metodo para la colada continua de acero inoxidable austenitico.

k
OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
19
k
2 158 278
kInt. Cl. : B22D 11/16
11 Número de publicación:
7
51
ESPAÑA
k
B22D 11/00
TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA
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kNúmero de solicitud europea: 96901972.8
kFecha de presentación : 09.02.1996
kNúmero de publicación de la solicitud: 0 755 737
kFecha de publicación de la solicitud: 29.01.1997
T3
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87
87
k
54 Tı́tulo: Método para la colada continua de acero inoxidable austenı́tico.
k
73 Titular/es: Kawasaki Steel Corporation
k
72 Inventor/es: Miki, Yuji;
k
74 Agente: Fortea Laguna, Juan José
30 Prioridad: 09.02.1995 JP 21659/95
1-28, Kitahonmachidori 1-chome
Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo 651, JP
45 Fecha de la publicación de la mención BOPI:
01.09.2001
45 Fecha de la publicación del folleto de patente:
ES 2 158 278 T3
01.09.2001
Aviso:
k
k
Itoyama, Seiji;
Bessho, Nagayasu;
Yamada, Sumio y
Nomura, Hiroshi
k
En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletı́n europeo de patentes,
de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina
Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar
motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de
oposición (art. 99.1 del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas).
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
ES 2 158 278 T3
DESCRIPCION
Método para la colada continua de acero inoxidable austenı́tico.
5
Sector técnico al que pertenece la invención
La presente invención se refiere a un método para la colada continua de acero inoxidable austenı́tico
y, más particularmente, se refiere a un método de colada continua que posibilita simultáneamente evitar
defectos superficiales y llevar a cabo colada continua a elevada velocidad.
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Antecedentes técnicos
En la fabricación de chapas de acero inoxidable, existe una fuerte exigencia en que el aspecto superficial de la chapa sea más atractivo en comparación con la superficie de otras chapas de acero de aplicación
general. Por lo tanto, la reducción de defectos superficiales se tiene que conseguir incluso cuando se
efectúa colada continua de acero inoxidable. Una técnica convencional bien conocida para la reducción
de defectos superficiales en las chapas de acero inoxidable austenı́tico comporta el control de la velocidad
de enfriamiento en una gama de valores comprendida entre la temperatura de estado sólido de la capa
de solidificación superficial hasta un mı́nimo de 1200◦ C, a efectos de conseguir la formación de granos
finos de austenita tal como se da a conocer en el documento JP-A-63-192537. Asimismo, es conocido
el controlar los componentes de acero fundido y el grado de sobrecalentamiento de acero fundido para
obtener la formación de granos finos de austenita tal como se da a conocer en el documento JP-A-3-42150.
Recientemente, la demanda de productos de calidad se ha hecho cada vez más estricta. Con este
objetivo, se ha propuesto el control individual de la velocidad de enfriamiento, el grado de sobrecalentamiento de acero fundido y otras medidas similares, pero no se puede afirmar que dicho simple control sea
suficiente porque todavı́a se producen defectos superficiales.
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Por otra parte, se han registrado recientemente exigencias de incremento de la velocidad de colada
incluso en el método de colada continua, a efectos de mejorar la productividad. No obstante, cuando se
incrementa la velocidad de la colada, existe la tendencia a crear de forma superflua defectos superficiales.
Por lo tanto, antes de ahora, si se ha deseado incrementar la velocidad de colada, ésta no se puede incrementar suficientemente teniendo en cuenta la calidad superficial. Por lo tanto, la velocidad de colada
ha tenido que ser seleccionada a un nivel bajo dentro de una gama suficiente y, por lo tanto, no se puede
conseguir un valor adecuado ni la mejora deseada de productividad.
40
Es un objetivo de la presente invención solucionar de forma favorable los problemas antes mencionados en la colada continua de acero inoxidable austenı́tico y dar a conocer un método de colada continua
para acero inoxidable austenı́tico capaz de obtener simultáneamente una elevada productividad y una
excelente calidad superficial de la chapa de acero fabricada.
