PRODUCTO DE ACERO CON CANTIDAD REDUCIDA DE AGREGADOS DE ALUMINA.

Un acero desoxidado con Al que consiste en de 0,0005 a 1,5% en masa de C,

de 0,005 a 1,2% en masa de Si, de 0,05 a 3,0% en masa de Mn, de 0,001 a 0,1% en masa de P, de 0,0001 a 0,05% en masa de S, de 0,005 a 1,5% en masa de Al, y de menos de 80 pp de oxígeno total (T.O.), opcionalmente uno o más de 0,1 a 1,5% en masa de Cu, de 0,1 a 10,0% en masa de Ni, de 0,1 a 10,0% en masa de Cr, de 0,05 a 1,5% en masa de Mo, de 0,005 a 0,1% en masa de Nb, de 0,005 a 0,3% en masa de V, de 0,001 a 0,25% en masa de Ti y de 0,0005 a 0,005% en masa de B, que incluye uno o más metales de tierras raras (REMs) seleccionados del grupo de Ce, La, Pr y Nd. que incluye un REM total de no menos de 0,1 ppm y menos de 10 ppm y un REM disuelto de menos de 1 ppm, siendo el resto hierro e impurezas inevitables. que contiene agregados de alúmina en los que la relación en masa de REM total a oxígeno total (T.O.), es decir, REM/T.O. es no menos de 0,05 y no más de 0,5 y las inclusiones basadas en óxido que consisten principalmente en alúmina y óxido de REM contienen no menos de 0,5% en masa y no más de 15% en masa de óxido de REM

Producto de acero con cantidad reducida de agregados de alúmina.

La presente invención se refiere a aceros, con pocos agregados de alúmina, apropiados para láminas estructurales y automotrices, placas resistentes al desgaste, tubos de pozos petrolíferos y otras aplicaciones.

Las láminas de acero y otros aceros laminados se fabrican generalmente como aceros calmados con Al, preparados desoxidando aceros líquidos, fundidos en hornos básicos de oxígeno, con Al. La alúmina formada durante la desoxidación es dura, tiende a formar agregados y permanece en el acero líquido en forma de inclusiones no menores de varios cientos de µm.

Si tales inclusiones no se retiran adecuadamente de los aceros líquidos, provocan astillas en las láminas de acero, inferioridad de la calidad de las placas de acero estructural, una disminución de la tenacidad a baja temperatura de las placas de acero resistentes al desgaste, defectos de soldadura en tubos de acero de pozo petrolífero detectados por UST (ensayo ultrasónico) y otros defectos. La alúmina también se adhiere y se acumula sobre la pared interior de las boquillas de inmersión durante la colada continua y provoca el atascamiento de las boquillas.

La alúmina se ha retirado convencionalmente de los aceros líquidos (1) añadiendo Al como desoxidante cuando del acero líquido se sangra del convertidor de modo que se puede dar tanto tiempo como sea posible para la aglomeración, coalescencia y flotación y separación de la alúmina del acero líquido después de la desoxidación, (2) acelerando la flotación y separación de la alúmina agitando vigorosamente el acero líquido por procedimientos de refinado secundario CAS (ajuste de la composición por burbujeo sellado con argón) o RH (Rheistahl Huttenwerke und Heraus; desgasificación a vacío), o (3) reformando y volviendo inocua la alúmina en forma de inclusión de CaO-Al₂O₃ de bajo punto de fusión añadiendo Ca al acero líquido.

Sin embargo, hacer flotar y separar la alúmina por dichos métodos (1) y (2) supone un problema, que los métodos no pueden retirar completamente las inclusiones no menores de varios cientos de µm y prevenir las astillas sobre la superficie de las láminas de acero.

Reformar las inclusiones por dicho método (3) es capaz de prevenir la formación de agregados y refinar las inclusiones rebajando su punto de fusión.

Para modificar la alúmina en acero líquido a aluminato de Ca líquido, sin embargo Shirota et al. (Consultar Materials and Processes, 4 (1991), p. 1214) dice que es necesario controlar la relación [Ca]/[T.O.] dentro del intervalo entre 0,7 y 1,2.

Para cumplir este requisito, es necesario añadir, cuando por ejemplo T.O. (oxígeno total, que es la suma del oxígeno disuelto y del oxígeno en las inclusiones) es 40 ppm, tanto como de 28 a 48 ppm de Ca al acero líquido.

En los cables de acero para neumáticos y muelles de válvulas, mientras tanto, se sabe generalmente modificar y volver inocuas las inclusiones a CaO-SiO₂-Al₂O₃ (-MnO) de bajo punto de fusión que son aptas para deformar durante el laminado y trabajabilidad.

Además, dicho método (3) no se ha llevado a la práctica para la fabricación de láminas de acero laminado en frío para automóviles y latas cuyo límite superior de contenido de Si es controlado rigurosamente cuando se añade Ca en la forma de aleaciones de Ca-Si de bajo coste.

Hay algunos métodos de desoxidar acero líquido conocidos que usan Ce, La u otro REM (metal de tierras raras). (1) Un método basado en calmado con Al usa REM como modificador de la alúmina después de la desoxidación con Al y (2) otro método usa REM como desoxidante individualmente o en combinación con Ca, Mg, etc., sin usar Al.

Como método basado en el calmado con aluminio, el documento JP-A-52-70918 describe un método para fabricar acero limpio que contiene pocas inclusiones no metálicas que retira agregados de alúmina de acero líquido haciéndolos flotar y separar controlando la tensión interfacial entre el acero líquido y los agregados de alúmina añadiendo uno o más de 0,001 a 0,05% de Se, Sb, La y Ce después de la desoxidación con Al o Al-Si, a veces en combinación con agitación del acero líquido.

