Un proceso continuo de recocido y decapado para productos de acero inoxidable laminados planos con espesores comprendidos entre 0,

3 y 4 mm, con rugosidad de superficie Ra

Proceso continuo de recocido y decapado

5 Campo de la invención

La presente invención se refiere a un proceso continuo de recocido y decapado de productos laminados planos, específicamente a un proceso de recocido y decapado de flejes de acero inoxidable laminados en frío.

Estado de la técnica

El ciclo de producción de las secciones de acero inoxidable laminadas planas contempla diversas etapas de tratamiento mecánico, tales como laminación, etapas de tratamiento térmico, tales como recocido, y etapas de tratamiento de superficies, tales como descalcificación, decapado, pasivación y acabado.

Después del laminado en caliente, primero se recuece el fleje de acero inoxidable para permitir la solubilización de los carburos de cromo y la re-cristalización del material, después se decapa para retirar la calcificación de la superficie y finalmente se lamina en frío para lograr el espesor final exigido. Los tratamientos de recocido y decapado de las secciones laminadas en caliente normalmente se llevan a cabo en líneas continuas de recocido y decapado, que a veces también pueden procesar secciones laminadas en frío. El tratamiento de laminado en frío de los flejes generalmente contempla reducciones en el espesor final de entre 20% y 85% mediante una secuencia de etapas de laminado. La rugosidad final de la superficie de las secciones laminadas en frío está comprendida entre 0, 01 y 0, 50 !m.

[0004] El fleje de acero inoxidable entonces se somete a un ciclo de tratamiento térmico adicional durante el cual se suministran los procesos de re-cristalización y crecimiento de grano, encaminados a otorgar las características mecánicas exigidas, por ejemplo, aquellas contempladas en la norma EN 10088, al producto final.

Este tratamiento térmico adicional se lleva a cabo:

- en hornos que operan en una atmósfera reductora , que contienen mezclas de H2-N2, en las denominadas líneas de Recocido Brillante, o simplemente líneas RB para obtener una superficie con un acabado final altamente reflectante, correspondiente a un acabado 2R de acuerdo con la Norma EN10088/1-2, que generalmente tiene un porcentaje de luz reflejada a 60º con respecto al AISI304 superior al 50%, con una rugosidad comprendida

entre 0, 01 y 0, 10 !m; o en hornos que operan en atmósferas oxidantes en las Líneas Continuas de Recocido y Decapado, o simplemente LCRyD, para obtener una superficie con un acabado final mate, correspondiente a un acabado 2D y 2B de acuerdo con la Norma EN10088/1-2, con un porcentaje de luz reflejada a 60 º C con respecto al AISI304 inferior al 30%. Antes de la sección de tratamiento térmico, las líneas RB siempre incluyen una sección de desengrasado. Dicha sección, que no siempre está presente en las LCRyD, permite eliminar los residuos de aceite de laminado de la superficie de los flejes laminados en frío mediante una secuencia de tratamientos químicos, por ejemplo, con sosa y/o carbonato de potasio y tensioactivos o mediante un tratamiento electrolítico, respaldado por la acción de limpieza y lavado de cepillos. El control del estado de superficie del fleje en la entrada al horno en las líneas RB, con respecto a su rugosidad y al aceite residual, es un prerrequisito fundamental para obtener superficies finales con un aspecto homogéneo y altamente 45 reflectante.

Una sección de enfriado, para enfriar el fleje de la temperatura máxima alcanzada dentro del horno a temperaturas inferiores a 80 º C, siempre está presente inmediatamente después de la sección de dicho tratamiento térmico adicional, tanto en las líneas CRyD como en las líneas RB.

En la sección de enfriado de las LCRyD, normalmente se utilizan refrigeradores de chorro con atmósfera con contenido de aire o preferentemente de O2 controlado hasta temperaturas de fleje de aproximadamente 750-650 º C. Luego sigue un enfriamiento intermedio con aire a aproximadamente 250 º C y un enfriamiento final con agua a temperaturas inferiores a 80 º C.

55 [0008] En las líneas RB, el fleje se enfría mediante refrigeradores de chorro con atmósfera de H2/N2 hasta la temperatura final aproximadamente inferior a 100 º C.

En las líneas convencionales, tanto las RB como las LCRyD, la tasa de enfriamiento es mayor de 15-20 º C/s para evitar los fenómenos de precipitación de carburo de cromo en los bordes del grano, lo que causa la sensibilidad del acero a la denominada corrosión intergranular. La introducción del gas de enfriamiento se dimensiona y se ajusta para asegurar también la planaridad exigida para los flejes, especialmente los delgados.