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45
50
De acuerdo con la presente invención se da a conocer un método para la colada continua de acero
inoxidable austenı́tico por vertido de un caldo de fusión de acero inoxidable austenı́tico, procedente de
una artesa refractaria mediante una tobera de inmersión, hacia adentro del molde de colada continua de
un aparato de colada continua de desbaste, solidificándolo en el molde y extrayendo de manera continuada
el desbaste resultante de dimensiones determinadas para su extracción fuera del molde, caracterizándose
porque la colada continua es llevada a cabo a una velocidad de colada no inferior a 1,2 metros/minuto
de manera que la velocidad de colada, el grado de sobrecalentamiento del acero fundido en la artesa
refractaria, el área en sección de la abertura de descarga de la tobera de inmersión y la anchura del
desbaste satisfacen la siguiente ecuación:
0,30 ≤ V058 • W−004 • ∆T • d−0,96 ≤ 1,40
en la que
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V = velocidad de colada (metros/minuto)
W = anchura desbaste (mm)
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∆T = grados sobrecalentamiento de acero fundido en la artesa refractaria (◦ C), y
d = raı́z cuadrada del área en sección de la abertura de descarga de la tobera de inmersión (mm)
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dirigida a uno de los lados cortos del molde con la condición de que dicha ecuación tiene un valor de ≥
0,30 a ≤ 0,85 en el caso en el que el desbaste es un desbaste grueso y dicha ecuación tiene un valor de
≥ 0,50 a ≤ 1,40 en el caso en el que el desbaste es un desbaste delgado producido por utilización de un
aparato de colada de tipo vertical y de doble cinta o un aparato de colada en bloque.
5
Además, una velocidad de colada V no inferior a 3,0 metros/minuto es particularmente ventajosa
cuando el aparato de colada continua de desbaste es un aparato de colada de doble cinta de tipo vertical
o un aparato de colada en bloque para la producción continua de desbastes delgados.
10
Como tobera de inmersión, según la presente invención, es particularmente adecuada una tobera de
orificios múltiples.
15
En el caso de una tobera de orificios múltiples, el área en sección de la abertura de descarga de la
tobera es el área en sección total de las aberturas de la tobera dirigidas al lado corto del molde para la
calado continua (por ejemplo, el área en sección de la tobera que se abre en un lado en el caso de una
tobera de dos orificios, o bien el área en sección total de las dos aberturas de la tobera dirigidas al lado
corto del molde en el caso de la tobera de cuatro orificios).
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Como resultado de los estudios de los inventores, se ha descubierto que la formación de una estructura interna fina de solidificación de granos de austenita en la parte de la capa superficial del desbaste
fundido y la reducción de microsegregaciones de elementos de impurezas que acompañan a aquélla son
importantes para mejorar las caracterı́sticas superficiales del desbaste moldeado y sus caracterı́sticas de
manipulación en caliente. Además, se ha llegado a deducir que dado que la estructura de solidificación en
los granos austenı́ticos es dendrı́tica, a efectos de formar la estructura de solidificación fina es necesario
controlar la cantidad de calor introducida (Qm) desde el acero fundido proyectado a través de la abertura
de descarga de la tobera de inmersión a la cáscara de solidificación inicial formada justamente por debajo
de la zona del menisco en el molde del aparato continuo de colada.
Además, se ha descubierto que la velocidad de colada V, el grado de sobrecalentamiento del acero
fundido ∆T, la anchura W del desbaste y el área en sección A de la abertura de descarga de la tobera de
inmersión en el molde son importantes parámetros para controlar la cantidad de calor introducida Qm.
Como resultado de ello, se ha descubierto que se pueden obtener desbastes de colada de elevada calidad
incluso a elevada velocidad de colada controlando estos cuatro parámetros a efectos de satisfacer una
relación determinada.
35
De acuerdo con los estudios de Kumada y otros (Journal of the Japan Institute of Mechanics, 35
(1969)) y Nakado y otros (TETSU-TO-HAGANE, 67 (1981), p.1200) la cantidad de calor introducida
Qm está representada por las siguientes ecuaciones:
Qm = hm •∆T
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hm = 1,42 (k/d1 ) x
(Vn •d1 • ρ/η)0,58 x (C•η/k)0,43 x
(1)
(X/d1 )−0,62
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en las que hm = coeficiente de transferencia de calor, K = conductividad térmica de la cáscara, ρ =
densidad del acero fundido, η = viscosidad del acero fundido, C = calor especı́fico del acero fundido, d1
= diámetro de la tobera, Vn = velocidad de flujo del acero fundido en la abertura de descarga y X =
distancia entre la abertura de descarga, y el punto de colisión.
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No obstante, la mayor parte de los parámetros de la anterior ecuación (1) son desconocidos en un
molde real de un aparato de colada continua y no se pueden aplicar al aparato real de manera directa.
Los inventores han hecho estudios con respecto a la aplicación a un aparato de colada continua real
considerando los hechos de que la relación entre la velocidad de colada V y la velocidad de flujo Vn del
acero fundido en la abertura de descarga es V ∞ Vn (V es proporcional a Vn, igual que en la anterior),
la relación entre la anchura W del desbaste y la velocidad de flujo Vn del acero fundido en la abertura de
descarga es W ∞ Vn, la relación entre la anchura W del desbaste y la distancia X entre la abertura de
descarga y el punto de colisión es W ∞ X, y la conductividad térmica k de la cáscara, la densidad ρ del
acero fundido, la viscosidad η del acero fundido y el calor especı́fico C del acero fundido son constantes
y han descubierto que la anterior ecuación (1) puede ser expresada, según la siguiente ecuación (2):
qm = V0,58 • W−0,04 • ∆T • d−0,96
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(2)
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en la que qm ı́ndice indicativo de la cantidad de calor introducido, V = velocidad de colada (metros/minuto), W = anchura del desbaste (mm), ∆T = grado de sobrecalentamiento del acero fundido en
la artesa refractaria (◦ C), y d = raı́z cuadrada (mm) del área en sección de la abertura de descarga de la
tobera (un lado de una tobera de dos orificios).
