatura (chamados gráficos ZTU). Por esta razão, a seguir, a temperatura para a regulagem de uma estrutura de patente (respectivamente uma estrutura de bainita ou uma estrutura de austenita) é uma temperatura diferente para cada material aqui relevante, porém, na predeterminação de um material apropriado, uma temperatura definida, para a qual, por exemplo, para um aço C 75, também são dados valores concretos. De resto, o técnico sabe para cada material aqui relevante qual é a temperaturas que ele precisa regular para ajustar uma estrutura de patente respectivamente uma estrutura de bainita ou uma estrutura de austenita.

Uma outra execução do processo de acordo com a presente invenção pode ser visto no fato de que o esfriamento na estação de esfriamento esfria o material básico antes da laminação até uma temperatura para o ajuste de uma estrutura de bainita, por exemplo, para um aço C 75, entre 275 a 370°C. Nisso, o material básico é esfriado mais ainda, ao contrário do ajuste de uma estrutura de patente, até que a laminação do material básico seja executada em um estado de estrutura da estrutura intermediária de bainita, onde em virtude da temperatura baixa os processos de difusão são amplamente impedidos, e através da virada da faixa de austenita no material se formam faixas de grade a. No caso, cementita de granulometria fina separa-se com os efeitos vantajosos para as propriedades da estrutura.

Uma realização alternativa do processo de acordo com a presente invenção é o esfriamento do material básico na estação de esfriamento antes da laminação até uma temperatura para o ajuste de uma estrutura de austenita esfriada, por exemplo, para um aço C 75, entre 220 a 280°C. Através do esfriamento respectivamente rápido da estrutura do austenita, os processos de transformações que normalmente ocorrem são retardados ou não ocorrem ou quase que não ocorrem em alto grau, de modo que a laminação de uma estrutura de austenita esfriada tão rapidamente, super-esfriada, oferece a possibilidade de executar a transformação amplamente ou exclusivamente para uma estrutura de martensita com a estrutura de endurecimento conhecida acicular o que produz os respectivos materiais altamente resistentes, onde em uma outra realização, por exemplo, também diretamente em seguida pode ser realizada um tratamento de têmpera com um esfriamento do perfil plano antes do enrolamento. Devido ao tratamento de têmpera, o material é alterado novamente no que se refere à dureza e tenacidade, alcançando assim a alta dureza e ao mesmo tempo boas propriedades de resistência mecânica.

Porém, em uma laminação do material básico como austenita super-esfriada, depois da laminação do perfil plano, diretamente em seguida, é feito um tratamento de beneficiamento, sem esfriar bruscamente, da estrutura de austenita super-esfriada, mas com um tratamento de têmpera possivelmente para a formação de uma estrutura de bainita, e um tratamento de têmpera com um esfriamento do perfil plano antes do enrolamento. No caso, no lugar da formação de martensita acima descrita, é gerada a estrutura intermediaria de bainita que também já possui as propriedades vantajosas acima mencionadas.

Também é imaginável, sem a geração de austenita super-esfriada, como já acima descrito, laminar diretamente na fase de austenita, depois do esfriamento do perfil plano na faixa de temperatura da estrutura de austenita, esfriar bruscamente para a formação de martensita, mas diretamente em seguida executar um tratamento de têmpera e um esfriamento do perfil plano antes do enrolamento. Com isso é criada uma estrutura de martensita que também já possui as vantagens mencionadas.

Em todos estes processos diferentes é vantajoso que o material básico seja mantido durante o processo de laminação pelo menos na temperatura regulada depois do esfriamento do material básico na estação de esfriamento. Assim, a estrutura não se altera ou não se altera demais durante a laminação, de modo que a laminação por si só não produz nenhuma alteração da estrutura. Para tal é necessário, eventualmente em dependência do processo de laminação, visando o trabalho de remodelagem aplicado no material básico e a alteração da temperatura do material básico que ocorre, ou dissipar o calor da zona de laminação, por exemplo, em caso de altos graus de remodelagem, ou, por exemplo, em caso de remodelagem pequena, manter o material básico na temperatura desejada através do fornecimento de calor, por exemplo, através de temperaturas dos tambores de laminação.

