Una chapa de acero adecuada para esmaltado y procedimiento para producir dicha chapa.

Una chapa de acero laminada adecuada para esmaltado, teniendo dicha chapa un perfil de carbono, definido por un gradiente del nivel de C desde un nivel Csuperficie en al menos una superficie de la chapa, hasta un nivel Cmasa en la masa de la chapa, siendo Cmasa mayor que Csuperficie, y con:

- Cmasa mayor que el 0 y menor que o igual al 0,08% en peso,

- Csuperficie entre el 0 y el 0,015% en peso,

- Al entre el 0,012% en peso y el 0,07% en peso,

- Mn entre el 0,12% en peso y el 0,45% en peso,

- O menor que el 0,01% en peso

y opcionalmente:

- Cu entre el 0,025% en peso y el 0,1% en peso

- S entre el 0,008% en peso y el 0,04% en peso,

- Ca entre el 0,0005% en peso y el 0,005% en peso,

siendo el resto Fe e impurezas accidentales, en la que dichas impurezas pueden comprender

(en % en peso): Si< 0,1, P< 0,03, Ti< 0,01, Cr< 0,2, Ni< 0,2, As< 0,02, Sn< 0,02, Nb< 0,01, V< 0,01, Sb< 0,02, Mo< 0,03, B< 0,0005, N< 0,007, y en la que la profundidad a la que el nivel de C alcanza (Cmasa+Csuperficie)/2, es mayor que 75 μm.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/055477.

Solicitante: Arcelormittal Investigación y Desarrollo, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: LEVEAUX,MARC, VAN STEENBERGE,NELE, DUPREZ,LODE, GOUSSELOT,PHILIPPE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero... > C22C38/04 (que contienen manganeso)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA DEL HIERRO > MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES... > Modificación de las propiedades físicas por deformación... > C21D8/02 (durante la fabricación de productos planos o de bandas (C21D 8/12 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA DEL HIERRO > MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES... > Tratamiento térmico, p. ej. recocido, endurecido,... > C21D9/56 (Hornos continuos para bandas o alambres)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > C22C38/00 (Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero (aleaciones de hierro colado C22C 37/00))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero... > C22C38/06 (que contienen aluminio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero... > C22C38/16 (que contienen cobre)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA DEL HIERRO > MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES... > Procesos de difusión para extracción de elementos... > C21D3/04 (Descarburación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA DEL HIERRO > MODIFICACION DE LA ESTRUCTURA FISICA DE LOS METALES... > Tratamiento térmico, p. ej. recocido, endurecido,... > C21D9/46 (para láminas metálicas)

PDF original: ES-2545746_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Una chapa de acero adecuada para esmaltado y procedimiento para producir dicha chapa

Campo de la invención 5

La presente invención se refiere a una chapa de acero adecuada para esmaltado, y a un procedimiento para la descarburación superficial de una chapa de acero, como una preparación para esmaltar el acero.

Estado de la técnica.

El nivel de carbono de una chapa de acero tiene una importante influencia sobre los resultados en términos de calidad superficial de una capa de esmalte aplicada sobre la superficie de la chapa. Un nivel de carbono elevado en la superficie de la chapa puede dar origen a la formación de burbujas de CO gaseoso, que son 15 perceptibles como puntos negros y cráteres en la superficie del esmalte. Por otro lado, cuando un nivel de carbono suficientemente elevado está presente inicialmente en la masa, este carbono forma cementita gruesa durante la laminación en caliente que se agrieta en el momento de la laminación en frío. Estas grietas son capaces de capturar hidrógeno que penetra en el acero durante el proceso de esmaltado. Cuando se captura hidrógeno de forma insuficiente, la presión se elevará en la superficie de acero/esmalte lo que da origen a la llamada deformación "en 20 escamas de pescado" del esmalte.