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De este modo, la máxima velocidad de colada capaz de asegurar la calidad de la chapa de acero
de acuerdo con el grado de sobrecalentamiento del acero fundido, la anchura del desbaste y el área en
sección de la abertura de descarga de la tobera se pueden deducir al determinar previamente el valor
máximo del ı́ndice cuantitativo de entrada de calor qm que no provoca defectos superficiales, de manera
que se pueden conseguir una elevada calidad y elevada productividad simultáneamente. Además, cuando
el ı́ndice indicativo de cantidad de calor introducido qm es demasiado pequeño, la fusión del material
en polvo en el molde es insuficiente y por lo tanto la adherencia del material en polvo sin fundir del
colada al desbaste moldeado tiene lugar resultando en defectos superficiales en la chapa de acero. Por
lo tanto, el lı́mite inferior indicativo de la cantidad de calor introducido se define desde dicho punto de
vista. El experimento llevado a cabo para definir el lı́mite superior y el lı́mite inferior de la cantidad de
calor introducida se describirán a continuación.
Para mejor comprensión de la invención y para mostrar la forma en la que la misma puede ser llevada
a cabo, se hará referencia, a continuación, a tı́tulo de Ejemplo, a los dibujos adjuntos, en los cuales:
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la figura 1 es un gráfico que muestra la relación entre el ı́ndice indicativo de la cantidad introducida
de calor y la proporción de defectos superficiales de una chapa de acero laminada en frı́o;
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la figura 2 es un gráfico que muestra la relación entre el grado de sobrecalentamiento del acero fundido
y la separación de los brazos de las dendritas secundarias;
la figura 3 es un gráfico que muestra la relación entre la velocidad de colada y la separación de los
brazos de las dendritas secundarias;
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la figura 4 es un gráfico que muestra la relación entre la anchura del desbaste y la separación de los
brazos de las dendritas secundarias;
la figura 5 es un gráfico que muestra la relación entre el área en sección de la abertura de descarga de
la tobera y la separación de los brazos de las dendritas secundarias;
35
la figura 6 es un gráfico que muestra la relación entre el ı́ndice cuantitativo de entrada del calor y la
separación de los brazos de las dendritas secundarias; y
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la figura 7 es un gráfico que muestra la relación entre el ı́ndice cuantitativo de calor introducido y
la proporción de defectos superficiales que se presentan en una chapa de acero laminada en frı́o en una
operación de colada continua utilizando un aparato de colada de doble cinta. Se llevó a cabo la colada
de un acero con 18% en peso Cr - 8% en peso Ni (SUS 304) con la composición mostrada en la Tabla 1,
en diferentes condiciones de la tobera de inmersión (tobera de dos orificios), velocidad de colada, grado
de sobrecalentamiento del acero fundido y anchura del desbaste, tal como se ha mostrado en la Tabla
2. Además, el grosor del desbaste era de 200 mm. A efectos de examinar el grado en el que la parte
de capa superficial del desbaste obtenido en esta colada continua tenı́a una estructura de solidificación
fina, se inspeccionó la estructura de solidificación a una profundidad de 4 mm desde la superficie del
desbaste, para evaluar la formación de estructura fina por la separación más grande o más pequeña de
los brazos de las dendritas secundarias. Después de ello, el desbaste de colada fue sometido a laminación
en caliente, laminación en frı́o y decapado para obtener una chapa de acero con un grosor de 1,4 mm
como producto de la fabricación, que fue sometido a inspección visual para evaluación de la calidad
superficial. Se examinaron los defectos superficiales en la chapa de acero mediante esta inspección visual
para determinar la proporción del defecto. La proporción del defecto se definió como un ı́ndice de defectos
expresados como (longitud de la parte rechazada basada en el defecto)/(longitud total de la chapa de
acero) x 100.
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TABLA 1
Componente
C
Si
Mn
P
S
% en peso
0,04∼0,06
0,50∼0,70
0,9∼1,6
0,02∼0,04
0,001∼0,008
Componente
Cr
Ni
O
N
Fe
% en peso
18,0∼19,0
9,0∼10,0
0,002∼0,006
0,015∼0,045
bal.
