Laminación (metalurgia)

En el trabajo con metales, el laminado es un proceso de conformado de metal en el que el metal se pasa a través de uno o más pares de rodillos para reducir el espesor y hacer que el espesor sea uniforme. y/o para impartir una propiedad mecánica deseada. El concepto es similar al de enrollar masa. El laminado se clasifica según la temperatura del metal laminado. Si la temperatura del metal es superior a su temperatura de recristalización, entonces el proceso se conoce como laminación en caliente. Si la temperatura del metal es inferior a su temperatura de recristalización, el proceso se conoce como laminación en frío. En términos de uso, el laminado en caliente procesa más tonelaje que cualquier otro proceso de fabricación, y el laminado en frío procesa el mayor tonelaje de todos los procesos de trabajo en frío. Los soportes de rodillos que sostienen pares de rodillos se agrupan en laminadores que pueden procesar rápidamente metal, normalmente acero, para convertirlo en productos como acero estructural (vigas en I, material angular, perfiles de canal). material), material en barras y rieles. La mayoría de las acerías tienen divisiones de laminación que convierten los productos de fundición semiacabados en productos terminados.

Existen muchos tipos de procesos de laminación, incluido el laminado de anillos, el doblado por rodillos, el laminado y el laminado de perfiles, y rodamiento controlado.

Hierro y acero

Los primeros laminadores en bruto, pero con los mismos principios básicos, se encontraron en Oriente Medio y el sur de Asia ya en el año 600 a.C. La invención del laminador en Europa se puede atribuir en sus dibujos a Leonardo da Vinci. Los primeros laminadores eran molinos cortadores, que se introdujeron desde lo que hoy es Bélgica a Inglaterra en 1590. Estos pasaban barras planas entre rodillos para formar una placa de hierro, que luego pasaba entre rodillos ranurados (cortadoras) para producir varillas de hierro. Los primeros experimentos de laminación de hierro para hojalata tuvieron lugar alrededor de 1670. En 1697, el mayor John Hanbury erigió un molino en Pontypool para laminar "placas Pontypool" – placa negra. Posteriormente se empezó a enrollar y estañar para hacer hojalata. La producción anterior de placas de hierro en Europa se realizaba en forjas, no en laminadores.

El molino cortador se adaptó para producir aros (para barriles) y hierro con secciones semicirculares u otras mediante medios que fueron objeto de dos patentes de c. 1679.

Parte de la literatura más antigua sobre laminadores se remonta al ingeniero sueco Christopher Polhem en su Patriotista Testamente de 1761, donde menciona los laminadores tanto para placas como para barras de hierro. También explica cómo los laminadores pueden ahorrar tiempo y mano de obra porque un laminador puede producir de 10 a 20 o más barras al mismo tiempo.

En 1759 se concedió una patente a Thomas Blockley de Inglaterra para el pulido y laminado de metales. En 1766 se concedió otra patente a Richard Ford de Inglaterra para el primer molino en tándem. Un laminador en tándem es aquel en el que el metal se lamina en trenes sucesivos; El laminador en tándem de Ford era para laminar en caliente alambrón.

Otros metales

Parece que a finales del siglo XVII ya existían laminadores de plomo. A finales del siglo XVIII también se laminaban cobre y latón.

Rodillo moderno

Hasta bien entrado el siglo XVIII, los laminadores obtenían su energía de las ruedas hidráulicas. El primer uso registrado de una máquina de vapor que impulsa directamente un molino se atribuye a Bradley Works de John Wilkinson, donde, en 1786, se conectó una máquina Boulton and Watt a un laminador y cortador. El uso de máquinas de vapor mejoró considerablemente la capacidad de producción de los molinos, hasta que Esta forma de energía fue desplazada por los motores eléctricos poco después de 1900.

La práctica de laminación moderna se puede atribuir a los esfuerzos pioneros de Henry Cort de Funtley Iron Mills, cerca de Fareham en Hampshire, Inglaterra. En 1783, se concedió un número de patente a Henry Cort por su uso de rodillos ranurados para laminar barras de hierro. Con este nuevo diseño, los molinos pudieron producir 15 veces más por día que con un martillo. Aunque Cort no fue el primero en utilizar rodillos ranurados, sí fue el primero en combinar el uso de muchas de las mejores características de varios procesos de fabricación y moldeado del hierro conocidos en ese momento. Por eso los escritores modernos lo han llamado "padre del rodamiento moderno".