Também é possível que, dependendo da escolha do processo a ser executado, o material básico, depois da transformação com técnica de laminação para se chegar ao perfil plano com as medidas quase que finais, seja submetido a mais um esfriamento, especialmente um esfriamento rápido. Para esta finalidade, o material já presente como perfil plano, pode ser submetido, por exemplo, a um esfriamento por água ou a semelhante processo de esfriamento conhecido.

Também pode ser útil que o esfriamento rápido esfrie o perfil plano laminado pelo menos até abaixo do limite de temperatura para a ocorrência de processos de oxidação na superfície do perfil plano, assim cuidando para que processos de formação de crosta de óxido de ferro ou semelhantes não podem mais ocorrer ou não ocorrem mais em grau inadmissível. É vantajoso se o esfriamento do material básico, depois de passar pela estação de aquecimento e antes da laminação, ocorra em um banho de metal temperado. Estes banhos de metal temperado são conhecidos e consagrados e oferecem a possibilidade de temperar tiras de metal que os atravessam de modo dirigido e preciso e também de manter as mesmas em uma temperatura uma vez predeterminada, a fim de providenciar os respectivos processos de compensação, sem que as superfícies das tiras de metal sejam expostas a uma oxidação inadmissível.

Aqui, em outra realização também é imaginável que o material básico, para seu esfriamento, depois da passagem pela estação de aquecimento, permaneça um tempo predeterminado em um banho de metal temperado, atravessa especialmente o banho de metal temperado durante um tempo previamente determinável, a fim de permitir que aconteçam os processos de compensação já mencionados para temperar toda a seção transversal do material básico.

Também é vantajoso que o aquecimento do material básico aconteça com a ajuda de aquecimento indutivo e/ou aquecimento condutivo e/ou por meio de banhos de metal líquidos. É lógico que também são possíveis outros métodos de aquecimento, não mencionados detalhadamente aqui, que são conhecidos e usuais na industria metalúrgica.

Uma melhoria da superfície do perfil plano pode ser obtido quando o aquecimento do material básico é feito sob a influência de gás de proteção. Assim, já no aquecimento do material básico, são impedidos os processos de oxidação que tampouco se propagam durante todo o processo e que, assim, tampouco podem causar divergências das medidas nem defeitos da superfície posteriores.

Também é possível que entre a estação de aquecimento e a estação de esfriamento seja atravessado um dispositivo de uniformização para uma compensação da temperatura dentro do material básico previamente aquecido, sendo que em outra realização a uniformização da temperatura dentro do material básico aquecido pode ser realizada depois da passagem pela estação de aquecimento sob a influência do gás de proteção. A presente invenção, de acordo com a reivindicação 26, também se refere a uma instalação para a execução do processo de acordo com a reivindicação 1, onde a instalação possui em direção de passagem do material básico um dispositivo de enrolamento / desenrolamento para o enrolamento do material básico enrolável ou um dispositivo de alimentação para o material básico em forma de barra, uma estação de aquecimento, uma estação de esfriamento para a regulagem de uma temperatura de laminação, uma estação de laminação, um percurso de esfriamento e um dispositivo de enrolamento / desenrolamento para enrolar o perfil plano enrolável ou um dispositivo de retirada para o perfil plano em forma de barra. Esta configuração básica da instalação possibilita a execução das variações básicas do processo onde depois do aquecimento é feito um esfriamento dirigido do material básico até uma temperatura que permita a laminação do material básico com uma estrutura, ou seja, como estrutura de austenita, como estrutura da patente, como estrutura de bainita ou como austenita super-esfriada. Nisso pode ser regulada a respectiva estrutura, dependendo do gradiente do esfriamento e do tempo de esfriamento. Outros pós-tratamentos e também processos intermediários podem ser executados através da intercalação ou da conexão em série dos respectivos componentes de equipamentos adicionais, tais como, por exemplo, processos de tratamento térmico posteriores à laminação, tais como no beneficiamento, ou também processos de têmpera, tais como manter o material básico em uma determinada temperatura durante um determinado período, a fim de permitir que ocorram processos de compensação dentro do material. É vantajoso que a estação de laminação possua pelo menos um dispositivo de laminação, de preferência, vários dispositivos de laminação conectados em série, um atrás do outro. Uma remodelagem cuidadosa do material básico durante a laminação pode ser obtida através da realização dirigida e também através de disposição um atrás do outro de diversos dispositivos de laminação.

