PROCEDIMIENTO E INSTALACIÓN CORRESPONDIENTE PARA PRODUCIR FLEJES DE ACERO CON SOLUCIÓN DE CONTINUIDAD.

Procedimiento para la fabricación de flejes de acero, que comprende una etapa de colada continua de desbastes delgados (22) que tienen un grosor comprendido entre 45 y 80 mm y un "flujo másico" elevado,

es decir, la cantidad de acero que pasa en la unidad de tiempo por la salida de la colada continua, con solución de continuidad, proporcionándose una etapa de cizallado y un calentamiento posterior, seguido por una etapa de laminación con múltiples estaciones, caracterizado porque en la entrada al laminador se consigue dicho calentamiento, al menos parcialmente, mediante calentamiento por inducción con una frecuencia de trabajo suficientemente baja para llevar la acción de calentamiento al núcleo del desbaste y para mantener sustancialmente la misma diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del desbaste cuando entra en la etapa de laminado, por lo que la temperatura promedio del producto en cualquiera de sus secciones transversales es mayor de la temperatura superficial, siendo la misma igual o mayor de aproximadamente 1.100 o C, y porque en la zona interior central o "núcleo" del desbaste la temperatura es, al menos, 100 o C mayor de la temperatura superficial

La presente invención se refiere a un procedimiento y una instalación correspondiente para la fabricación de flejes de acero. Un procedimiento y una instalación, según los preámbulos de la reivindicación 1 y la reivindicación 3, respectivamente, se conocen, por ejemplo, a partir del documento DE-A 102 16 141.

En la industria metalúrgica es conocida la necesidad, que está presente no obstante en todo sector técnico industrial, de utilizar métodos de fabricación que implican costes de inversión y producción más reducidos. Es conocido asimismo que, en los últimos años, los métodos de fabricación en base a las denominadas tecnologías de “desbaste delgado” han tenido un desarrollo y un éxito notables en este sentido de reducción de costes, sobre todo en el aspecto energético. Se pueden distinguir tres tipos fundamentales de procedimientos de fabricación e instalaciones correspondientes que consiguen dicha tecnología, a saber, un primer tipo que no proporciona solución de continuidad entre la etapa de colada continua y la de laminación, un segundo tipo en el que dichas dos etapas están separadas, por lo tanto, con una solución de continuidad que permite la utilización de un laminador Steckel, y finalmente un tercer tipo, también con solución de continuidad, tal como se muestra en la figura 1, que representa la técnica anterior más relevante para la presente invención, tal como se ha conseguido, por ejemplo, en la denominada instalación CSP de la American Company Nucor Steel en Crawfordsville, Indiana (U.S.A.).

Haciendo referencia a dicha figura 1, en la que la máquina de colada continua está representada esquemáticamente con -1-, se produce un desbaste delgado -2-en su salida que tiene un grosor desde 45 hasta 80 mm y una velocidad habitual de 5 m/min. El desbaste se corta por medio de una cizalla -3-a una longitud habitual de 40 m, dependiendo en cualquier caso de su grosor, de su anchura y del peso del carrete de fleje final deseado. El desbaste delgado, cortado de esta manera en piezas -4-, entra en un horno de túnel -5-, cuyo objetivo es homogeneizar la temperatura, especialmente por toda la sección transversal, desde la superficie externa hasta el núcleo, pasa a continuación a través de un dispositivo de descascarillar -8-antes de entrar en el laminador de acabado -9-que comprende, en el ejemplo mostrado, seis estaciones -9.1-a -9.6-. Después del laminador, del que sale sobre una mesa de rodillos de enfriamiento -15-, se dirige al bobinado final, por medio de uno o dos carretes (“reel”) -16-, para formar el carrete deseado.

Se debería observar que el horno de túnel -5-está caracterizado, como es conocido, por una longitud de aproximadamente 200 m y por un tiempo habitual de permanencia del desbaste en su interior comprendido entre 20 y 40 min a una velocidad tal como se ha indicado anteriormente. Por supuesto, una velocidad de colada continua mayor de 5 m/min requiere una longitud del horno de túnel incluso mayor de 200 m para calentar el desbaste y hacer que su temperatura sea uniforme. Por ejemplo, con una velocidad de 7 m/min en la salida de la colada continua, el horno de túnel debería tener una longitud de aproximadamente 300 m si no se desea mantener un tiempo de permanencia del desbaste en el horno mayor de 40 min. Aumentando más la velocidad de colada, aún para la misma duración de permanencia en el horno, el mismo debería tener una longitud incluso mayor, poco factible tanto desde un punto de vista técnico como económico.