Es ventajoso, por lo tanto, descarburar el acero solamente en una capa en la superficie del acero, es decir llevar a cabo una descarburación superficial. El documento JP-A-2282421 describe dicho procedimiento, en el que se produce una chapa de acero resistente al envejecimiento colada y recocida de forma continua para 25 esmaltado, caracterizado porque un desbaste plano de acero colado de forma continua que contiene C entre el 0, 0025 y el 0, 0050% en peso, Si como máximo el 0, 03% en peso, Mn entre el 0, 1 y el 0, 6% en peso, P entre el 0, 005 y el 0, 03% en peso, S entre el 0, 005 y el 0, 03% en peso, Al como máximo el 0, 01% en peso, N como máximo el 0, 004% en peso, Cu entre el 0, 01 y el 0, 06% en peso, O entre el 0, 02 y el 0, 06% en peso, V entre el 0, 01 y el 0, 06% en peso, el resto Fe e impurezas inevitables, es laminado en caliente con una temperatura de acabado mayor 30 que o igual a 800°C, y una temperatura de bobinado de 600-800°C, laminado en frío con una proporción de reducción mayor que o igual al 60% y sometido a un recocido de descarburación a 700-900°C durante 30 s-3 min, llevado a cabo en un horno de recocido continuo que tiene una atmósfera de descarburación compuesta por el 1-20% de vapor de agua, hidrógeno gaseoso en una cantidad mayor que o igual a dos veces la cantidad de vapor de agua, y siendo el resto principalmente nitrógeno gaseoso, para reducir el nivel de C para que sea menor que o igual 35 al 0, 002% en peso. El documento JP-A-6116634 describe un procedimiento similar, pero en el que el material de partida no tiene vanadio y el nivel de C inicial es hasta el 0, 015% en peso y se añade B en lugar de V para la captura de H.

Ambos procedimientos de la técnica anterior dan como resultado chapas de acero completa o 40 superficialmente descarburadas que son adecuadas para esmaltado mediante Esmaltado Directo en Blanco (DWE) , en el que un revestimiento de esmalte blanco se aplica sobre la superficie, seguido por una etapa de cocción. Dado que el nivel de carbono inicial es bastante bajo, no se consigue la resistencia a las escamas de pescado debidas a la formación de cementita. Para compensar esto, en la técnica anterior se usa un acero con un nivel de oxígeno elevado y un nivel de Al limitado, junto con elementos de aleación específicos tales como B, V. Gracias al contenido 45 de Al limitado, se forman óxidos de Si y Mn y nitruros de B y V dentro de la masa del acero, que son beneficiosos contra la aparición de escamas de pescado. Sin embargo, esta aleación implica costes extra y causa algunas dificultades técnicas, por ejemplo implicando colada con V. Además, las chapas descarburadas de la técnica anterior tienen una conformabilidad bastante baja según lo atestiguado por los valores del coeficiente de Lankford (rm) . Estos valores no superan 1, 8 lo que es una preocupación cuando se prevé embutición profunda. En particular, la figura 1 50 del documento JP6116634 muestra que valores de rm entre 1, 6 y 1, 8 se consiguen solamente para un intervalo muy estrecho de nivel de carbono antes del recocido de descarburación. Por debajo del 0, 0050% en peso de C y por encima del 0, 0150% en peso de C, el valor de rm se deteriora.

Objetivos de la invención 55

La presente invención pretende proporcionar una chapa de acero parcialmente descarburada adecuada para esmaltado que no padezca las desventajas de la técnica anterior mencionada anteriormente.