El documento JP-A-2001-26842 describe láminas de acero laminado en frío que tienen excelentes propiedades internas y superficiales y un método de fabricación por lo tanto que controla el tamaño de las inclusiones de óxido hasta 50 µm o menos y la composición de dichas inclusiones hasta de 10 a 30% en peso de óxido de Al, de 5 a 30% en peso de óxido de Ca y/o REM, y de 50 a 90% en peso de óxido de Ti, añadiendo Ca y/o REM después de desoxidar acero líquido con Al y Ti.

Además, el documento JP-A- 11-323426 describe un método para fabricar acero calmado con Al, limpio sin agregados de alúmina y pocos defectos aplicando desoxidación con composite con Al, REM y Zr.

Sin embargo, estos métodos han sido incapaces de disminuir los defectos de inclusiones hasta los niveles de calidad deseada porque ha sido difícil hacer flotar y separar con seguridad los agregados de alúmina.

La patente japonesa No. 1150222 describe un método para fabricar acero que rebaja el punto de fusión de las inclusiones, y ablanda las inclusiones, añadiendo una aleación que contiene uno o más de Ca, Mn y REM, por ejemplo, de 100 a 200 ppm, después de desoxidar el acero líquido con un fundente que contiene óxido de Ca.

La patente japonesa No. 1266834 describe un método para fabricar varillas de alambre de acero con excelente estirabilidad que añade de 50 a 500 ppm partes de REM después de controlar el T.O. (oxigeno total) hasta 100 ppm o menos con un desoxidante tal como Mn o Si, distinto de Al, con la intención de prevenir la oxidación por aire.

Sin embargo, estos métodos suponen el problema de un incremento de coste porque no usan Al de bajo precio como desoxidante. La desoxidación con Si, según estos métodos, es difícil de aplicar al acero líquido para aceros en lámina cuyo límite superior de contenido de Si está rigurosamente controlando.

Mientras tanto, se han propuesto varios mecanismos de formación con respecto a la aglomeración de partículas de alúmina.

Por ejemplo, el documento JP-A-192799 describe que la adhesión de partículas de Al₂O₃ a las boquillas de inmersión se puede prevenir rebajando la fuerza de unión de P₂O₅ que es un aglomerante de Al₂O₃, formando nCaO-mP₂O₅ añadiendo Ca a acero líquido, basado en el conocimiento de que el P₂O₅ en acero líquido fomenta la aglomeración y coalescencia de Al₂O₃.

Yasunaka et al. (Tetsu to Hagane [Iron and Steel], (1995), p.17) conjeturan que las partículas de alúmina capturadas por burbujas de Ar gaseoso, que se usan para la prevención del atascamiento de las boquillas de inmersión en la colada continua, provocan astillas en láminas de acero laminado en frío.

H. Yin et al. (ISIJ Int., 37 (1997), p. 936 describe la observación de que las partículas capturadas por burbujas de gas se aglomeran y coalescen debido a un efecto capilar en su superficie.

Aunque se ha elucidado el mecanismo de formación de agregados de alúmina, no se han encontrado aún métodos para prevenir la formación de agregados. Por lo tanto ha sido difícil disminuir los defectos de inclusión hasta los niveles de calidad deseada.

El documento US-A-6.120.578 describe un método para producir acero calmado con Al, libre de agregados en el que se añade una aleación de Al y dos o más de Ce, Mg y REM como agente desoxidante a acero fundido, y la cantidad de Al₂O₃ en la inclusión resultante se ajusta a una media de 30-85% en peso para obtener un acero calmado con Al, libre de agregados de alúmina.

La presente invención se realizó para resolver ventajosamente los problemas convencionales descritos anteriormente. La presente invención se completó con el propósito de proporcionar aceros que tienen menores defectos internos y superficiales, tales como astillas en láminas de acero para automóviles y electrodomésticos, inferioridad de la calidad en placas de acero estructural, un descenso de la tenacidad a baja temperatura en placas de acero resistentes al desgaste y defectos de soldadura en tubos de pozos petrolíferos detectados por UST (ensayo ultrasónico), previniendo...

1. Un acero desoxidado con Al que consiste en de 0,0005 a 1,5% en masa de C, de 0,005 a 1,2% en masa de Si, de 0,05 a 3,0% en masa de Mn, de 0,001 a 0,1% en masa de P, de 0,0001 a 0,05% en masa de S, de 0,005 a 1,5% en masa de Al, y de menos de 80 pp de oxígeno total (T.O.), opcionalmente uno o más de 0,1 a 1,5% en masa de Cu, de 0,1 a 10,0% en masa de Ni, de 0,1 a 10,0% en masa de Cr, de 0,05 a 1,5% en masa de Mo, de 0,005 a 0,1% en masa de Nb, de 0,005 a 0,3% en masa de V, de 0,001 a 0,25% en masa de Ti y de 0,0005 a 0,005% en masa de B, que incluye uno o más metales de tierras raras (REMs) seleccionados del grupo de Ce, La, Pr y Nd.

que incluye un REM total de no menos de 0,1 ppm y menos de 10 ppm y un REM disuelto de menos de 1 ppm, siendo el resto hierro e impurezas inevitables.

que contiene agregados de alúmina en los que la relación en masa de REM total a oxígeno total (T.O.), es decir, REM/T.O. es no menos de 0,05 y no más de 0,5 y las inclusiones basadas en óxido que consisten principalmente en alúmina y óxido de REM contienen no menos de 0,5% en masa y no más de 15% en masa de óxido de REM.

2. El acero según la reivindicación 1, en el que el diámetro máximo de los agregados de alúmina obtenidos aplicando la extracción de lodos a dicho acero es menor de 100 µm.

3. El acero según la reivindicación 2, en el que el número de agregados de alúmina no menores de 20 µm no es mayor de 2/kg.