Também é possível que na área do pelo menos um dispositivo de laminação esteja disposto um monitoramento de temperatura para determinar a temperatura do material básico antes e/ou depois da laminação, com cuja ajuda podem ser detectadas durante a laminação alterações de temperatura inadmissíveis para a formação da estrutura e ser eliminadas através de, por exemplo, aplicação de calor dirigida nos cilindros de laminação por meio de temperar os cilindros.

Para o aquecimento dirigido do material básico é vantajoso quando para o aquecimento do material básico por meio de aquecimento condutivo, rolos de contato atravessados por corrente elétrica estão dispostos na área de entrada do dispositivo para o material básico. Tal aquecimento condutivo, a princípio conhecido, do material básico permite um aquecimento bem controlável e, por conseguinte, uma transformação da estrutura do material básico.

Um esfriamento do material básico especialmente favorável pode ser realizado quando a estação de esfriamento para a regulagem de uma temperatura de laminação possui um banho de metal temperado. Tal banho temperado, por exemplo, um banho de metal consistindo de uma liga de chumbo / bismuto, já é muito usado e, portanto, é conhecido e consagrado no que se refere a seu comportamento. Com isso, também no caso de tempos de passagem relativamente mais longos do material básico através de tal banho de metal, pode ser garantida uma têmpera segura do material básico, ao mesmo tempo impedindo processos de oxidação na superfície do material básico.

No caso, pode se imaginar que o banho de metal temperado esteja disposto antes e/ou atrás da estação de laminação. Dependendo da condução do processo, com o respectivo ajuste da temperatura de aquecimento na estação de aquecimento, pode ser laminado diretamente a partir da fase de austenita, de modo que o banho de metal assume então a têmpera do perfil plano laminado para a formação da estrutura intermediária de bainita. Em outros casos, o banho de metal é usado para o esfriamento dirigido do material básico até a temperatura de laminação e logicamente precisa estar disposto antes da estação de laminação. Nisso, em outra realização, o banho de metal temperado pode possuir um dispositivo de enrolamento e/ou de desvio, através do qual o material básico é guiado durante o tempo de permanência no banho de metal temperado. O dispositivo de enrolamento ou de desvio também pode assumir uma função de amortecimento para estações da instalação conectadas em seguida.

Para determinadas variações da condução do processo é vantajoso se no percurso de esfriamento uma refrigeração a água esfria o perfil plano com altos gradientes de temperatura. Devido a isto, as estruturas obtidas depois da laminação são quase que congeladas devido ao esfriamento rápido e ficam mantidas também em caso de temperaturas mais baixas.

No contexto do pós-tratamento de perfis planos laminados é vantajoso se para o aquecimento do perfil plano para um beneficiamento em seguido à laminação seja prevista uma outra estação de aquecimento condutiva onde então, por exemplo, o aquecimento pode novamente ocorrer sob a influência de gás de proteção. Também pode ser previsto um outro percurso de esfriamento, por exemplo, para o esfriamento do perfil piano no contexto de um beneficiamento que segue a laminação. A presente invenção descreve também, de acordo com a reivindicação 38, um perfil plano produzido de acordo com o processo de acordo com a reivindicação 1. Um perfil plano deste tipo possui com vantagem essencialmente uma seção transversal retangular ou uma seção transversal semelhante a um retângulo, sendo que diferentes realizações da área da borda podem ser reguladas dependendo do uso posterior do perfil plano. É vantajoso se como material básico possam ser processados típicos aços ao carbono, especialmente aços ao carbono com um teor de carbono entre 0,10 e 1,35%, especialmente também C 10 a Ck 101/125 Cr1. Estes perfis planos podem ser processados preferencialmente com dimensões entre uma espessura de 0,5 a 5 mm e uma largura de 4 a 25 mm.

Uma forma de execução especialmente preferida da instalação de acordo com a presente invenção para a execução do processo de acordo com a reivindicação 1 é mostrada no desenho.