Resumen de la invención

La invención se refiere a chapas y productos de acero y a un procedimiento de producción tal como se desvela en las reivindicaciones adjuntas. La invención se refiere, por lo tanto, a una chapa de acero laminada adecuada para esmaltado, teniendo dicha chapa un perfil de carbono, definido por un gradiente del nivel de C desde 5 un nivel Csuperficie en al menos una superficie de la chapa, hasta un nivel Cmasa en la masa de la chapa, siendo Cmasa mayor que Csuperficie, y con:

- Cmasa mayor que el 0 y menor que o igual al 0, 08% en peso, - Csuperficie entre el 0 y el 0, 015% en peso, 10

- Al entre el 0, 012% en peso y el 0, 07% en peso, - Mn entre el 0, 12% en peso y el 0, 45% en peso, - O menor que el 0, 01% en peso y opcionalmente:

- Cu entre el 0, 025% en peso y el 0, 1% en peso

- S entre el 0, 008% en peso y el 0, 04% en peso,

- Ca entre el 0, 0005% en peso y el 0, 005% en peso siendo el resto Fe e impurezas accidentales, 20

y en la que la profundidad a la que el nivel de C alcanza (Cmasa+Csuperficie) /2, es mayor que 75 m.

Según una realización preferida, la chapa de acero de la invención tiene un valor de rm entre 1, 8 y 2, 1.

Según realizaciones específicas, Csuperficie está entre el 0, 005% en peso y el 0, 015% en peso, o entre 25 el 0 y el 0, 005% en peso.

Según otras realizaciones específicas, Cmasa está entre el 0, 02% en peso y el 0, 08% en peso, o entre el 0, 025% en peso y el 0, 08% en peso o entre el 0, 025% en peso y el 0, 06% en peso.

Según otra realización, el nivel de Al está entre el 0, 02% en peso y el 0, 06% en peso.

Según una realización adicional, dicha profundidad está entre 130 m y 200 m.

La invención también se refiere a una chapa de acero esmaltada que consta de una chapa de acero 35 según cualquiera de los párrafos anteriores, provista de una capa de esmalte.

La invención se refiere, además, a un producto de acero producido a partir de una chapa según la invención, y a un producto de acero esmaltado que consta de dicho producto, provisto de una capa de esmalte.

La invención también se refiere a un procedimiento para producir una chapa de acero laminada para esmaltado, que comprende las etapas de:

- someter a un desbaste plano de acero a laminación en caliente seguida por bobinado, y laminación en frío, para obtener una chapa de acero laminada en frío, comprendiendo dicho desbaste plano la siguiente composición 45 inicial:

- C entre el 0, 02% en peso y el 0, 08% en peso, - Al entre el 0, 012% en peso y el 0, 07% en peso, - Mn entre el 0, 12% en peso y el 0, 45% en peso, 50

- O menor que el 0, 01% en peso y opcionalmente:

- Cu entre el 0, 025% en peso y el 0, 1% en peso, 55

- S entre el 0, 008% en peso y el 0, 04% en peso,

- Ca entre el 0, 0005% en peso y el 0, 005% en peso,

- siendo el resto Fe e impurezas accidentales,

- someter a dicha chapa laminada en frío a una etapa de recocido continuo, en la que dicha chapa es expuesta... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Una chapa de acero laminada adecuada para esmaltado, teniendo dicha chapa un perfil de carbono, definido por un gradiente del nivel de C desde un nivel Csuperficie en al menos una superficie de la chapa, hasta un nivel Cmasa en la masa de la chapa, siendo Cmasa mayor que Csuperficie, y con: 5

- Cmasa mayor que el 0 y menor que o igual al 0, 08% en peso, - Csuperficie entre el 0 y el 0, 015% en peso, - Al entre el 0, 012% en peso y el 0, 07% en peso, - Mn entre el 0, 12% en peso y el 0, 45% en peso, 10

- O menor que el 0, 01% en peso y opcionalmente:

- Cu entre el 0, 025% en peso y el 0, 1% en peso - S entre el 0, 008% en peso y el 0, 04% en peso, 15

- Ca entre el 0, 0005% en peso y el 0, 005% en peso, siendo el resto Fe e impurezas accidentales, en la que dichas impurezas pueden comprender (en % en peso) : Si < 0, 1, P < 0, 03, Ti < 0, 01, Cr < 0, 2, Ni < 0, 2, As < 0, 02, Sn < 0, 02, Nb < 0, 01, V < 0, 01, Sb < 0, 02, Mo < 0, 03, B < 0, 0005, N < 0, 007, y en la que la profundidad a la que el nivel de C alcanza (Cmasa+Csuperficie) /2, es mayor que 75 m. 20