La primera laminadora de rieles fue fundada por John Birkenshaw en Bedlington Ironworks en Northumberland, Inglaterra, en 1820, donde produjo rieles de hierro forjado con forma de vientre de pez en longitudes de 15 a 18 pies. Con el avance de la tecnología en los laminadores, el tamaño de los laminadores creció rápidamente junto con el tamaño de los productos que se laminan. Un ejemplo de esto fue la Gran Exposición de Londres de 1851, donde un plato de 20 pies de largo, 3 1⁄2 pies de ancho, 7/16 de pulgada de espesor y un peso de 1,125 libras, fue exhibido por Consett Iron Company. Una mayor evolución del laminador se produjo con la introducción en 1853 de los laminadores de tres alturas utilizados para laminar perfiles pesados.

Laminación en frío y en caliente

Laminación en caliente

La laminación en caliente es un proceso de trabajo de metales que ocurre por encima de la temperatura de recristalización del material. Después de que los granos se deforman durante el procesamiento, se recristalizan, lo que mantiene una microestructura equiaxial y evita que el metal se endurezca. El material de partida suelen ser piezas grandes de metal, como productos de fundición semiacabados, como lingotes, planchas, láminas y palanquillas.

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  Ingot levantó de la fosa de remojo
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  Foto de losas frías
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  Floreces de acero en carreta
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  Billetes en carro de carril

Si estos productos provienen de una operación de fundición continua, generalmente se alimentan directamente a los laminadores a la temperatura adecuada. En operaciones más pequeñas, el material comienza a temperatura ambiente y debe calentarse. Esto se hace en un pozo de remojo alimentado por gas o petróleo para piezas de trabajo más grandes; para piezas más pequeñas se utiliza calentamiento por inducción. A medida que se trabaja el material, se debe controlar la temperatura para asegurarse de que se mantenga por encima de la temperatura de recristalización.

Para mantener un factor de seguridad se define una temperatura de acabado por encima de la temperatura de recristalización; esto suele ser de 50 a 100 °C (90 a 180 °F) por encima de la temperatura de recristalización. Si la temperatura cae por debajo de esta temperatura, el material debe recalentarse antes de realizar un laminado en caliente adicional.

Los metales laminados en caliente generalmente tienen poca direccionalidad en sus propiedades mecánicas o tensiones residuales inducidas por la deformación. Sin embargo, en ciertos casos, las inclusiones no metálicas impartirán cierta direccionalidad y las piezas de trabajo de menos de 20 mm (0,79 pulgadas) de espesor suelen tener algunas propiedades direccionales. El enfriamiento no uniforme inducirá muchas tensiones residuales, lo que generalmente ocurre en formas que tienen una sección transversal no uniforme, como las vigas en I. Si bien el producto terminado es de buena calidad, la superficie está cubierta de cascarilla de laminación, que es un óxido que se forma a altas temperaturas. Por lo general, se elimina mediante decapado o mediante el proceso de superficie lisa y limpia (SCS), que revela una superficie lisa. Las tolerancias dimensionales suelen ser del 2 al 5% de la dimensión total.

El acero dulce laminado en caliente parece tener una tolerancia más amplia para el nivel de carbono incluido que el acero laminado en frío y, por lo tanto, es más difícil de usar para un herrero.

La laminación en caliente se utiliza principalmente para producir chapa o secciones transversales simples, como las vías del tren.

Diseño rodante de formas

Los trenes de laminación a menudo se dividen en jaulas de laminación de desbaste, intermedias y de acabado. Durante el laminado de forma, un tocho inicial (redondo o cuadrado) con un borde de diámetro que generalmente oscila entre 100 y 140 mm se deforma continuamente para producir un determinado producto terminado con una dimensión de sección transversal y una geometría más pequeñas. A partir de una palanquilla determinada, se pueden adoptar diferentes secuencias para producir un determinado producto final. Sin embargo, dado que cada tren de laminación es considerablemente caro (hasta 2 millones de euros), una exigencia típica es reducir el número de pasadas de laminación. Se han logrado diferentes enfoques, incluido el conocimiento empírico, el empleo de modelos numéricos y técnicas de Inteligencia Artificial. Lambiase et al. validó un modelo de elementos finitos (FE) para predecir la forma final de una barra laminada en una pasada redonda-plana. Una de las principales preocupaciones al diseñar trenes de laminación es reducir el número de pasadas. Una posible solución a tales requisitos es el paso de hendidura, también llamado paso dividido, que divide una barra entrante en dos o más subpartes, aumentando así virtualmente la relación de reducción de la sección transversal por pasar según lo informado por Lambiase. Otra solución para reducir el número de pasadas en los trenes de laminación es el empleo de sistemas automatizados de Roll Pass Design como el propuesto por Lambiase y Langella. Posteriormente, Lambiase desarrolló aún más un sistema automatizado basado en inteligencia artificial y, en particular, un sistema integrado que incluye un motor inferencial basado en algoritmos genéticos, una base de datos de conocimientos basada en una red neuronal artificial entrenada mediante un modelo paramétrico de elementos finitos y para optimizar y diseñar automáticamente laminadores.