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TABLA 2
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Tobera de inmersión
en el molde
Area en sección de una abertura de descarga
de un lado (mm2 )
Angulo de descarga (◦ )
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35 hacia abajo-10 hacia arriba
Velocidad de colada (metros/minuto)
0,6 ∼ 1,6
Grado de sobrecalentamiento del acero fundido (◦ C)
10 ∼ 80
700 ∼ 1300
Anchura del desbaste (mm)
35
2500 ∼ 5000
Los resultados experimentales para la separación de brazos de las dendritas secundarias de un desbaste
de colada continua se han mostrado gráficamente en las figuras 2-5 como función del grado de sobrecalentamiento ∆T del acero fundido, la velocidad de colada V, la anchura W del desbaste y el área en sección
A de la abertura de descarga de la tobera (área en sección por orificio de una tobera de dos orificios). Tal
como se puede observar en las figuras 2-5, la separación de los brazos de las dendritas secundarias tiende
a resultar grande con el incremento del grado de sobrecalentamiento ∆T, la velocidad de colada V y la
anchura W del desbaste y también con la disminución del área en sección transversal A de la abertura de
descarga de las toberas. Tal como se puede apreciar por la relación existente entre la velocidad de colada
V y la separación de brazos de dendritas secundarias (figura 3), la dispersión es especialmente grande
porque la anchura de los desbastes, el grado de sobrecalentamiento del metal fundido y el diámetro de la
abertura de descarga en la tobera de inmersión son distintos. Por lo tanto, estos parámetros no pueden
ser utilizados como indicación de la formación fina de granos de austenita y, por lo tanto, como indicación
de la calidad superficial.
A continuación, se calculó el ı́ndice de cantidad de calor introducido qm mostrado en la ecuación
anterior (2) para cada una de las situaciones de colada y la relación entre el ı́ndice cuantitativo de entrada de calor qm y la separación de brazos de dendritas secundarias ha sido mostrada gráficamente en la
figura 6. De esta figura queda evidente que el ı́ndice cuantitativo de entrada de calor qm tiene una fuerte
relación con la separación de brazos de las dendritas secundarias a 2-4 mm por debajo de la superficie
del desbaste correspondiendo sustancialmente a la profundidad del defecto superficial del producto de
chapa laminada. Además, la relación entre el ı́ndice cuantitativo de entrada de calor qm y la proporción
existente de defectos superficiales se ha mostrado en la figura 1. También es evidente de la figura 1
que el ı́ndice cuantitativo de entrada de calor qm tiene una fuerte interrelacción con la proporción de
defectos superficiales que se presenta en el producto, y chapas de acero que tienen una buena calidad se
obtienen cuando el ı́ndice cuantitativo de entrada de calor qm no es superior a 0,85. Es decir, cuando el
ı́ndice cuantitativo de entrada en calor qm no es superior a 0,85, la separación de brazos de las dendritas
secundarias en una posición situada a 4 mm por debajo de la superficie no es superior aproximadamente
a 30 µm tal como se aprecia en la figura 6. Además, cuando el ı́ndice cuantitativo de entrada de calor qm
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no es superior a 0,6, la separación de brazos de dendritas secundarias no es superior a 25 µm, de manera
que se mitiga todavı́a de modo adicional la aparición de defectos superficiales.
5
Por otra parte, cuando la entrada de calor cuantitativamente en las proximidades del menisco es
demasiado pequeña y, por lo tanto, el ı́ndice cuantitativo de entrada de calor qm es menor de 0,30, se
provoca la adherencia de polvo del moldeo, debido a la infusión del material en polvo que se ha mencionado anteriormente, creando defectos en la chapa de acero, tal como se ha mostrado en la figura 1. Por
lo tanto, es necesario que el ı́ndice cuantitativo qm de entrada de calor definido por la ecuación (2) no
sea superior a 0,30 teniendo en cuenta la calidad deseada.
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En el método de moldeo de acuerdo con la invención, incluso cuando la colada se lleva a cabo a
elevada velocidad a una velocidad no inferior a 1,2 metros/minuto, preferentemente no inferior a 3,0
metros/minuto, la aparición de defectos superficiales se puede impedir al optimizar el diámetro de la
abertura de descarga de la tobera y el grado de sobrecalentamiento del acero fundido. En el método
convencional, si se desea llevar a cabo colada a elevada velocidad con una velocidad de colada no inferior
a 1,2 metros/minuto, el ı́ndice cuantitativo de entrada de calor qm supera frecuentemente 0,85 y, por lo
tanto, se crean defectos superficiales. Por esta razón, la velocidad de colada no puede ser aumentada,
siendo como máximo de 1, 2 metros/minuto aproximadamente.