Ele mostra: A figura 1 é uma ilustração esquematizada do princípio de construção de uma instalação para a execução do processo para laminação a quente de fios de laminação com os componentes mais importantes da instalação. A figura 2 é um gráfico de conversão de tempo - temperatura contínua para a execução do processo de acordo com a figura 1. A figura 3 é uma ilustração esquematizada do princípio da construção de uma instalação de acordo com a reivindicação 26 para a execução do processo de acordo com a presente invenção com um esfriamento do material básico antes da laminação para a produção de uma estrutura de patente, estrutura de bainita ou uma estrutura de austenita super-esfriada. A figura 4 é um gráfico de conversão de tempo - temperatura isotérmica para a execução do processo de acordo com a figura 3 com a indicação da respectiva condução do processo para a produção de estrutura de patente, estrutura de bainita ou uma estrutura de austenita super-esfriada. A figura 5 é uma instalação modificada de acordo com a figura 5 para o tratamento térmico executado depois da laminação de uma estrutura de austenita super-esfriada. A figura 6 é uma instalação modificada de acordo com a figura 3 para o tratamento térmico executado depois da laminação de uma estrutura de austenita sem estação de esfriamento antes da laminação. A figura 7 é uma instalação modificada de acordo com a figura 3 com estação de esfriamento antes da estação de laminação e equipamentos para o tratamento térmico executado depois da laminação. A figura 8 é uma instalação modificada de acordo com a figura 7 com estação de esfriamento depois da estação de laminação e dispositivos para o tratamento térmico executado depois da laminação. A figura 1 é uma ilustração muito esquematizada do princípio de construção de uma instalação para a execução do processo para a laminação a seco de fio de laminação para perfis planos. No caso, trata-se de uma instalação para a execução de um processo sem dispositivo especial para o esfriamento do material básico antes da laminação.

Um perfil plano 18 é um material de aço cuja largura corresponde a no máximo 10 a 20 vezes sua espessura e que usualmente é usado como base construtiva para componentes expostos a esforços mecânicos, tais como molas, anéis de segmento ou semelhantes e também como lâminas para serras ou outras peças expostas a cargas grandes. As dimensões de tais perfis planos são pequenas em comparação com a fita laminada produzida de outro modo e tipicamente encontram-se na faixa de até 30 milímetros na largura e de 5 milímetros na espessura. O material básico 17 é entregue à instalação 1 como fio de laminação redondo, mas também pode ter outras seções transversais como material de partida para a laminação em uma estação de laminação 7.

Na instalação 1, o material básico 17 é fornecido com uma dobadoura com uma bobina 2 através de uma retirada de esteira 3 e um dispositivo de ajuste 4 para dentro de um dispositivo 5 de aquecimento condutivo do material básico 17, sendo que o dispositivo do aquecimento condutivo 5 possui cilindros de contato 16 atravessados por corrente elétrica que providenciam um aquecimento do material básico 17 através da introdução da corrente elétrica no material básico 17 ao longo do dispositivo de aquecimento condutivo 5. Este aquecimento ocorre principalmente em um canal de gás de proteção 6 que impede que no aquecimento se formem produtos de oxidação na superfície do material básico 17. Em seguida ao segundo par de cilindros de contato 16 também está previsto um canal 12 eventualmente cheio de gás de proteção como zona de compensação 12, dentro da qual o material básico 17 se aquece uniformemente através de processos de compensação, também no seu interior, e deste modo se forma, antes da entrada na estação de laminação 7, um decurso uniforme de temperatura dentro do material básico 17. Dentro desta zona de compensação 12, a temperatura do material básico 17 cai da temperatura final que surge no aquecimento entre os cilindros de contato 16, de, por exemplo, 1020°C, para uma temperatura mais baixa, de modo que dentro da zona de compensação 12 ocorre um esfriamento do material básico 17 para uma temperatura de, por exemplo, um pouco acima da temperatura A3. Com esta temperatura que é monitorada, por exemplo, antes ou depois da estação de laminação 7 através de uma medição de temperatura 8 realizada por um pirômetro de radiação, o material básico 17 entre na estação de laminação 7 e lá é laminada em uma ou várias cargas (o desenho mostra de modo simplificado apenas uma estação de laminação 7, mas também várias estações de laminação 7 podem estar conectadas em série, uma atrás da outra) para se tornar um perfil plano 18 que depois é esfriado com a ajuda de um percurso de esfriamento 9, no caso, por exemplo, com dois refrigeradores de água 10, e através de uma retirada de esteira 3 é entregue para uma bobina de enrolamento 11, e lá é enrolado para formar uma coil. Assim sendo, o material básico 17 atravessa a instalação 1 em sentido de passagem 19 e é entregue à instalação 1 como uma bobina enrolada, por exemplo, com um fio de laminação redondo, e como bobina de um perfil plano 18 é enrolado e acabado.