El fleje y su soporte normalmente se transportan mediante sistemas de transporte, generalmente sistemas de 65 rodillos, durante todas las etapas del tratamiento, los cuales entran en contacto con la superficie del fleje. En las líneas RB se evita el contacto del fleje con la superficie de dichos sistemas, especialmente a altas temperaturas, para evitar defectos en la superficie. Además, en las líneas RB, las restricciones de seguridad derivadas del uso de atmósferas con altas cantidades de H2, en las cuales debe evitarse la posibilidad de contacto con el aire, determinan la conveniencia de excluir cualquier sistema de transporte de flejes de tipo rodillo dentro del horno de calentamiento, para imponer de hecho el uso exclusivo de hornos de recocido verticales cerrados para este tipo de proceso.

Por lo tanto, las líneas RB normalmente consisten en secciones de calentamiento y enfriamiento desarrolladas verticalmente, donde el fleje se somete a los tratamientos de calentamiento y enfriamiento moviéndose siempre en dirección vertical, sin necesidad de sistemas de transporte y/o soporte en contacto con el fleje a altas temperaturas. Además, a altas temperaturas, las características mecánicas intrínsecas de las secciones laminadas planas de acero inoxidable, por ejemplo, la tensión elástica de tracción, y de las estructuras metálicas de los hornos en sí limitan la altura máxima que pueden alcanzar las líneas RB y, por lo tanto, la tasa de producción máxima que se puede alcanzar, la cual normalmente no es mayor a 20 toneladas/hora, considerablemente más baja que la de las LCRyD, que normalmente está comprendida entre 50 y 150 toneladas/hora. Por lo tanto, las líneas de Recocido Brillante permiten la obtención de una superficie de fleje con un acabado final de mayor reflectividad que la que se obtiene con las LCRyD, pero con una tasa de producción menor y costos más elevados con respecto a estas.

El tratamiento térmico de recocido, llevado a cabo en una atmósfera oxidante (LCRyD) causa la formación de una capa de óxidos en la superficie del fleje y una capa de acero decromado por debajo, es decir, de acero sin cromo. Después se retiran ambas capas en la forma apropiada para impartirle las características de superficie finales exigidas al material. Al tratamiento térmico le sigue una secuencia adicional de tratamiento químico y electroquímico de descalcificación, decapado y pasivación, encaminada a obtener un producto terminado caracterizado por una superficie libre de óxido y, en principios generales, mate, de ahí el nombre "2D" (de acuerdo con la Norma EN 10088) , donde la D corresponde a "dull" (mate en inglés) .

[0013] Los sistemas de decapado para las líneas de procesamiento del producto laminado en frío normalmente consisten en una sección de descalcificación, una sección de decapado y una sección de pasivación.

En la sección de descalcificación, la calcificación que se forma durante el proceso de recocido se acondiciona y se elimina de forma parcial, facilitando la intervención de los procesos de eliminación posteriores. Las tecnologías de descalcificación de flejes laminados en frío normalmente utilizadas son de tipo termoquímico, las cuales utilizan baños salinos oxidantes disueltos, por ejemplo, kolene (una mezcla eutéctica de NaOH, NaNO3 NaCl) o de tipo electrolítico, las cuales utilizan soluciones neutras de sulfato de sodio y soluciones ácidas. Tanto las tecnologías químicas de baños salinos disueltos como las tecnologías electrolíticas llevan a cabo la oxidación selectiva del cromo presente en el óxido, lo que lo hace soluble en el baño. Un método para obtener dicho tratamiento de descalcificación de forma electroquímica se describe en la WO02/086199, en donde la densidad de la corriente aplicada y la carga eléctrica específica que se transfiere al fleje están correlacionadas con las características del óxido a ser eliminado.

En la sección química del decapado,... [Seguir leyendo]

1. Un proceso continuo de recocido y decapado para productos de acero inoxidable laminados planos con espesores comprendidos entre 0, 3 y 4 mm, con rugosidad de superficie Ra<0, 50 !m, que consiste en las siguientes etapas:

- una primera etapa de calentamiento a una temperatura comprendida entre 650 y 1050 º C mediante un flujo térmico promedio que oscila entre 15 y 300 kW/m2, recibido en cada cara del fleje, en una primera atmósfera con un contenido de oxígeno entre 0, 5 y 12%, suministrado en una primera sección de calentamiento (1) mediante quemadores que utilizan gas metano y/o gas natural y/o LPG como combustible y que utilizan aire y/o aire precalentado hasta la temperatura de 650 º C y/o aire enriquecido con oxígeno hasta una concentración de 31% y/o oxígeno puro como soporte de combustión; -una segunda etapa de calentamiento que dura entre 10 y 200 segundos a una temperatura que oscila entre 650 y 1200 º C en una segunda atmósfera de agentes inertes, diferente al respecto de la primera atmósfera. Dicha atmósfera se suministra en una segunda sección de calentamiento (2) , separada de la primera sección de calentamiento (1) ; -al menos una etapa de enfriamiento a temperaturas que se encuentran en el intervalo de los 650 º C hasta la temperatura ambiente en presencia de agentes inertes y/o agentes reductores; -al menos una etapa de descalcificación termoquímica o electrolítica.