La máquina de colada continua utilizada en la invención comprende no solamente dispositivos de
colada de desbaste de tipo continuo y de utilización general, sino también dispositivos de colada de cinta
doble de tipo vertical o dispositivos de colada de bloque para la colada de desbaste delegados con un grosor de 20-100 mm. Tal como se da a conocer, por Ejemplo, en la publicación KAWASAKI STEEL GIHO,
Vol.21, No 2. 3 (1989) p.175-181, un dispositivo de colada de cinta doble de tipo vertical comprende un
par de cintas sinfı́n dispuestas una separada de la otra en correspondencia del grosor del desbaste delgado
que se desea colar y un espacio de colada definido por un par de lados cortos del molde dispuestos en
ambos extremos laterales de la cinta y poseyendo una forma prolongada hacia arriba y contraı́da hacia
abajo (molde prolongado hacia arriba). El acero fundido es vertido dentro del molde prolongado o extendido hacia arriba a través de la tobera de inmersión y, a continuación, se elimina calor del acero fundido
por medio de placas de enfriamiento dispuestas en la parte posterior de la cinta sinfı́n para el colada de
un desbaste delgado.
Cuando se efectúa la colada continua de un desbaste de unas dimensiones determinadas vertiendo un
caldo de fusión de acero inoxidable austenı́tico dentro del molde de un dispositivo de colada vertical de
doble cinta o un dispositivo de colada de tipo bloque a través de la tobera de inmersión y procediendo
luego a su solidificación, se puede conseguir colada continua de elevada velocidad de manera que se
satisface la siguiente ecuación:
0,50 ≤ V0,58 • W−0,04 • ∆T •d−0,96 ≤ 1,40
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La colada continua de acero inoxidable austenı́tico ha sido llevada a cabo por introducción de diferentes cambios en las caracterı́sticas del grado de sobrecalentamiento ∆T del acero fundido, velocidad de
colada V, anchura del desbaste W y sección A de la abertura de descarga de la tobera (área en sección
de un orificio en una tobera de dos orificios) en un molde que se prolonga o se extiende hacia arriba
de un dispositivo de moldeo de doble cinta de tipo vertical para obtener los resultados mostrados en la
figura 7, de los que queda evidente que cuando estos parámetros satisfacen la condición de 0,50 ≤ V0,58 •
W0,04 • ∆T • d−0,96 ≤ 1,40, los defectos superficiales se reducen y se obtiene un desbaste de colada con
buena calidad. En esta operación de colada continua utilizando un molde prolongado hacia arriba de
un dispositivo de colada de doble cinta de tipo vertical, se obtienen buenas propiedades superficiales con
una velocidad de colada más elevada en comparación con la colada continua que utiliza un dispositivo de
colada de desbaste de tipo continuo de aplicación general. Esto se considera que es debido al hecho de
que en el caso en el que se utiliza un dispositivo de colada de doble cinta de tipo vertical, el grosor del
desbaste es relativamente delgado el acero fundido se enfrı́a con rapidez y, por lo tanto, difı́cilmente pueden ocurrir defectos superficiales incluso a la velocidad de colada más elevada. Además, cuando el valor
de V0,58 •W0,04 • ∆T• d−0,96 es menor de 0,50, aparecen problemas tales como falsas paredes, mateado
de las superficies y similares acompañado de una disminución de la temperatura del acero fundido, de
manera que el lı́mite inferior de V0,58 •W−0,04 • ∆T•d−0,96 en el caso de un dispositivo de colada continua
para la producción de desbaste delgado es de 0,50.
Por lo tanto, es posible llevar a cabo una colada o moldeo de alta velocidad con una velocidad de
colada V no superior a 3,0 metros/minuto en un funcionamiento de colada continua utilizando un dispositivo de colada vertical de doble cinta o un dispositivo de colada de tipo bloque.
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Los siguientes Ejemplos son ilustrativos de la invención
Ejemplo 1
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Se llevó a cabo un proceso de colada continua vertiendo acero fundido con una composición de C:
0,04% en peso, Si: 0,52% en peso, Mn: 0,90% en peso, P: 0,02% en peso, S: 0,003% en peso, Ni: 9,2%
en peso, Cr: 18,3% en peso, y N: 0,028% en peso, siendo el resto hierro y con las impurezas inevitables
de la artesa refractaria, a través de una tobera de inmersión hacia el interior de un molde para colada
continua, solidificándolo en el molde y extrayendo de forma continua el desbaste resultante de dicho
molde. Durante la colada continua, el grado de sobrecalentamiento ∆T del acero fundido en la artesa
refractaria fue de 48◦ C, el área en sección de la abertura de descarga de la tobera de inmersión (tobera de
tipo de dos orificios, ángulo de descarga: 5◦ hacia arriba) era de 4200 mm2 por cada orificio, la anchura
W del desbaste era de 1040 mm, el grosor del desbaste era de 200 mm y la velocidad de colada era de
1,0 metros/minuto. Cuando la estructura de solidificación del desbaste resultante fue inspeccionada a
una profundidad de 4 mm desde la superficie del desbaste, la separación de los brazos de las dendritas
secundarias era de 23 µm. Después de ello, el desbaste fue sometido a laminado en caliente, laminado en
frı́o y decapado de acuerdo con los métodos habituales para obtener una chapa de acero con un grosor
de 1,4 mm. La inspección visual del producto mostró que la calidad era buena (qm = 0,66) sin defectos
superficiales (proporción de existencia de defectos: 0,07).
