ES2331372T3 - Proceso y planta relacionada para la fabricacion sin interrupcion de productos largos de acero. - Google Patents

Abstract

Un proceso para la fabricación de productos largos de acero tales como barras, cables, perfiles laminados, vigas y carriles, a partir de una etapa de fundición en continuo de desbastes cuadrados o lingotes provistos de grosores comprendidos entre 120 y 400 mm y un "flujo másico", es decir la cantidad de acero que fluye en la unidad de tiempo a la salida de la fundición en continuo > 3 m/min, esta etapa incluyendo una reducción del núcleo líquido y seguida por una etapa de calentamiento por inducción, sin interrupciones hasta el final de una etapa de laminación en una pluralidad de estaciones, caracterizado por el hecho de que cuando entra en la etapa de laminación la temperatura promedio del producto es más elevada que la temperatura superficial y la diferencia entre la temperatura en el núcleo o en la zona interior media y la temperatura superficial, la cual es de aproximadamente 1200ºC, es de por lo menos de 100ºC.

Description

Proceso y planta relacionada para la fabricación sin interrupción de productos largos de acero.

La presente invención se refiere a un proceso y una planta relacionada para la fabricación de los denominados productos "largos" de acero (tales como barras, cables, perfiles laminados, vigas y carriles) sin interrupción a partir de la fundición en continuo hasta la última estación de laminación, véase por ejemplo el documento EP-A 0730916.

Para este tipo de fabricación es conocido adoptar un sistema de fundición en continuo con una o más líneas para la fabricación de desbastes cuadrados o lingotes los cuales, posiblemente cuando todavía están calientes, alimentan un laminador con una serie de estaciones adecuadas para el tamaño de la sección transversal del producto final. El laminado de acabado se puede obtener tanto mediante el laminado de un único lingote cada vez, como proporcionando una línea continua o sinfín en el momento de soldar juntos los lingotes en una sucesión de cabeza con cola aguas arriba del laminador. También son conocidos otros procedimientos para obtener una fabricación sinfín, tal como aquellos expuestos en la patente EP-A 0761327 y la publicación internacional WO-A 00/71272, en donde el producto a partir de una fundición en continuo es sometido a una etapa de homogenización o igualación de la temperatura a través de su sección transversal siendo después calentado y finalmente laminado en línea.

Una característica común a todas las plantas de este tipo según la técnica anterior es que el producto a partir de la fundición en continuo (desbaste cuadrado, lingote, barra redonda, etc.) sufre un proceso de homogenización completa de la temperatura, en particular a través de la sección transversal desde la superficie exterior hacia el núcleo antes de ser laminado. Una homogenización o igualación completa de la temperatura entre la superficie y el núcleo del producto se ha considerado en el pasado que aporta la ventaja de una elongación homogénea de las fibras las cuales, teniendo sustancialmente la misma temperatura, presentarán la misma resistencia a la deformación.

Por el contrario un perjuicio técnico constante ha sido siempre que una diferencia de temperatura entre la superficie y el núcleo del producto implicará una elongación no homogénea, de tal modo que afecta a la calidad del producto final.

Todavía según la técnica anterior, se han considerado necesarias por lo menos dos etapas de laminación distintas para obtener el producto final, es decir una primera etapa de desbaste y una segunda etapa de acabado, distinta una de la otra de modo que la barra que se vaya a procesar esté libre de estrangulaciones a lo largo del paso completo entre las dos etapas de laminación.

Por lo tanto el objeto de la presente invención es aquél de la laminación de un desbaste cuadrado o lingote para obtener productos largos de acero a través de la mayor reducción posible con la mínima resistencia de separación en favor de la economía del proceso en términos tanto de una inversión inferior, utilizando una potencia total de las estaciones inferior que aquella necesaria según la técnica anterior, como un consumo de potencia inferior para un tamaño idéntico de sección transversal del producto final.