Tal linha de laminação 1 executa um processo, ilustrado de acordo com a figura 2 em uma apresentação em um gráfico de conversão de tempo -temperatura contínua para um aço C 75 para a produção de bainita de acordo com a condução da temperatura ao longo da linha 13. Nisso, a uma temperatura um pouco inferior a 800 °C, o material básico 17 é laminado e depois, esfriado ao longo de linha 13. A estrutura de sorbitol que assim surge providencia as respectivas propriedades do perfil plano 18 assim produzido. A desvantagem deste modo de procedimento é que através do esfriamento apenas na zona de compensação 12 a temperatura do material básico 17 é relativamente dispendiosa a ser regulada, além disso, a temperatura não pode ser variada para temperaturas que seriam úteis para outros procedimentos do processo.

Portanto, sugere-se um aprimoramento da instalação 1 mostrada na figura 1 no sentido de que, de acordo com a figura 3, a instalação 1 é modificada de maneira que antes da estação de laminação 7 seja conectada em série uma estação de esfriamento 14, por exemplo, consistindo de um banho de metal, por exemplo, um banho de chumbo - bismuto, onde é feito um esfriamento dirigido do material básico 17 antes da entrada na estação de laminação 7, de modo que a estrutura do material básico 17 na entrada para a estação de laminação 7 corresponde a condições exatamente definidas e, portanto, a deformações do material básico 17 para virar um perfil plano 18 eventualmente em conjunto com outros procedimentos de tratamento discutidos mais adiante, resulta na estrutura desejada do perfil plano 18, produzindo as dimensões e formas da seção transversal necessárias. De resto, a instalação 1 da figura 3 corresponde essencialmente à instalação 1 da figura 1, de modo que a seguir somente serão discutidas as diferenças. O aquecimento no aquecimento condutivo 5 pode acontecer em um ou vários estágios, sendo que um número de cilindros de contato 16 estão dispostos uns atrás dos outros, de modo que o aquecimento pode ser executado em vários estágios, possivelmente até mesmo sob a aplicação de diversas intensidades da corrente elétrica e também de diferentes gradientes de temperatura no aquecimento. Isto cria, via de regra, um aquecimento do material básico 17 que pode ser controlado melhor, além disso, já durante a passagem através do aquecimento condutivo 5 ocorrem processos de compensação correspondentes, de modo que o material básico 17 no final da passagem através do aquecimento condutivo 5 já é aquecido de modo muito uniformemente, mais ou menos na temperatura indicada de 1020°C. A estação de esfriamento / o banho de metal 14 possui para a passagem do material básico 17 um dispositivo de enrolamento 15 na forma de rolos de, por exemplo, um metro de diâmetro, sobre os quais o material básico 17 é enrolado várias vezes, assim ficando durante um tempo predeterminado dentro da estação de esfriamento / banho de metal 14 durante a passagem pelo banho de metal 14. Nisso, o banho de metal 14 é de tal modo temperado que a temperatura de partida desejada para a laminação do material básico 17 na estação de laminação 7 surge dentro do material básico 17 e que assim dentro do material básico 17 pode formar-se precisamente a estrutura que será necessária para a laminação dentro da estação de laminação 7 para a obtenção da estrutura final posterior. Para evitar alterações de superfície inadmissíveis do material básico 17 depois da saída do aquecimento condutivo 5 e na passagem através do banho de metal 14, canais de gás de proteção 6 também estão dispostos antes e depois do banho de metal, de modo que o material básico 17 é aquecido e temperado quase que completamente em atmosfera de gás de proteção.

Depois da laminação na estação de laminação 7, o perfil plano 18 é esfriado através de um refrigerador rápido 10 por meio de refrigeração de água ou semelhante, e enrolado, como já descrito a respeito da figura 1.