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Ejemplo Comparativo 1
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Se preparó un desbaste a partir de acero fundido con la misma composición quı́mica que en el Ejemplo
1 por un método de colada continua. En este caso, el grado de sobrecalentamiento ∆T del acero fundido
de la artesa refractaria era de 28◦C, el área en sección de la abertura de descarga de la tobera de inmersión
(tobera de dos orificios, ángulo de descarga: 5◦ hacia arriba) era de 4200 mm2 por cada orificio, la anchura
W del desbaste fue de 1020 mm, el grosor del desbaste fue de 200 mm y la velocidad de colada fue de 0,6
metros/minuto. La separación de los brazos de las dendritas secundarias del desbaste resultante fue de
20 µm cuando la estructura de solidificación del desbaste fue inspeccionada a una profundidad de 4 mm
desde la superficie del mismo. Después de ello, el desbaste fue sometido a laminado en caliente, laminado
en frı́o y decapado de acuerdo con los métodos habituales para obtener una chapa de acero con un grosor
de 1,4 mm. La inspección visual del producto indicó la presencia de defectos debidos a la infusión de
polvo del molde y, por lo tanto, la proporción de defectos fue de 0,45 (qm = 0,28).
Ejemplo Comparativo 2
Se fabricó un desbaste a partir de acero fundido con la misma composición quı́mica que en el Ejemplo
1 mediante un método de colada continua. En este caso, el grado de sobrecalentamiento ∆T del acero
fundido en la artesa refractaria fue de 46◦ C, el área en sección de la abertura de descarga de la tobera
de inmersión (tobera de dos orificios, ángulo de descarga: 5◦ hacia arriba) fue de 3000 mm2 por cada
orificio, la anchura del desbaste W fue de 1260 mm, el grosor del desbaste fue de 200 mm y la velocidad
de colada fue de 1,5 metros/minuto. La separación de los brazos de las dendritas secundarias del desbaste resultante fue de 30 µm cuando se inspeccionó la estructura de solidificación del desbaste a una
profundidad de 4 mm con respecto a su superficie. Después de ello, el desbaste fue sometido a laminado
en caliente, laminado en frı́o y decapado de acuerdo con los métodos habituales para obtener una chapa
de acero con un grosor de 1,4 mm. La inspección visual del producto mostró que la estructura era grosera
y que la proporción de defectos era de 0,6 (qm = 0,94).
Ejemplo 2
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Se llevó a cabo un proceso de colada continua vertiendo acero fundido con un contenido de C: 0,06%
en peso, Si: 0,70% en peso, Mn: 1,5% en peso, P: 0,04% en peso, S: 0,008% en peso, Ni: 10,2% en peso,
Cr: 19,0% en peso, y N: 0,045% en peso, siendo el resto hierro y con las inevitables impurezas de la artesa
refractaria a través de una tobera de inmersión, hacia adentro de un molde de colada continua, solidificándolo en el molde y extrayendo de manera continua el desbaste resultante de dicho molde. Durante la
colada continua el grado de sobrecalentamiento ∆T del acero fundido en la artesa refractaria era de 46◦ C,
el área en sección de la abertura de descarga de la tobera de inmersión (tobera de dos orificios, ángulo de
descarga: 5◦ hacia arriba) era de 4200 mm2 por cada uno de los orificios, la anchura W del desbaste era
de 1260 mm, el grosor del desbaste era de 200 mm y la velocidad de colada era de 1,5 metros/minuto.
Cuando se inspeccionó la estructura de solidificación del desbaste resultante a una profundidad de 4 mm
desde la superficie del desbaste, la separación de los brazos de las dendritas secundarias fue de 26 µm.
Después de ello, el desbaste fue sometido a laminación en caliente, laminación en frı́o y decapado según
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los métodos habituales obteniendo una chapa de acero con un grosor de 1,4 mm. La inspección visual
del producto demostró que la calidad era buena (qm = 0,80) sin defectos superficiales (proporción de
defectos 0,08).
