Un proceso de fabricación de una preforma de acero que comprende la refusión de electroescoria (ESR - la Refusión de Electroescoria) de un electrodo,

teniendo dicha preforma una composición que comprende esencialmente, después de la ESR:

Carbono: 0,35-0,43,

Manganeso:

Proceso de fabricación de preformas de acero.

La invención se refiere a un proceso de fabricación de preformas de acero, en particular, preformas de tubos para formar al menos un elemento del equipo presurizado.

Estado de la técnica

Aceros de muy alto rendimiento para fabricar elementos de equipos presurizados capaces de soportar de 4.000 a

10.000 bares, que incluyen especialmente obturadores o manguitos de culatas o tubos para formar un elemento del equipo presurizado, en particular, se han desarrollado durante muchos años tubos para cañones. Estos aceros deben responder a las cualidades de composiciones definidas muy estrictamente y deben producir muy buenas propiedades mecánicas, y especialmente de un límite de elasticidad muy elevado, y una buena proporción límite elasticidad/tenacidad, especialmente a bajas temperaturas.

Es especialmente necesario obtener contenidos muy bajos de silicio y de manganeso, pero con contenidos relativamente altos de cromo, molibdeno y níquel.

Diferentes composiciones se han propuesto en la técnica anterior para la producción de aceros que responden a estas propiedades mecánicas, sin embargo, las características mecánicas de estos aceros se deben mejorar aún más. Tales composiciones se describen especialmente en la patente DE-195 31 260 C2. La composición se debe por tanto mejorar en términos de propiedades mecánicas, y especialmente en términos del límite de elasticidad y proporción límite elasticidad/tenacidad, en particular a baja temperatura.

Los procesos conocidos no producen de forma relativamente fiable composiciones de acero con las propiedades mecánicas requeridas, especialmente en términos del límite de elasticidad y proporción limite elasticidad/tenacidad a baja temperatura.

Objetivos de la invención

El principal objetivo de la invención es resolver los problemas técnicos mencionados anteriormente y, especialmente, proporcionar una composición de acero que permita elevadas propiedades mecánicas, especialmente en términos del límite de elasticidad y una proporción límite de elasticidad/tenacidad optimizada a baja temperatura, adaptadas para formar un elemento del equipo presurizado.

El principal objetivo de la invención es también resolver los problemas técnicos mencionados anteriormente y, especialmente, el problema técnico que consiste en proporcionar un procedimiento para obtener una preforma de composición que responda a los requisitos antes mencionados, especialmente para la fabricación de un acero que tiene muy buenas propiedades mecánicas, incluyendo especialmente un límite de elasticidad muy alto, y al mismo tiempo obteniendo valores elevados del límite de elasticidad y tenacidad a temperatura baja.

El objetivo de la invención es, especialmente, resolver este problema técnico dentro del alcance de fabricar elementos de equipos presurizados.

Descripción de la invención

El método de acuerdo con la invención se define en la reivindicación 1.

Las impurezas inevitables se mantienen en el nivel más bajo, especialmente en forma de cobre (preferiblemente <0, 100) ; aluminio (preferiblemente <0, 015) ; azufre (preferiblemente <0, 002) , fósforo (preferiblemente <0, 010) , estaño (preferiblemente <0, 008) ; arsénico (preferiblemente <0, 010) ; antimonio (preferiblemente <0, 0015) ; por lo general introducidos de forma esencial por materiales primarios; calcio (preferiblemente <0, 004) , dioxígeno <0, 0030 dihidrógeno <0, 0002; y dinitrógeno <0, 007; debido al proceso de fabricación. Esta composición responde a los requisitos de propiedades mecánicas requeridas para formar un elemento del equipo presurizado que soporte de 4000 a 10.000 bares, tales como obturadores o manguitos especiales de la culata o tubos del equipo presurizado.

Los aceros, cuya composición se da en el método de la reivindicación 1, no son fáciles de trabajar, especialmente en la medida en que están fuera del equilibrio termodinámico, debido al hecho de que principalmente los contenidos de dinitrógeno, dioxígeno y dihidrógeno, asociados con los contenidos particulares de carbono, manganeso, silicio, níquel y cromo.