Se ha encontrado que, superando un perjuicio común de la técnica anterior, como ha sido indicado antes, estos objetos se pueden obtener colocando el laminador inmediatamente aguas abajo de la fundición en continuo, al contrario de lo que ha sido creído hasta ahora. De este modo se dispone de una solución muy buena porque el desbaste cuadrado o lingote se lamina a una temperatura promedio más elevada, incluso cuando la temperatura superficial es menor de 1200ºC. Con una temperatura en el núcleo de la sección transversal siendo más alta en 100-200ºC con respecto a la temperatura superficial, que es de aproximadamente 1200ºC, se obtiene de hecho la ventaja de incrementar la temperatura promedio de laminación sin problema alguno en la calidad del producto ni en la posibilidad de grietas por contracciones desiguales en los cilindros de laminación. El incremento de la temperatura promedio como consecuencia de una temperatura más elevada en la zona del núcleo permitirá una temperatura superficial inferior a 1200ºC, evitando de ese modo los problemas mencionados antes.

Se ha encontrado también que los efectos ventajosos de este tipo de laminación directamente conectada en línea con la fundición en continuo, en otras palabras adoptando el denominado proceso de "laminación fundición" en este tipo de fabricación, se hacen posibles cuando el producto fundido:

- tiene un "flujo másico", es decir la cantidad de acero que fluye en la unidad de tiempo desde la fundición en continuo, que es suficientemente elevado y en particular su velocidad a la salida de la fundición en continuo es > 3 m/min;

- está sometido a un proceso de reducción del núcleo líquido ("reducción suave"), por ejemplo según las enseñanzas de la patente EP-B 0603330 a nombre del presente solicitante, a fin de asegurar un denominado "centro sólido" del producto de fundición antes de ser laminado completamente solidificado, directamente en línea sin interrupciones; y

- se hace pasar a lo largo de un horno de inducción a la salida de la fundición en continuo para igualar la temperatura, no en profundidad sino a través únicamente de la capa superficial, especialmente para reducir el enfriamiento en las esquinas y calentar adicionalmente el producto de fundición, siempre que sea necesario, en función de la velocidad y del tipo de acero de fundición.

Los objetos anteriormente mencionados de la presente invención se consiguen por medio de un proceso que tiene las características de la reivindicación 1 y una planta las características de la cual se relacionan en la reivindicación 5.

Estos y otros objetos, ventajas y características de la presente invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada de una forma de realización preferida de la misma, proporcionada a título de ejemplo no limitativo con referencia a los dibujos adjuntos en los cuales:

la figura 1 muestra esquemáticamente un ejemplo de planta según la presente invención; y

la figura 2 muestra el denominado "plan de laminación" con un perfil de material a la salida de cada estación respectiva de laminación de la planta de la figura 1.

Con referencia a la figura 1, un ejemplo de una planta para llevar a cabo el proceso según la presente invención se representa empezando a partir de un desbaste cuadrado 10 que deja una zona de fundición en continuo esquemáticamente representada en su totalidad con 1 y que comprende, como es conocido, un molde, así como medios adecuados para conseguir una "reducción suave" del núcleo líquido. El desbaste cuadrado 10 deja la fundición en continuo 1 con un grosor comprendido entre 120 y 400 mm, por ejemplo 250 mm, a una velocidad de aproximadamente 4 m/min, que significa un elevado "flujo másico".

Después pasa sin interrupción a través de un horno de inducción 2 y un desincrustador 3, todavía sin solución de continuidad, hasta la etapa de laminación individual llevada a cabo con un laminador de acabado 4.

El laminador de acabado ha sido representado aquí consistiendo en nueve estaciones de laminación M1-M9 para obtener como producto final una barra redonda con un diámetro de 70 mm, como se representa mejor en la figura 2.

Se debe indicar que la distancia entre la salida de la fundición en continuo 1 y el laminador 4 no será mayor de aproximadamente 30 m, a fin de limitar las pérdidas de temperatura del desbaste cuadrado, proporcionando de ese modo la ventaja adicional de disponer de una planta más compacta que requiere un espacio reducido. De este modo y gracias al horno de inducción 2, la temperatura promedio del producto resultará que será mayor que la temperatura superficial con por lo menos 100ºC más en el núcleo que en la superficie exterior, en donde la temperatura es aproximadamente de 1200ºC o menos.

Se observará que, explotando el flujo másico mayor mencionado antes, se puede obtener una reducción más elevada y por consiguiente incluso plantas más compactas, más cortas de 30 m, utilizando tanto un laminador planetario como una estación de laminación más potente en lugar de las primeras estaciones de desbastado (por ejemplo, dos o tres). Por lo tanto el número total de estaciones se puede reducir por ejemplo de nueve, como se representa en la figura 1, hasta un número tan bajo como siete cuando las tres primeras estaciones M1-M3 se sustituyen por una única estación provista de tres veces más de potencia.