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Ejemplo 3
Se llevó a cabo un proceso de colada continua al verter acero fundido con la misma composición
quı́mica que en el Ejemplo 2 desde una artesa refractaria a través de una tobera de inmersión, hacia
adentro de un molde para colada continua, solidificándolo en el molde y extrayendo de forma continua
del molde el desbaste formado. Durante la colada continua, el grado de sobrecalentamiento ∆T del acero
fundido en la artesa refractaria era de 48◦ C, el área en sección de la abertura de descarga de la tobera
de inmersión (tobera de dos orificios, ángulo de descarga: 5◦ hacia arriba) era de 4200 mm2 por cada
orificio, la anchura del desbaste W era de 1260 mm, el grosor del desbaste era de 200 mm y la velocidad
de colada era de 1,5 metros/minuto. Cuando se inspeccionó la estructura de solidificación del desbaste
resultante a una profundidad de 4 mm desde la superficie del desbaste, la separación de los brazos de las
dendritas secundarias era de 27 µm. Después de ello, el desbaste fue sometido a laminación en caliente,
laminación en frı́o y decapado según los métodos habituales para obtener una chapa de acero con un
grosor de 1,4 mm. La inspección visual del producto indicó que la calidad era buena (qm = 0,83) sin
defectos superficiales (proporción de defectos: 0,07).
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Ejemplo 4
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Se llevó a cabo un proceso de colada continua vertiendo acero fundido con un contenido de C: 0,06%
en peso, Si: 0,70% en peso, Mn: 1,5% en peso, P: 0,04% en peso, S: 0,008% en peso, Ni: 10,0% en peso,
Cr: 19,0% en peso, y N: 0,045% en peso, siendo el resto hierro y con las inevitables impurezas de la artesa
refractaria a través de una tobera de inmersión, hacia adentro de un molde de colada continua, solidificándolo en el molde y extrayendo de manera continua el desbaste resultante de dicho molde. Durante la
colada continua, el grado de sobrecalentamiento ∆T del acero fundido en la artesa refractaria era de 45◦ C,
el área en sección de la abertura de descarga de la tobera de inmersión (tobera de dos orificios, ángulo de
descarga: 45◦ hacia abajo) era de 2000 mm2 por cada uno de los orificios, la anchura W del desbaste era
de 1040 mm, el grosor del desbaste era de 200 mm y la velocidad de colada era de 1,6 metros/minuto.
Cuando se inspeccionó la estructura de solidificación del desbaste resultante a una profundidad de 4 mm
desde la superficie del desbaste, la separación de los brazos de las dendritas secundarias era de 26 µm.
Después de ello, el desbaste fue sometido a laminación en caliente, laminación en frı́o y decapado según los
métodos habituales para obtener una chapa de acero con un grosor de 1,4 mm. La inspección visual del
producto indicó que la calidad era buena (qm = 1,04) sin defectos superficiales (proporción de defectos:
0,09).
Ejemplo comparativo 3
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Se llevó a cabo un proceso de colada continua al verter acero fundido, con la misma composición
quı́mica que en el Ejemplo 2 desde una artesa refractaria, a través de una tobera de inmersión, hacia
adentro de un molde para colada continua, solidificándolo en el molde y extrayendo de forma continua
del molde el desbaste formado. Durante la colada continua, el grado de sobrecalentamiento ∆T del acero
fundido en la artesa refractaria era de 51◦ C, el área en sección de la abertura de descarga de la tobera
de inmersión (tobera de dos orificios, ángulo de descarga: 10◦ hacia abajo) era de 2500 mm2 por cada
orificio, la anchura del desbaste W era de 1260 mm, el grosor del desbaste era de 200 mm y la velocidad
de colada era de 1,6 metros/minuto. Cuando se inspeccionó la estructura de solidificación del desbaste
resultante a una profundidad de 4 mm desde la superficie del desbaste, la separación de los brazos de las
dendritas secundarias era de 35 µm. Después de ello, el desbaste fue sometido a laminación en caliente,
laminación en frı́o y decapado según los métodos habituales para obtener una chapa de acero con un grosor de 1,4 mm. La inspección visual del producto demostró que la estructura era grosera. La proporción
de defectos era de 0,71 (qm = 1,15).