Na figura 4 são registrados diversos possíveis decursos do processo ao longo da linha 13’, 13”, 13”’ em um gráfico de conversão de tempo -temperatura isotérmica para um aço C 75 que indicam as diversas estruturas finais a serem reguladas do perfil piano 18 depois da laminação na estação de laminação 7. Se, por exemplo, dentro da estação de esfriamento 14 a temperatura do material básico for reduzida para um valor em torno de aproximadamente 500 °C e depois, laminado, então pode, neste aço de acordo com a linha 13’, ser regulada uma chamada estrutura de patente que possibilita uma tenacidade especialmente alta com valores de resistência à tração muito altos, Se, por outro lado, for esfriado mais para valores de aproximadamente 350°C, resulta na laminação uma chamada estrutura intermediária na forma de uma estrutura de bainita de acordo com a linha 13”, Uma possibilidade especialmente interessante para a produção de perfis planos 18 consiste no fato de realizar o esfriamento na estação de esfriamento 14 tão rápido que, de acordo com a linha 13”’, se chega até uma faixa abaixo de 300°C da austenita super-esfriada para a laminação na estação de laminação 7 e depois, através de respectivo pós-tratamento, pode ser feito uma têmpera de martensita desta austenita super-esfriada.

Assim sendo, através da intercalação de uma estação de esfriamento 14 antes da laminação na estação de laminação 7 é criada a possibilidade de processar em uma instalação 1 tipos muito diferentes de materiais para se tomarem perfis planos 18 e nisso respectivamente poder executar o procedimento otimizado de acordo com as linhas 13’, 13”, 13” na figura 4.

Uma modificação da instalação descrita na figura 3 para a laminação de austenita super-esfriada como estrutura do material básico 18 mostra a figura 5, onde até a laminação na estação de laminação 7 vale o que foi dito no contexto da figura 3. Depois do esfriamento rápido 10 depois da laminação na estação de laminação 7 há um segundo aquecimento condutivo 5’ que serve para o novo aquecimento do perfil plano 18 para um beneficiamento da estrutura do perfil plano 18, sendo que também novamente é aquecido de modo condutivo e em um seguinte esfriamento rápido 10, é esfriado. Com isso pode ser obtido um amplo controle das propriedades do material básico 17 laminado como austenita super-esfriada. A figura 6 mostra uma outra modificação da instalação 1 onde de acordo com a linha 3 na figura 4 a laminação somente ocorre depois de um certo esfriamento na zona de compensação 12 e assim, a laminação na estação de laminação 7 na faixa de austenita da estrutura do material básico 17. Este perfil plano 18 assim laminado e esfriado em refrigeradores de água 10 é então temperado, como já foi descrito acima a respeito da figura 5, através de operações de beneficiamento em um aquecimento condutivo 5\ sendo assim mais uma vez alterado nas suas propriedades.

De acordo com as figuras 7 e 8 são mais uma vez mostradas duas variações da instalação 1 de acordo com a figura 5 onde a estação de esfriamento 14 é disposta antes e como alternativa, uma estação de esfriamento 20 é disposta atrás da estação de laminação 7, de modo que a condução da temperatura do material básico 17 na área da estação de laminação 7 pode ser alterada mais ainda de modo dirigido também, por exemplo, depois da laminação na estação de laminação 7 através de temperar o perfil plano 18 produzido. Nisso, a estação de esfriamento 20 de acordo com a figura 8 pode servir para temperar de modo respectivamente lento ou dirigido o perfil plano 18 depois da laminação, a fim de levar as estruturas presentes depois da laminação do perfil plano 18 a uma alteração dirigida, sem diretamente executar um esfriamento rápido demais do perfil plano 18.

LISTA DE REFERÊNCIAS 1 Unha de laminação / instalação 2 Saída da bobina 3 Retirada de esteira 4 Dispositivo de ajuste 5, 5’ Aquecimento condutivo 6 Canal de gás de proteção 7 Estação de laminação 8 Medição de temperatura 9 Percurso de esfriamento 10 Refrigeração de água 11 Bobina de enrolamento 12 Zona de compensação 13 a 13'” Decurso da temperatura para variações do processo 14 Estação de esfriamento / banho de metal 15 Dispositivo de enrolamento 16 Cilindros de contato 17 Material básico 18 Perfil plano 19 Sentido de passagem material básico 20 Estação de esfriamento Reivindicações

Claims (38)

