Laminación
El acero utilizado en la industria industria se puede encontrar en diversa diversa variedad de formas y tamaños, tales como varillas, tubos, tubos, chapas o en forma de perfiles en I, C o en T. T. Estas formas se obtienen en las instalaciones siderúrgicas laminando los lingotes calientes o modelándolos de algún otro modo. El acabado del acero mejora, así como su calidad, su resistencia a los diferentes esfuerzos que puede ser sometido; todo esto se logra al refinar su estructura cristalina por medio del laminado. El laminado es un proceso de deformación en el cual el espesor del material de trabajo se reduce mediante fuerzas de compresión ejercidas por dos rodillos generalmente cilíndricos, los rodillos giran, para jalar el material de trabajo y a la vez comprimirlo entre ellos. Normalmente la única fuerza o esfuerzo aplicado es la presión radial de los rodillos laminadores. Además de deformación volumétrica, también se produce deformación en la estructura del material, lo que también indicara si el material se ha endurecido o no. Este proceso requiere equipo pesado llamados molinos laminadores o de laminación.
Fig.1. Cambio de forma después del paso de material por rodillos
El producto final de la laminación puede presentarse en grupos de tamaños normalizados, o de bobinas en las que la lámina se enrolla en un cuerpo, también bajo medidas normalizadas. La lámina puede ser tratada químicamente después de su transformación para variar su comportamiento mecánico con tratamientos térmicos o superficiales comunes. Existe la conservación del material, de tal manera que el volumen del metal que sale de los rodillos es igual al volumen que entra. Los rodillos entran en contacto con el material de trabajo a lo largo de un arco de contacto definido por un ángulo. Cada rodillo
tiene un radio y su velocidad de rotación tiene una velocidad superficial, que es mayor que la velocidad de trabajo y menor que la velocidad de salida. Sin embargo existe un punto a lo largo del arco donde la velocidad del trabajo iguala la velocidad del rodillo. Este punto se llama punto de no deslizamiento o punto neutro. La fricción se presenta en el laminado con un cierto coeficiente de fricción generada por la presión de los rodillos. Este proceso de deformación puede llevarse a cabo, ya sea en caliente o en frío. Laminación en caliente.
En el proceso de laminado en caliente, el lingote colado se calienta al rojo vivo en un horno denominado foso de termo difusión (Fig.2.), donde básicamente las palanquillas o tochos, se elevan a una temperatura entre los 900°C y los 1.200°C. Estas se calientan con el fin de proporcionar ductilidad y maleabilidad para que sea más fácil la reducción de área a la cual va a ser sometido. Durante el proceso de calentamiento de las palanquillas se debe tener en cuenta: y
Una
temperatura alta de calentamiento del acero puede originar un crecimiento
excesivo de los granos y un defecto llamado quemado quemado del acero que origina grietas que no son eliminables. y
Una
temperatura baja de calentamiento origina la disminución de la plasticidad del
acero, eleva la resistencia de deformación y puede originar grietas durante la laminación. Por tanto la temperatura óptima de trabajo no es un solo valor, sino que varía en cierto rango de temperatura entre un límite superior y un límite inferior.
Fig. 2. Foso de termo fusión
A continuación del proceso de calentamiento se hace pasar los lingotes entre una serie de rodillos metálicos colocados en pares que lo aplastan hasta darle la forma y tamaño deseados. La distancia entre los rodillos va disminuyendo a medida que se reduce el espesor del acero. El primer par de rodillos por el que pasa el lingote se conoce como tren de desbaste o de eliminación de asperezas. Después del tren de desbaste, el acero pasa a trenes de laminado en bruto y a los trenes de acabado que lo reducen a láminas con la sección transversal correcta. Los trenes o rodillos de laminado continuo producen tiras y láminas con anchuras de hasta 2,5 m. Estos laminadores procesan con rapidez la chapa de acero antes de que se enfríe y no pueda ser trabajada. Las planchas de acero caliente de más de 10 cm. de espesor se pasan por una serie de cilindros que reducen progresivamente su espesor hasta unos 0,1 cm. y aumentan su longitud de 4 a 370 metros. Los trenes de laminado continuo están equipados con una serie de accesorios como rodillos de borde, aparatos de decapado o eliminación y dispositivos para enrollar de modo automático la chapa cuando llega al final del tren. Los rodillos de borde son grupos de rodillos verticales situados a ambos lados de la lámina para mantener su anchura. Los aparatos de decapado eliminan la costra que se forma en la superficie de la lámina apartándola mecánicamente, retirándola mediante un chorro de aire o doblando de forma abrupta la chapa en algún punto del recorrido. Las bobinas de chapa terminadas se colocan sobre una cinta transportadora y se llevan a otro lugar para ser recocidas y cortadas en chapas individuales. A demás de las chapas de acero también se pueden producir perfiles con formas (en H, en T o en L) esto se hace por medio de rodillos que tienen estrías que proporcionar la forma adecuada adecuada (Fig.3.).
Fig. 3. Laminado de forma
Laminación en frío
La laminación en frío es el proceso mediante el que se reduce el grosor y la planitud del acero, aluminio u otros metales en temperaturas inferiores a la del proceso de laminación en caliente, este tipo de laminación hace mas resistente al metal y permite obtener tolerancias deseadas además la superficie del material esta libre de incrustaciones u oxido, por ello los rollos, planchas, etc., son ideales para el estampado de paneles y otros productos Los parámetros del grosor y la planitud p lanitud de la lámina son muy importantes; los algoritmos son usados continuamente para calcular y ajustar el control de grosor y la distancia entre dos rodillos. El control se puede resumir en las cuatro funciones siguientes: y
Control de planitud, incluyendo refrigeración, flexión, e inclinación de rodillos.
y
Control hidráulico de Apertura de rodillos, que actúa sobre la fuerza de apriete y la posición de los rodillos.
y
Control de Alargamiento.
y
Control de Espesor, caudal másico.
Ventajas y
Con las operaciones de trabajo en caliente se pueden lograr cambios significativos en la forma de las partes de trabajo.
y
Las operaciones en frío se pueden usar no solamente para dar forma al trabajo, sino también para incrementar su resistencia.
y
Este proceso no produce ningún desperdicio como subproducto de la operación. o peración.
Desventajas
y
La mayor parte de los procesos de laminado involucran una alta inversión de capital, requieren equipo y piezas pesadas llamadas molinos laminadores o de laminación.
y
El alto costo de inversión requiere que los molinos se usen para producciones en grandes cantidades cantidades de artículos a rtículos estándar como láminas y placas.
y
La mayoría del laminado se realiza en caliente debido a la gran cantidad de deformación requerida por lo que los productos no pueden mantenerse dentro de las tolerancias adecuadas adecuadas y la superficie presenta una capa de óxido característica.
