Laminación

Año 2016

1

Contenido

― ¿Que es la laminación?

― Laminación de chapas, perfiles y tubos

― Definiciones de productos siderúrgicos

laminados

― Laminación en caliente

― Laminación en frío

― Trefilación

2

3

LAMINACION

Los metales son dúctiles por eso se pueden transformar en láminas.

Laminación es un proceso siderúrgico mediante el cual los materiales a

través de un proceso determinado pueden ser transformados en perfiles

o chapas.

Vamos a analizar el proceso de laminación de los materiales ferrosos.

El acero proveniente de los procesos siderúrgicos (BOF u horno

eléctrico) se cuela en moldes llamados lingoteras, de donde se obtienen

los lingotes, que son la materia prima de la laminación.

Los lingotes no pueden ser usados en la industria para hacer piezas o

estructuras metálicas, su gran importancia se basa en que pueden ser

transformados en perfiles o chapas y estos si se pueden usar, o

transformar en piezas metálicas.

LAMINACION

Laminación de chapas

Laminación de perfiles

Laminación de perfiles: riel

Laminación de tubos sin costura

Laminación de tubos sin costura

9

LAMINACION

Colando acero, el

material es vertido a

traves de una

lingotera madre.

Desde donde se

distribuye a todas

las lingoteras .

La parte cilíndrica

superior se llama

Mazzarotta, es de

material refractario

alli se trata de

concentrar al

rechupe

10

LAMINACION

El rechupe se forma en

la parte superior del

lingote, allí están las

impurezas que

solidifican al final, se

forma una cavidad muy

porosa, de material que

no sirve como acero.

Para eliminar este

material inservible el

lingote se corta con

sierra, este corte debe

ser bien hecho, si se

corta mucho se

desperdicia material, si

se corta poco una

punta es material malo.

11

LAMINACION

PRODUCTOS BRUTOS SIDERURGICOS (IRAM-IAS U 500-01 Parte 1)

Acero

Fundición de hierro

Lingote de acero: producto bruto resultante de la solidificación del acero líquido en

molde metálico (lingotera). De forma troncocónica o troncopiramidal, con aristas

redondeadas, destinado a una transformación plástica posterior.

PRODUCTOS SEMITERMINADOS OBTENIDOS POR LAMINACION O FORJADO (IRAM-IAS U 500-01 Parte 1)

Tocho (bloom): producto semiterminado de sección transversal, cuadrada o

rectangular, mayor a 15600 mm2. Si la sección es rectangular la relación ancho –

espesor será menor a 2. Las aristas son redondeadas.

Planchón (slab): producto semiterminado de sección transversal rectangular

destinado a ser laminado. El espesor es mayor a 40 mm y el ancho es mayor o igual

a 500 mm. Las aristas deben ser redondeadas.

12

LAMINACION

PRODUCTOS SEMITERMINADOS OBTENIDOS POR LAMINACION (IRAM-IAS U 500-01 Parte 1)

Llantón (sheet bar): producto semiterminado de sección transversal rectangular

destinado a ser laminado. El espesor es mayor a 6 mm y menor a 40 mm. El ancho

es mayor a 150 mm y menor a 500 mm. Las aristas deben ser redondeadas.

Palanquilla (billet): producto semiterminado de sección transversal, cuadrada o

rectangular, menor a 15600 mm2. El espesor es menor a 40 mm. Si la sección es

rectangular la relación ancho – espesor será menor a 2. Las aristas son

redondeadas.

Redondo de colada continua (continuous casting round): producto

semiterminado de sección transversal circular menor a 15600 mm2. Es destinado a

ser laminado o forjado.

Chapa laminada en caliente en bobina para relaminar (coil): producto laminado

plano semiterminado, destinado a ser laminado en frío. El espesor es mayor a 1,5

mm y el ancho mayor a 500 mm, presentado en bobinas, con bordes de laminación.