2. Chapa de acero según la reivindicación 1, que tiene un valor de rm entre 1, 8 y 2, 1.

3. Chapa de acero según la reivindicación 1 ó 2, en la que Csuperficie está entre el 0, 005% en peso y el 0, 015% en peso. 25

4. Chapa de acero según la reivindicación 1 ó 2, en la que Csuperficie está entre el 0 y el 0, 005% en peso.

5. Chapa de acero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que Cmasa está entre el 0, 02% en peso y el 0, 08% en peso. 30

6. Chapa de acero según la reivindicación 5, en la que Cmasa está entre el 0, 025% en peso y el 0, 08% en peso.

7. Chapa de acero según la reivindicación 5, en la que Cmasa está entre el 0, 025% en peso y el 0, 06% en 35 peso.

8. Chapa de acero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que el nivel de Al está entre el 0, 02% en peso y el 0, 06% en peso.

9. Chapa de acero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que dicha profundidad está entre 130 m y 200 m.

10. Chapa de acero esmaltada que consta de una chapa de acero según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, provista de una capa de esmalte. 45

11. Un procedimiento para producir una chapa de acero laminada para esmaltado, que comprende las etapas de:

- someter a un desbaste plano de acero a laminación en caliente seguida por bobinado, y laminación en frío, para 50 obtener una chapa de acero laminada en frío, comprendiendo dicho desbaste plano la siguiente composición inicial:

- C entre el 0, 02% en peso y el 0, 08% en peso, - Al entre el 0, 012% en peso y el 0, 07% en peso, 55

- Mn entre el 0, 12% en peso y el 0, 45% en peso, - O menor que el 0, 01% en peso y opcionalmente:

- Cu entre el 0, 025% en peso y el 0, 1% en peso, 60

- S entre el 0, 008% en peso y el 0, 04% en peso, - Ca entre el 0, 0005% en peso y el 0, 005% en peso, - siendo el resto Fe e impurezas accidentales, en el que dichas impurezas pueden comprender (en % en peso) : Si < 0, 1, P < 0, 03, Ti < 0, 01, Cr < 0, 2, Ni < 0, 2, As < 0, 02, Sn < 0, 02, Nb < 0, 01, V < 0, 01, Sb < 0, 02, Mo < 0, 03, B < 0, 0005, N < 0, 007, - someter a dicha chapa laminada en frío a una etapa de recocido continuo, en la que dicha chapa es expuesta 5 durante un tiempo de descarburación a una atmósfera de descarburación que comprende vapor de agua e hidrógeno gaseoso, en la que el contenido de H2 está entre 1% en volumen y el 95% en volumen, el contenido de H2O entre el 0, 04% en volumen y el 33% en volumen, siendo el resto principalmente nitrógeno gaseoso, estando la proporción pH2O/pH2 entre 0, 04 y 0, 5.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que dicho recocido continuo tiene lugar a una temperatura de recocido entre 760°C y 850°C, y durante un tiempo de descarburación entre 45 s y 300 s.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que la temperatura de recocido está entre 800°C y 850°C. 15

14. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que el nivel de C inicial está entre el 0, 025% en peso y el 0, 08% en peso.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que el nivel de C inicial está entre el 0, 025% en peso y 20 el 0, 06% en peso.

16. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 15, en el que el nivel de Al inicial está entre el 0, 02% en peso y el 0, 06% en peso.

17. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 16, en el que la proporción pH2O/pH2 está entre 0, 04 y 0, 25.

18. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, que comprende además una etapa de sobreenvejecimiento a una temperatura entre 350°C y 450°C durante un periodo de tiempo entre 100 s y 30 500 s.

19. Procedimiento según la reivindicación 18, que comprende además una etapa de pasada de temperizado con una reducción de entre el 0, 3% y el 1, 5%.