Hornos de calentamiento por inducción adicionales (no representados) entre las estaciones de laminado 4 o un sistema de refrigeración intermedio 5 colocado entre estaciones subsiguientes se pueden proporcionar según la velocidad de la fundición y el tipo de acero que se vaya a laminar.

Finalmente, con referencia a la figura 2 se representa un ejemplo práctico del plan de laminación en el cual, empezando a partir del perfil inicial del desbaste cuadrado que entra en el laminador 4, se representa el perfil del producto a la salida de cada estación de laminación individual. A cada perfil representada en la figura 2 corresponde la sección transversal del producto a la salida de la estación respectiva M1-M9, cuando se empieza con un producto final Nº 0 desde la fundición en continuo, que tiene cada lado de aproximadamente 250 mm. Para cada perfil se ha indicado el valor A del área de la sección transversal; M es aquél del factor de reducción que corresponde a (A_{0}-A_{1}/A_{0})x 100, en donde A_{0} es el área de la sección transversal a la entrada de la estación correspondiente y A_{1} es el área de la sección transversal a la salida de la misma; así como el radio de reducción \lambda = A_{0}/A_{1}.

Por lo tanto se puede observar que con nueve pasos (pero incluso con un número inferior de pasos) y una cantidad reducida de la potencia demandada a partir de un desbaste con un tamaño del lado de 250 mm, se puede obtener una barra redonda con un diámetro de 70 mm de calidad excelente.

Claims (8)

1. Un proceso para la fabricación de productos largos de acero tales como barras, cables, perfiles laminados, vigas y carriles, a partir de una etapa de fundición en continuo de desbastes cuadrados o lingotes provistos de grosores comprendidos entre 120 y 400 mm y un "flujo másico", es decir la cantidad de acero que fluye en la unidad de tiempo a la salida de la fundición en continuo > 3 m/min, esta etapa incluyendo una reducción del núcleo líquido y seguida por una etapa de calentamiento por inducción, sin interrupciones hasta el final de una etapa de laminación en una pluralidad de estaciones, caracterizado por el hecho de que cuando entra en la etapa de laminación la temperatura promedio del producto es más elevada que la temperatura superficial y la diferencia entre la temperatura en el núcleo o en la zona interior media y la temperatura superficial, la cual es de aproximadamente 1200ºC, es de por lo menos de 100ºC.

2. Proceso según la reivindicación 1 en el que está provista una etapa de desincrustación entre dicho calentamiento por inducción y la etapa de laminación.

3. Proceso según la reivindicación 1 o 2 en el que está provista por lo menos una etapa de calentamiento por inducción adicional, intermedia entre las estaciones de laminación.

4. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que está provista por lo menos una etapa de refrigeración, intermedia entre las estaciones de laminación.

5. Una planta para la fabricación de productos largos de acero, tales como barras, cables, perfiles laminados, vigas y carriles, a partir de desbastes cuadrados o lingotes provistos de grosores comprendidos entre 120 y 400 mm desde una fundición en continuo (1) con una reducción del núcleo líquido del producto de la fundición (10) comprendiendo un horno de calentamiento por inducción (2) aguas arriba del laminador de acabado (4) con una pluralidad de estaciones, a las cuales dicho producto (10) es alimentado sin interrupción, caracterizada por el hecho de que a la entrada de la primera estación de laminación la temperatura promedio del producto es más elevada que la temperatura superficial y en el núcleo o en la zona interior media es por lo menos 100ºC más elevada que dicha temperatura superficial, la cual es de aproximadamente 1200ºC, la distancia entre la salida de la fundición en continuo (1) y el laminador (4) no siendo mayor de 30 m.

6. Planta según la reivindicación 5 caracterizada porque adicionalmente comprende un desincrustador (3) entre el horno de inducción (2) y el laminador (4).

7. Planta según la reivindicación 5 o 6 caracterizada por el hecho de que adicionalmente comprende por lo menos un horno de calentamiento por inducción adicional intermedio entre las estaciones de laminación (4).

8. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 5-7 caracterizada porque adicionalmente comprende medios de refrigeración intermedios (5, 5') entre las estaciones de laminación (4).