Haciendo referencia nuevamente a la figura 1, se muestran tres desbastes -4-, -4.1-y -4.2-en el interior del horno -5-, entre los que el primero sigue unido a la colada continua antes de ser cortado mediante la cizalla -3-, el segundo está libre en el interior del horno, disponible para ser laminado, y el tercero ya se ha extraído mediante el laminador de acabado -9-a través del dispositivo de descascarillar -8-. Los perfiles virtuales de dos desbastes adicionales -4.3y -4.4-están representados además mediante una línea de puntos, que podrían tener un lugar en el interior del horno -5-sin tener que parar la colada continua en el caso de atascos en el laminador o de operaciones de sustitución de los cilindros, si estos problemas se pueden resolver en un tiempo menor de 20 min.

El perfil de temperatura transversal del desbaste, justo hacia arriba de la primera estación de laminación, ha sido representado mediante el detalle marcado con el numeral de referencia -7-. El esquema de la figura 1a muestra además que un desbaste con una temperatura promedio de 1.000ºC en la entrada al laminador de acabado requiere una presión o “esfuerzo de flujo” -Kf-sobre el material igual a 100 N/mm2, mientras que una temperatura de 800ºC, en el caso de acero bajo en carbono, implica una presión -Kf-de aproximadamente 150 N/mm2. Tal como se puede observar en el detalle -7-, el perfil de temperaturas del desbaste en la entrada al laminador de acabado es sustancialmente homogéneo, tal como se muestra mediante la curva ligeramente convexa que representa el mismo desde un mínimo de aproximadamente 990ºC en los extremos, correspondiente a la temperatura superficial, hasta un máximo de 1.010ºC en la zona central, correspondiente al núcleo del desbaste, del que proviene el valor indicado anteriormente de aproximadamente 1.000ºC para la temperatura promedio.

De hecho, según la técnica anterior relacionada de este tipo de tecnología, se ha considerado hasta ahora que el producto en la salida de la colada continua -2-, que tiene un perfil de temperaturas, tal como se muestra en el esquema del detalle -6-, con relación a una sección transversal del desbaste en la entrada al horno -5-, es decir, con una temperatura superficial de aproximadamente 1.100ºC y de aproximadamente 1.250ºC en el núcleo (es decir, el vértice del esquema), debería experimentar un procedimiento de homogeneización completa de temperaturas. La tendencia ha sido siempre a homogeneizar dicha temperatura tanto como sea posible, especialmente por toda la sección transversal del desbaste, antes de entrar en el laminador de acabado. De hecho, se ha pensado siempre que haciendo que la temperatura sea uniforme entre la superficie y el núcleo del producto, se podría conseguir la ventaja de un alargamiento de fibras homogéneo, para mostrar la misma resistencia a la deformación teniendo sustancialmente la misma temperatura. En base a dicho prejuicio técnico constante, se ha intentado siempre tener una diferencia de temperatura que sea menor de 20ºC entre la superficie y el núcleo del producto, tal como se ha indicado anteriormente haciendo referencia al detalle -7-, para tener un alargamiento de fibras homogéneo, considerado hasta el momento necesario para la consecución de una calidad satisfactoria del producto final.

Por otro lado, tal como se ha visto anteriormente, la característica de uniformidad de temperaturas de los desbastes no permite la construcción de instalaciones con velocidades de colada elevadas, que sería posible conseguir teóricamente (hasta valores de 12 m/min debido al desarrollo de la tecnología actual), y de esta manera con productividades muy elevadas, debido a la longitud inadmisible que debería tener el horno.

Por otro lado, sería deseable tener hornos de longitud reducida entre la colada continua y el laminador para conseguir ahorro de espacio y reducción de inversiones, dando como resultado una temperatura promedio superior del producto, lo que implica una energía total inferior de las estaciones para el mismo grosor de fleje, tal como se resalta en el esquema de la figura 1a ya mencionado.

De hecho, superando de esta manera un prejuicio generalizado de la técnica anterior, se ha descubierto que con una temperatura en medio de la sección transversal del desbaste que sea mayor de 100 a 200ºC con respecto a la temperatura superficial, mantenida aproximadamente a 1.100ºC, se requiere una presión de laminación -Kf-inferior para conseguir el mismo grosor final del fleje, puesto que se aumenta la temperatura promedio de laminación, sin empeorar de otro modo la calidad del producto.