Definición

según la

relación

geométrica

entre espesor y

ancho de

productos

siderúrgicos

semiterminados

14

LAMINACION

PRODUCTOS TERMINADOS OBTENIDOS POR LAMINACION, FORJADO o EXTRUSIÓN (IRAM-IAS U 500-01 Parte 1)

Chapa gruesa (plate) � laminado plano � e > 4,75 mm y ancho > 500 mm

Chapa fina (sheet) � laminado plano � e ≤ 3 mm y ancho > 500 mm

Fleje (strip) � laminado plano � e ≤ 5 mm y ancho ≤ 500 mm

Barra maciza (solid bar)

Barra hueca (hollow bar)

Perfil (section) � laminado no plano � sección transversal en forma geométrica (U,

L, T, C) suministrado en tramos rectos

Tubo (tube)

Caño (pipe)

Alambrón (wire rod) � laminado “redondo” � sección transversal en forma

geométrica � suministrado en rollos � para trefilar

¿Qué diferencia hay entre...?

• Tubo

• Caño

• Barra hueca

y entre

• Perfil

• Barra maciza

Laminación en caliente

Trenes de laminación

• La instalación básica de un taller de laminación es

• tren de laminación;

• hornos de calentamiento � (1100 a 1300°C);• transporte del material que se lamina;• equipos de corte• acondicionamiento de la superficie

(descamado, desengrasado)• END

Laminación en caliente

Tipos de trenes de laminación

• Desvastador (“blooming”): se emplea para el laminado de gruesos lingotes, que reduce a tochos (bloom) o planchón. Los cilindros deben ser suficientemente pesados, su diámetro varía entre 700 a 1400 mm. Entre pasadas el tocho puede girar 90°.

• Laminador de palanquillas (billets): utiliza cilindros de 700 a 900 mm de diámetro. Reduce los tochos a palanquillas.

• Laminador para rieles: diámetros de cilindros de 650 a 750 mm.

• Reversibles: giran para ambos lados

Laminación en caliente

18

Un tren desbastador

(blooming) puede estar

compuesto de varios

rodillos y como en el caso

de la figura es un tren

reversible, o sea el lingote

va y viene y se va

achicando en sección y se

alarga. El tocho puede

girar 90°entre pasadas.

Laminación en caliente

19

Laminación en caliente

20

Laminación en caliente

21

EL LAMINADO COMO UNA OPERACIÓN DE FORJA.

Este avance se produce solamente si la altura de la barra está en cierta

relación con el diámetro de los cilindros y si la temperatura que ella posee

permite el forjado por aplastamiento.

Los cilindros cumplen con la triple acción:

- comprimen el material que laminan;- disminuyen la sección de la barra por efecto de una deformaciónlongitudinal simultánea;- moldean una nueva sección de perfil distinto.

Laminación en frío

22

Laminado en frío

El laminado en frío de la chapa negra, requiere previamente un proceso

de limpieza de la superficie para recién poder someterla al laminado.

El tren de laminación consiste por lo general, por lo general de tres pares

de rodillos dispuestos en tandem, o bien , un tren contínuo de laminación

reversible, pasando así la cinta formada varias veces de adelante a atrás

y viceversa.

Esta chapa así obtenida es la chapa utilizada en la fabricación de todo tipo

de elementos: partes de automotores, electrodomésticos, etc.

El espesor dependerá de la precisión de los equipos, llega hasta

centésimas de mm.

23

Proceso de laminado en frío ���� a temperatura ambiente

Por lo general la fabricación se realiza en 3 o 4 pasos

― Decapado: realizado en marcha “ contínua” en una línea que comprende

un proceso de “ limpieza” y baños con ácido sulfúrico diluido.

― Laminado: realizado en forma contínua utilizando un rollo, llamado bobina,

con varias toneladas de peso, con un ancho que varía generalmente entre

680 mm y 1000 y un espesor menor que 3 mm.

― Desengrasado de la banda o cinta metálica ya reducida al espesor

definitivo por laminación, utilizando silicato de soda activado por electrolisis.

― Recocido, provocado en hornos continuos calentados a gas o fuel-oil en

una atmósfera neutra para evitar una oxidación provocada por la llama

directa. Si este paso no esta se denomina FULL HARD (de dureza total) o

CRUDO, destinado a galvanizado en caliente por inmersión

Laminación en frío

24

Proceso de laminado en frío

Un laminador para laminar en frío comprende:

― una rampa para ubicar en lugar a la bobina.