1. Processo para a remodelagem por meio da técnica de laminação de um material básico (17) em forma de fio e de barra, especialmente para a laminação de perfis planos (18) a partir de fio laminado, onde em uma estação de aquecimento (5) é feito o aquecimento do material básico (17) até uma temperatura desejada, o material básico (17) é remodelado em pelo menos um processo de laminação (7) e em seguida, esfriado, caracterizado pelo fato de que depois do aquecimento providenciado através de abastecimento de energia elétrica ou térmica do material básico (17) não remodelado na estação de aquecimento (5), o material básico (17) em seguida é esfriado em uma zona de esfriamento ou estação de esfriamento (14) até uma temperatura previamente definida para o ajuste de uma estrutura previamente definida, durante um tempo de ação do esfriamento, com esta temperatura é remodelado para obter medidas quase que definitivas por meio da técnica de laminação, tornando-se um perfil plano (18), e em seguida, é esfriado e/ou recebe pós-tratamento de acordo com propriedades de estrutura a serem ajustadas.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aquecimento do material básico (17) na estação de aquecimento (5) vai até uma temperatura acima da temperatura A3 do cristal misto y (austenita).

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que 0 aquecimento do material básico (17) na estação de aquecimento (5) vai até uma temperatura na faixa do cristal misto a/ y (ferrita / austenita).

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que 0 aquecimento do material básico (17) na estação de aquecimento (5) vai até uma temperatura na faixa diretamente abaixo do ponto A^.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que como material básico (17) é usado fio redondo ou fio oval.

6. Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o fio redondo ou 0 fio oval atravessa o processo como material básico (17) enrolável.

7. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o fio redondo ou o fio oval atravessa 0 processo como material básico (17) em forma de barra.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que como material básico (17) são usados aços ao carbono sem liga ou de baixa liga.

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o esfriamento na zona de esfriamento ou na estação de esfriamento (14) esfria o material básico (17) antes da laminação (7) até uma temperatura para ajustar uma estrutura de austenita apenas pouco acima da temperatura A3, para C 75, até uma temperatura de aproximadamente 800°C.

10. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o esfriamento na zona de esfriamento ou na estação de esfriamento (14) esfria o material básico (17) antes da laminação até uma temperatura para ajustar uma estrutura de patente, para C 75, a uma temperatura entre 400 a 550°C.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o esfriamento na zona de esfriamento ou na estação de esfriamento (14) esfria o material básico (17) antes da laminação (7) até uma temperatura para ajustar uma estrutura de bainita, para C 75, a uma temperatura entre 275 a 370°C.

12. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o esfriamento na zona de esfriamento ou na estação de esfriamento (14) esfria o material básico (17) antes da laminação (7) até uma temperatura para ajustar uma estrutura de austenita super-esfriada, para C 75, para um temperatura entre 220 a 280°C.

13. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material básico (17) durante a laminação (7) é mantido pelo menos na temperatura ajustada depois do esfriamento do material básico (17) na zona de esfriamento ou na estação de esfriamento (14).

14. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material básico (17) depois da remodelagem por meio da técnica de laminação (7) para se tornar o perfil plano (18) com as dimensões quase que finais é submetido a mais um esfriamento (9, 10) especialmente a um esfriamento rápido (10).

15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o esfriamento rápido (10) esfria o perfil plano (18) laminado pelo menos até abaixo do limite de temperatura para o decorrer de processos de oxidação na superfície do perfil plano (18).

16. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que depois da laminação (7) do perfil plano (17) na faixa de temperatura da estrutura de austenita diretamente em seguida é feito um esfriamento da estrutura de austenita para a transformação em uma estrutura de sorbitol.

17. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que depois da laminação (7) do perfil plano (17) na faixa de temperatura da estrutura de austenita super-esfriada e do esfriamento em um percurso de esfriamento (9, 10) com um esfriamento brusco da estrutura de austenita super-esfriada para a transformação em uma estrutura de martensita, um tratamento de têmpera com um esfriamento do perfil plano (18) é feito diretamente em seguida, antes do enrolamento.

18. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que depois da laminação (7) do perfil plano (18) na faixa de temperatura da estrutura de austenita super-esfriada, diretamente em seguida, é feito um tratamento de beneficiamento sem esfriamento brusco da estrutura de austenita super-esfriada, mas com um tratamento de têmpera para a formação de uma estrutura de bainita e um tratamento de têmpera com um esfriamento do perfil plano (18) antes do enrolamento (11).

19. Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que depois da laminação (7) do perfil plano (18) na faixa de temperatura da estrutura de austenita é feito um esfriamento brusco da estrutura de austenita para a transformação em uma estrutura de martensita, e em seguida é feito um tratamento de têmpera com um esfriamento do perfil plano (18) antes do enrolamento (11).

20. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o esfriamento do material básico (17) depois da passagem pela estação de aquecimento (5) e antes da laminação (7) é feito em um banho de metal temperado (14).

21. Processo de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que para o esfriamento do material básico (17) depois da passagem pela estação de aquecimento (5), o material básico (17) permanece um tempo previamente definível no banho de meta! temperado (14), especialmente que atravessa o banho de metal temperado (14) durante um tempo previamente definível.

22. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o aquecimento (5) do material básico (15) ocorre por meio de aquecimento indutivo e/ou aquecimento condutivo (16) e/ou por meio de banhos de metal líquido.

23. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado peio fato de que aquecimento (5) do material básico (1) é feito sob a influência de gás de proteção (6).

24. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que entre a estação de aquecimento (5) e a zona de esfriamento ou a estação de esfriamento (14) é atravessada uma estação de uniformização (12) para uma uniformização da temperatura dentro do material básico (17) aquecido.

25. Processo de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a uniformização da temperatura dentro do material básico (17) aquecido é feita depois da passagem pela estação de aquecimento (5) sob a influência de gás de proteção (12).

26. Instalação (1) para a execução de um processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a instalação (1) possui em direção de passagem do material básico (17) um dispositivo de enrolamento / desenrolamento (2, 3) para o desenrolamento do material básico desenrolável (17) ou um dispositivo de abastecimento para o material básico em forma de barra, uma estação de aquecimento (5), uma zona de esfriamento ou uma estação de esfriamento (14) para regular uma temperatura de laminação, uma estação de laminação (7), um percurso de esfriamento (9, 10) e um dispositivo de enrolamento / desenrolamento (11) para enrolar o perfil plano (18) enrolável ou um dispositivo de retirada para o perfil plano em forma de barra.

27. Instalação (1) de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de que a estação de laminação (7) possui pelo menos uma estação de laminação, de preferência, várias estações de laminação, conectadas uma atrás da outra.

28. Instalação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 ou 27, caracterizada pelo fato de que na área da pelo menos uma estação de laminação (7) é disposto um monitoramento de temperatura (8) para determinar a temperatura do material básico (17) antes e/ou depois da laminação.

29. Instalação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 28, caracterizada pelo fato de que para o aquecimento do material básico (17) por meio de aquecimento condutivo, cilindros de contato (16) atravessados por corrente elétrica estão dispostos na área de entrada da instalação (1) para o material básico (17).

30. Instalação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 29, caracterizada pelo fato de que a estação de esfriamento (14) possui um banho de metal para regular uma temperatura de laminação.

31. Instalação (1) de acordo com a reivindicação 30, caracterizada pelo fato de que o banho de metal temperado (14) é um banho de metal de uma liga de chumbo - bismuto.

32. Instalação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 ou 31, caracterizada pelo fato de que o banho de metal temperado (14) é disposto antes e/ou depois da estação de laminação (7).

33. Instalação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 30 a 32, caracterizada pelo fato de que o banho de metal temperado (14) possui um dispositivo de enrolamento e/ou de desvio (15), através do qual o material básico (17) pode ser conduzido durante o tempo de permanência no banho de metal temperado (14).

34. Instalação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 33, caracterizada pelo fato de que um banho de metal temperado (20) é disposto depois da estação de laminação (7).

35. Instalação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 34, caracterizada pelo fato de que no percurso de esfriamento (9, 10) um esfriamento de água (10) esfria o perfil plano (18) com gradientes de temperatura altos.

36. Instalação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 35, caracterizada pelo fato de que para o aquecimento do perfil plano (18) para um beneficiamento em seguida à laminação (7) pode ser prevista uma outra estação de aquecimento condutiva (5’).

37. Instalação (1) de acordo com a reivindicação 36, caracterizada pelo fato de que o aquecimento (5’) do perfil plano (18) para o beneficiamento ocorre sob a influência de gás de proteção (6).

38. Instalação (1) de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 37, caracterizada pelo fato de que para o esfriamento do perfil plano (18) no contexto de um beneficiamento em seguida à laminação (7) pode ser previsto um outro percurso de esfriamento (10).