Se ha descubierto asimismo que dichas condiciones de temperatura no son perjudiciales para la calidad del producto final de laminación, cuando se cumplen las siguientes condiciones: el producto fundido muestra un valor de “flujo másico” suficientemente elevado (es decir, la cantidad de acero que circula en la unidad de tiempo por la salida de la colada continua), con una velocidad de salida > 5 m/min después de haber experimentado un procedimiento de reducción del núcleo líquido o “reducción... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la fabricación de flejes de acero, que comprende una etapa de colada continua de desbastes delgados (22) que tienen un grosor comprendido entre 45 y 80 mm y un “flujo másico” elevado, es decir, la cantidad de acero que pasa en la unidad de tiempo por la salida de la colada continua, con solución de continuidad, proporcionándose una etapa de cizallado y un calentamiento posterior, seguido por una etapa de laminación con múltiples estaciones, caracterizado porque en la entrada al laminador se consigue dicho calentamiento, al menos parcialmente, mediante calentamiento por inducción con una frecuencia de trabajo suficientemente baja para llevar la acción de calentamiento al núcleo del desbaste y para mantener sustancialmente la misma diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del desbaste cuando entra en la etapa de laminado, por lo que la temperatura promedio del producto en cualquiera de sus secciones transversales es mayor de la temperatura superficial, siendo la misma igual o mayor de aproximadamente 1.100ºC, y porque en la zona interior central o “núcleo” del desbaste la temperatura es, al menos, 100ºC mayor de la temperatura superficial.

2. Procedimiento, según la reivindicación 1, en el que se proporciona, al menos, un enfriamiento y/o un calentamiento intermedios, entre las estaciones de laminación.

3. Instalación para la producción de flejes de acero a partir de desbastes delgados (22) que tienen un grosor comprendido entre 45 y 80 mm procedentes de una colada continua (21; 31), que comprende al menos un horno de calentamiento (25; 35, 36) más arriba de un laminador de acabado (29; 39) con múltiples estaciones, en el que dicho producto de colada entra con solución de continuidad, después del corte en desbastes (24; 34) por medio de una cizalla (3), estando dispuesto un dispositivo de descascarillar (8) entre los hornos (25; 35, 36) y el laminador (29; 39), caracterizada porque uno de dicho al menos un horno es un horno de inducción (35) cuya frecuencia de trabajo se elige suficientemente baja para llevar la acción de calentamiento al núcleo del desbaste y para mantener sustancialmente la misma diferencia de temperatura entre el interior y el exterior en el extremo de dicho horno en la entrada a la primera estación de laminación de dicho laminador de acabado (29; 39), por lo que la temperatura promedio del desbaste es mayor de la temperatura superficial y en la zona interior central o “núcleo” es, al menos, 100ºC mayor de dicha temperatura superficial, que es igual o mayor de 1.100ºC, no siendo la distancia entre la salida de la colada continua (21, 31) y la entrada al laminador (29; 39) mayor de 100 m.

4. Instalación, según la reivindicación 3, en la que además de dicho horno de inducción (35) está dispuesto un segundo horno (25) del tipo de túnel, calentado por gas.

5. Instalación, según la reivindicación 3, en la que solamente está dispuesto un horno (35), del tipo de inducción.

6. Instalación, según la reivindicación 3 ó 4, en la que se proporciona un túnel (36) de mantenimiento de la temperatura, en combinación con dicho horno de inducción (35), más arriba y/o más abajo del mismo, de una longitud tal como para mantener la distancia total entre la colada continua y el laminador de acabado no mayor de 100 m, adecuada para limitar las pérdidas térmicas.

7. Instalación, según la reivindicación 6, en la que dicho túnel (36) está formado por mesas de rodillos dotadas de paneles de aislamiento.

8. Instalación, según la reivindicación 6 ó 7, en la que dicho túnel (36) está dotado de quemadores de gas y/o resistencias eléctricas.

9. Instalación, según la reivindicación 6 ó 7, en la que dicho horno de inducción (35) está colocado justo más arriba del dispositivo de descascarillar (8).

10. Instalación, según la reivindicación 6 ó 7, en la que dicho horno de inducción (35) está colocado justo más abajo de la cizalla (3).

11. Instalación, según la reivindicación 3, caracterizada porque comprende además medios de enfriamiento y/o calentamiento intermedios, entre las estaciones (29; 39) del laminador.