2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los agentes inertes de la segunda etapa de calentamiento son N2.

3. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que la segunda atmósfera también se suministra con agentes reductores. 25

4. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dichos agentes reductores son H2.

5. Un proceso de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, en el que después de dicha al menos una etapa de

enfriamiento se proporciona una etapa de decapado y/o pasivación mediante la utilización de baños de decapado 30 formados por soluciones de ácido mineral.

6. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que los agentes inertes en la etapa de enfriamiento son N2 y los agentes reductores son H2.

7. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la primera etapa de calentamiento para flejes con espesores comprendidos entre 0, 3 y 2, 0 mm tiene lugar mediante un flujo térmico promedio recibido en cada una de las caras del fleje en un intervalo comprendido entre 45 y 175 kW/m2 y concentraciones de O2 entre 0, 5% y 5%, o para flejes con espesores comprendidos entre 0, 8 y 3, 5 mm, teniendo lugar la primera etapa de calentamiento mediante un flujo térmico promedio recibido en cada una de las caras del fleje en un intervalo de 120 a 300 kW/m2 y concentraciones de O2 de 0, 5% a 5%.

8. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que, en la primera etapa de calentamiento hasta la temperatura de 600 º C, el flujo térmico promedio recibido en cada una de las caras del fleje está comprendido entre 150 y 300 kW/m2.

9. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 4, en el que la segunda etapa de calentamiento se lleva a cabo en una atmósfera que contiene mezclas de N2H2, cuya temperatura de punto de condensación oscila entre -30 y 10 º C.

10. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la segunda etapa de calentamiento se lleva a cabo en 50 una atmósfera que contiene N2 cuya temperatura de punto de condensación oscila entre -60 y 10 º C.

11. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 6, en el que la etapa de enfriamiento se lleva a cabo en una atmósfera que contiene N2 y H2, con concentraciones de H2 comprendidas en el intervalo de 0-50%, con una temperatura de punto de condensación entre -60 º C y 10 º C.

12. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la etapa de enfriamiento se lleva a cabo en una atmósfera que contiene N2 como agente inerte con una temperatura de punto de condensación entre -30 º C y 10 º C.

13. Un proceso de acuerdo con la reivindicación 11, en el que la etapa de enfriamiento se lleva a cabo para llegar a

60 temperaturas que se encuentran en el intervalo de 550 a 450 º C y en el que la descalcificación termoquímica tiene lugar mediante el uso de sales disueltas.

14. Un dispositivo para la implementación de un proceso continuo de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores que comprende.

65. una primera sección de calentamiento (1) dotada de quemadores para calentar dicha primera sección que utilizan gas metano y/o gas natural y/o LPG como combustible y que utilizan aire y/o aire precalentado hasta la temperatura de 650 º C y/o aire enriquecido con oxígeno hasta una concentración de 31% y/o oxígeno puro como soporte de combustión, adaptada para calentar el fleje hasta una temperatura comprendida entre 650 y 1050 º C mediante un flujo térmico promedio comprendido entre 15 y 300 kW/m2 que se introduce sobre el fleje, en una primera atmósfera con contenido de oxígeno entre 0, 5 y 12%; -una segunda sección de calentamiento (2) fluido-dinámicamente separada de la primera sección de calentamiento (1) , adaptada para calentar el fleje entre 10 y 200 segundos hasta una temperatura comprendida entre 650 y 1200 º C en una segunda atmósfera de agentes inertes, diferente con respecto de la primera atmósfera;

-al menos una sección de enfriamiento (3) , adaptada para enfriar el fleje de temperaturas comprendidas en el intervalo de 650 º C hasta la temperatura ambiente en presencia de agentes inertes y/o agentes reductores; -una o más secciones de descalcificación termoquímica o electrolítica (4) .

15. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 14, en el que después de dicha una o más secciones de descalcificación termoquímica o electrolítica (4) se suministra una sección de decapado y pasivación (5) dotada con baños de decapado que contienen soluciones de ácidos minerales y HF, con una concentración de HF comprendida entre 0 y 40 g/l a una temperatura entre 25 y 70 º C.

16. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 14, en la que la primera sección de calentamiento está dotada de hornos en los que se utilizan los siguientes tipos de quemadores, también en conjunto, para asegurar los flujos térmicos contemplados:

quemadores de auto-regeneración; quemadores de auto-recuperación; 25 quemadores de llama de impacto de alta convección de cambio.

17. Un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la segunda sección de calentamiento se implementa mediante la utilización de medios de calentamiento, tales como tubos radiantes; resistores eléctricos y/o inductores y/o calentadores NIR (infrarrojo cercano) ;

y en el que la sección de enfriamiento consiste en uno o más módulos que utilizan atmósferas diferentes de forma recíproca y las mantienen separadas.