Sorprendentemente, se ha descubierto que es posible resolver los problemas técnicos mencionados anteriormente mediante el uso de un proceso de refusión de electroescoria (refusión ESR - «Refusión De Electroescoria») . Un proceso de refusión ESR no se debe utilizar normalmente para tales composiciones fuera del equilibrio termodinámico, especialmente no para reducir las propiedades mecánicas, y especialmente el límite de elasticidad En consecuencia, la presente invención describe un proceso de fabricación como se define en la reivindicación 1.

La composición de la escoria comprende:

Calf2: 60-70; Al2O3: 10-20; CaO: 10-20; SiO2: 5-10%;

en porcentajes en peso de la composición total de la escoria.

De acuerdo con una realización preferida del procedimiento de la invención, la preforma tiene una composición que comprende, después de la ESR:

Carbono 0, 37-0, 42, Manganeso: <0, 15; Silicio: <0, 100, Níquel: 3, 50-3, 80, Cromo: 1, 50 a 1, 70, Molibdeno: 0, 70-1, 00, Vanadio: 0, 25-0, 30, Hierro: equilibrio

en porcentajes en peso de la composición total, así como las impurezas inevitables que incluyen dinitrógeno <70 ppm, dioxígeno <30 ppm y dihidrógeno <2 ppm.

Ventajosamente, la refusión ESR se lleva a cabo en una atmósfera de argón.

Ventajosamente, el procedimiento comprende la desoxidación continua de escoria por la adición de aluminio.

Ventajosamente, la escoria se introduce en forma líquida o sólida.

Ventajosamente, la composición de la composición de la composición de preforma después de la refusión ESR es esencialmente:

Carbono: 0, 37-0, 42, Manganeso: 0, 060-0, 130, Silicio: 0, 040-0, 120, Níquel: mayor de 3, 00 y menor o igual a 4, 00, y preferiblemente 3, 50-3, 80, Cromo: 1, 30-1, 80, y preferiblemente 1, 50-1, 70, Molibdeno: 0, 70-1, 00, Vanadio: 0, 25-0, 30, Aluminio: : 0, 015, ypreferiblemente <0, 012,

en porcentajes en peso de la composición total, así como las impurezas inevitables.

La composición de la preforma después de la refusión ESR comprende las impurezas inevitables mantenidas en el nivel más bajo, especialmente en la forma de dioxígeno <30 ppm; dihidrógeno <2 ppm (preferiblemente <1, 8 ppm) ; y dinitrógeno <70 ppm.

Los otras impurezas, generalmente asociadas con los materiales primarios, están esencialmente en forma de cobre (preferiblemente <0, 100) ; aluminio (preferiblemente <0, 012) ; azufre (preferiblemente <10 ppm) ; fósforo (preferiblemente <50 ppm) ; estaño (preferiblemente <0, 008) , arsénico (preferiblemente <0, 010) , antimonio (preferiblemente <0, 0015) , calcio (preferiblemente <30 ppm) .

De acuerdo con una realización particular, el procedimiento comprende, antes de la refusión ESR, trabajado del tipo VAD (Desgasificación de Arco al Vacío) .

El trabajado del tipo VAD comprende preferiblemente el proceso VCD (Desoxidación de Carbono al Vacío) que comprende medir la actividad de oxígeno, además de un complemento de escoria para ajustar la composición del electrodo antes de la refusión ESR o VAR para asegurar que un contenido de silicio de menos del 0, 050%, aluminio de menos del 0, 012%, asegurar al mismo tiempo un contenido de actividad dioxígeno de menos de 10 ppm, la desgasificación final para obtener especialmente un contenido de dihidrógeno <1, 2 ppm, y la decantación final para asegurar la eliminación de inclusiones metálicas.

El proceso comprende preferiblemente trabajar en el horno de arco eléctrico antes de la transferencia cuchara a cuchara.