Ejemplo 5
Se llevó a cabo un proceso de colada continua vertiendo acero fundido con un contenido de C: 0,05%
en peso, Si: 0,40% en peso, Mn: 1,05% en peso, P: 0,025% en peso, S: 0,005% en peso, Ni: 8,9% en
peso, Cr: 18,0% en peso, y N: 0,031% en peso, siendo el resto hierro y con las inevitables impurezas de
la artesa refractaria, a través de una tobera de inmersión, hacia adentro de un molde que se prolonga
hacia arriba, solidificándolo en el molde y extrayendo de manera continua el desbaste delgado resultante
de dicho molde. Durante la colada continua, el grado de sobrecalentamiento ∆T del acero fundido en la
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artesa refractaria era de 39◦ C, el área en sección de la abertura de descarga de la tobera de inmersión
(tobera de dos orificios, ángulo de descarga: 60◦ hacia abajo) era de 4000 mm2 por cada uno de los
orificios, la anchura W del desbaste era de 1700 mm, el grosor del desbaste era de 30 mm y la velocidad
de colada era de 5,0 metros/minuto. Cuando se inspeccionó la estructura de solidificación del desbaste
resultante a una profundidad de 0,5-1,0 mm desde la superficie del desbaste, la separación de los brazos
de las dendritas secundarias era de 23 µ. Después de ello, el desbaste fue sometido a laminación en
caliente, laminación en frı́o y decapado según los métodos habituales para obtener una chapa de acero
con un grosor de 1,4 mm. La inspección visual del producto indicó que la calidad era buena (qm = 1,37)
sin defectos superficiales (proporción de defectos: 0,09).
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Ejemplo comparativo 4
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Se constituyó un desbaste delgado a partir de acero fundido que tenı́a la misma composición quı́mica
que en el Ejemplo 5 por un método de colada continua. En este caso, el grado de sobrecalentamiento ∆T
del acero fundido en la artesa refractaria era de 40◦C, el área en sección de la abertura de descarga de
la tobera de inmersión (tobera de dos orificios, ángulo de descarga: 60◦ hacia abajo) era de 3500 mm2
por cada orificio, la anchura del desbaste W era de 1700 mm, el grosor del desbaste era de 30 mm y la
velocidad de colada era de 6,0 metros/minuto. La separación de los brazos de las dendritas secundarias
del desbaste resultante era de 35 µm cuando se inspeccionó la estructura de solidificación del desbaste a
una profundidad de 0,5-1,0 mm desde la superficie del desbaste. Después de ello, el desbaste fue sometido
a laminación en caliente, laminación en frı́o y decapado según los métodos habituales para obtener una
chapa de acero con un grosor de 1,4 mm. La inspección visual del producto demostró que la estructura
era grosera y la proporción de defectos era de 1,30 (qm = 1,67).
Cuando el acero inoxidable austenı́tico es colada de forma continua por el método de colada continua
según la invención, la colada puede ser llevado a cabo con una velocidad de colada más elevada de acuerdo
con un grado determinado de sobrecalentamiento del acero fundido, asegurando al mismo tiempo una
elevada calidad de manera que se pueden obtener simultáneamente una elevada calidad y una elevada
productividad.
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REIVINDICACIONES
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1. Método para la colada continua de acero inoxidable austenı́tico por vertido de un caldo fusión
de acero inoxidable austenı́tico procedente de una artesa refractaria mediante una tobera de inmersión,
hacia adentro del molde de colada continua de un aparato de colada continua de desbaste, solidificándolo
en el molde y extrayendo de manera continuada el desbaste resultante de dimensiones determinadas hacia
afuera del molde, caracterizándose porque la colada continua es llevada a cabo a una velocidad de colada
no inferior a 1,2 metros/minuto, de manera que la velocidad de colada, el grado de sobrecalentamiento
del acero fundido en la artesa refractaria, el área en sección de la abertura de descarga de la tobera de
inmersión y la anchura del desbaste satisfacen la siguiente ecuación:
0,30 ≤ V058 • W−0,04 • ∆T • d−0,96 ≤ 1,40
en la que
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V = velocidad de colada (metros/minuto)
W = anchura desbaste (mm)
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∆T = grados sobrecalentamiento de acero fundido en la artesa refractaria (◦ C), y
d = raı́z cuadrada del área en sección de la abertura de descarga de la tobera de inmersión (mm)
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dirigida a uno de los lados cortos del molde, con la condición de que dicha ecuación tiene un valor de ≥
0,30 a ≤ 0,85 en el caso en el que el desbaste es un desbaste grueso y dicha ecuación tiene un valor de
≥ 0,50 a ≤ 1,40 en el caso en el que el desbaste es un desbaste delgado producido por utilización de un
aparato de colada de tipo vertical y de doble cinta o un aparato de colada en bloques.
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2. Método para la colada continua de acero inoxidable austenı́tico, según la reivindicación 1, en el que
dicha ecuación tiene un valor comprendido desde ≥ 0,50 hasta ≤ 1,40 y la velocidad de colada V no es
inferior a 3,0 metros/minuto en el caso en que el desbaste es un desbaste delgado utilizando un aparato
de colada de doble cinta de tipo vertical o un aparato de colada en bloques.
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NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art. 167.2 del Convenio de Patentes Europeas (CPE)
y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de 10 de octubre, relativo a la
aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a
España y solicitadas antes del 7-10-1992, no producirán ningún efecto en España en
la medida en que confieran protección a productos quı́micos y farmacéuticos como
tales.
Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluı́da en la mencionada
reserva.
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