― dispositivos de apoyo en la bobina, la cual debe girar sobre si misma

durante la primera pasada.

― dispositivo de arrastre formada por tres rodillos de pequeño diámetro

paralelos.

Uso ���� chapa fina ���� 0,30 mm hasta 3,00 mm

Uso general

Embutido � moderado, profundo, extraprofundo

Estructural

Laminación en frío

25

LAMINACION

Cuadro que nos indica como se va adelgazando la chapa

Pasadas 1ra. 2da. 3ra. 4ta. 5ta.

Espesor a la entrada (mm) 1,8 -2 1,40 0,88 0,60 0,39

Espesor a la salida (mm) 1,40 0,88 0,60 0,39 0,25

Reducción ( % ) 26 37 35 35 36

Tracción a la entrada (N/mm2) ------- 45 65 90 130

Tracción a la salida (N/mm2) 45 65 90 90 5

Velocidad de la cinta (m/min) 150 300 450 480 520

26

Proceso cincado o galvanizado

Las chapas laminadas pueden ser revestidas por aleación base cinc para

mejorar sus resistencia a la corrosión atmosférica. El depósito de cinc o su

aleación se realiza habitualmente por alguno de estos procesos:

- inmersión en caliente (batch o continuo)

- electrodeposición

La IRAM-IAS U 500-214 � chapas laminadas y cincadas por proceso

continuo de inmersión en caliente

Z � cinc

ZF � cinc-hierro

ZAR230 � Rp02 > 230 MPa

ZFAR 550 � Rp02 > 550 MPa

Cincado

27

Trefilación

28

Teoría del trafilado

Así como la laminación es una operación basada en la propiedad de los

aceros, la maleabilidad, la trafilación está basada en la ductilidad que los

metales tienen a la temperatura ambiente.

En el caso del trafilado el material es obligado a pasar por una herramienta

llamada trafila

En el trafilado las partes activas son fijas (trafilas) y el material se mueve

obligado por un esfuerzo de tracción ejercido en uno de sus extremos.

El material es sometido simultáneamente a un aplastamiento y a un

estiramiento.

Trefilación

29

LAMINACION

Coeficiente de trafilado:

Al traccionar la barra , la trafila ejerce una presión Q en el punto A, por ejemplo,

normal a la curva de la deformación,. Este valor de Q, igual que en el laminado,

es máximo en A y nulo en A1.

Si descomponemos Q en S y B se tiene

Que la resultante de todas S corresponden

A un esfuerzo de tracción ( T ) y la

Resultante de las componentes B un

esfuerzo de compresión ( C ).

El valor de cada una de ellas

Puede considerarse como

Equivalente, en los aceros:

C = ππππ / 4 ( d1 - d2 ) K c

Trafilado

30

LAMINACION

Trafilado

31

LAMINACION

Trafilado

32

FABRICACION DEL ACEROLa colada continua es un método de laminar aceros directamente sin pasar por el

lingote, es una maquina en la que se utiliza tecnología aprovechando las

propiedades de los aceros. Dentro de las ventajas, esta que no hay despuntes, por

rechupes. Dentro de las desventajas, el rechupe es interno y quedan las impurezas

alineadas en el centro de la palanquilla.

Preguntas

1. ¿En qué consiste un proceso de laminado?

2. ¿Qué tipo de productos pueden ser laminados?

3. ¿Qué diferencia hay entre un caño y un tubo?

4. ¿Cuál es el rango habitual para la laminación en

caliente de aceros al carbono?

5. ¿Qué diferencias hay entre las chapas laminadas en frío y en caliente? Mencione características de ambos

procesos

6. ¿Qué es el cincado?

7. ¿En qué consiste el conformado por embutido?

8. ¿Qué es el trefilado? ¿Qué producto pueden ser trefilados? 33

Preguntas

9. ¿En qué casos las chapas laminadas en frío se

someten a un recocido?

10. ¿Cuál es la especificación de material IRAM-IAS para

chapas laminadas en caliente de uso estructural de

acero al carbono?

11. ¿Qué diferencia hay entre un tren de laminación y un

laminador reversible?

34