Ventajosamente, el procedimiento comprende después de la refusión de escoria (ESR) recocer el lingote resultante que comprende al menos una temperatura constante durante un período adecuado para asegurar esencialmente la transformación martensítica completa de la composición de la preforma obtenida después de la refusión ESR.

La preforma obtenida después de la refusión ESR permite especialmente la fabricación de todas las piezas del equipo... [Seguir leyendo]

1. Un proceso de fabricación de una preforma de acero que comprende la refusión de electroescoria (ESR - la Refusión de Electroescoria) de un electrodo, teniendo dicha preforma una composición que comprende esencialmente, después de la ESR:

Carbono: 0, 35-0, 43, Manganeso: <0, 20, Silicio: <0, 20; Níquel: mayor de 3, 00 y menor o igual a 4, 00, Cromo: 1, 30-1, 80, Molibdeno: 0, 70-1, 00, Vanadio: 0, 20-0, 35, hierro: equilibrio

en porcentajes en peso de la composición total, así como impurezas inevitables que incluyen dinitrógeno <70 ppm, dioxígeno <30 ppm y dihidrógeno <2 ppm, una composición de la escoria para la ESR que comprende esencialmente:

CaF2.

6. 70; Al2O3: 10-20; CaO 10-20; SiO2: 5, 10;

en porcentajes en peso de la composición total de la escoria, y realizar dicha ESR en una atmósfera inerte.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que dicha preforma tiene una composición que comprende, después de la ESR:

Carbono 0, 37-0, 42, Manganeso: <0, 15; Silicio: <0, 100, Níquel: 3, 50-3, 80, Cromo: 1, 50-1, 70, Molibdeno: 0, 70-1, 00, Vanadio: 0, 25-0, 30, Hierro: equilibrio

en porcentajes en peso de la composición total, así como impurezas inevitables que incluyen dinitrógeno <70 ppm, dioxígeno <30 ppm y dihidrógeno <2 ppm.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que comprende la desoxidación continua de la escoria mediante la adición de aluminio.

4. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que la refusión ESR se realiza en una atmósfera de argón.

5. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 3 ó 4, caracterizado por que la composición de la preforma después de la ESR es esencialmente:

Carbono: 0, 37-0, 42, Manganeso: 0, 060-0, 130, Silicio: 0, 040-0, 120, Níquel: mayor de 3, 00 y menor o igual a 4, 00, y preferiblemente 3, 50/3, 80 Cromo: 1, 30-1, 80, y preferiblemente 1, 50-1, 70, Molibdeno: 0, 70-1, 00 Vanadio: 0, 25-0, 30, Aluminio: : 0, 015, y preferiblemente <0, 012,

en porcentajes en peso de la composición total, así como impurezas inevitables que incluyen dinitrógeno <70 ppm, dioxígeno <30 ppm y dihidrógeno <1, 8 ppm.

6. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende antes de la ESR un trabajado del tipo VAD (desgasificación de Arco al Vacío) .

7. El proceso de acuerdo con la reivindicación 6, en el que dicha etapa VAD comprende el procesamiento de VCD (Desoxidación de Carbono al Vacío) que comprende medir la actividad de oxígeno, la adición de un complemento de escoria para ajustar la composición del electrodo antes de la ESR para asegurar contenidos de silicio de menos del

8. El proceso de acuerdo con la reivindicación 6 ó 7, caracterizado por que comprende antes del trabajado del tipo VAD un proceso para transferir el metal sin llevar la escoria del horno eléctrico, de preferencia una transferencia cuchara a cuchara.

9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que comprende antes de la transferencia de 10 cuchara a cuchara un procesamiento en horno de arco eléctrico.

10. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende después del recocido de ESR de la escoria que comprende al menos mantener una temperatura adecuada durante un período para asegurar esencialmente de forma total la transformación martensítica de la composición de la

preforma obtenida después de la refusión de escoria o al vacío.

11. El proceso de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado por que después del recocido, comprende la transformación de la preformas mediante forjado, seguido por el tratamiento térmico para obtener un acero que tiene esencialmente una estructura talmente martensítica.