Laminado en frío

El laminado en frío se produce cuando el metal está por debajo de su temperatura de recristalización (normalmente a temperatura ambiente), lo que aumenta la resistencia mediante endurecimiento por deformación hasta un 20 %. También mejora el acabado superficial y mantiene tolerancias más estrictas. Los productos comúnmente laminados en frío incluyen láminas, tiras, barras y varillas; Estos productos suelen ser más pequeños que los mismos productos laminados en caliente. Debido al tamaño más pequeño de las piezas de trabajo y a su mayor resistencia, en comparación con el material laminado en caliente, se utilizan molinos de cuatro alturas o de racimos. El laminado en frío no puede reducir el espesor de una pieza de trabajo tanto como el laminado en caliente en una sola pasada.

Las hojas y tiras laminadas en frío vienen en varias condiciones: completamente dura, semidura, un cuarto de dureza y enrollado en la piel. El laminado totalmente duro reduce el espesor en un 50%, mientras que los demás implican una reducción menor. Luego, el acero laminado en frío se recoce para inducir ductilidad en el acero laminado en frío, que se conoce simplemente como laminado en frío y recocido cerrado. El rodillo de piel, también conocido como pase de piel, implica la menor cantidad de reducción: 0,5-1%. Se utiliza para producir una superficie lisa, un espesor uniforme y reducir el fenómeno del límite elástico (evitando que se formen bandas de Lüders en el procesamiento posterior). Bloquea las dislocaciones en la superficie y reduce así la posibilidad de formación de bandas de Lüders. Para evitar la formación de bandas de Lüders es necesario crear una densidad sustancial de dislocaciones no fijadas en la matriz de ferrita. También se utiliza para romper las lentejuelas en acero galvanizado. El material laminado superficial se utiliza generalmente en procesos posteriores de trabajo en frío donde se requiere buena ductilidad.

Se pueden laminar en frío otras formas si la sección transversal es relativamente uniforme y la dimensión transversal es relativamente pequeña. Las formas laminadas en frío requieren una serie de operaciones de conformado, generalmente a lo largo de las líneas de dimensionamiento, ruptura, desbaste, semidesbaste, semiacabado y acabado.

Si lo procesa un herrero, los niveles más suaves, consistentes y bajos de carbono encapsulado en el acero hacen que sea más fácil de procesar, pero a costa de ser más caro.

Procesos

Doblado de rollos

El doblado por rodillos produce un producto de forma cilíndrica a partir de placas o metales de acero. .

Conformado por rodillos

El perfilado, doblado o laminado de placas es una operación de doblado continuo en la que una tira larga de metal (típicamente acero enrollado) pasa a través de conjuntos consecutivos de rodillos o soportes, cada uno de los cuales realiza solo una parte incremental del doblado, hasta que Se obtiene el perfil de sección transversal deseado. El perfilado es ideal para producir piezas de gran longitud o en grandes cantidades. Hay tres procesos principales: 4 rodillos, 3 rodillos y 2 rodillos, cada uno de los cuales tiene diferentes ventajas según las especificaciones deseadas de la placa de salida.

Rodamiento plano

El laminado plano es la forma más básica de laminado, en el que el material inicial y final tienen una sección transversal rectangular. El material se alimenta entre dos rodillos, llamados rodillos de trabajo, que giran en direcciones opuestas. El espacio entre los dos rodillos es menor que el espesor del material de partida, lo que provoca su deformación. La disminución del espesor del material hace que el material se alargue. La fricción en la interfaz entre el material y los rodillos hace que el material sea empujado. La cantidad de deformación posible en una sola pasada está limitada por la fricción entre los rodillos; si el cambio de espesor es demasiado grande, los rodillos simplemente se deslizan sobre el material y no lo atraen. El producto final es una lámina o una placa, siendo la primera de menos de 6 mm (0,24 pulgadas) de espesor y la segunda mayor que; sin embargo, las placas pesadas tienden a formarse utilizando una prensa, lo que se denomina forjado, en lugar de laminar.

A menudo, los rodillos se calientan para ayudar a mejorar la trabajabilidad del metal. A menudo se utiliza lubricación para evitar que la pieza de trabajo se pegue a los rodillos. Para afinar el proceso, se ajustan la velocidad de los rodillos y la temperatura de los rodillos.

Para láminas metálicas delgadas con un espesor inferior a 200 μm (0,0079 pulgadas), el laminado se realiza en un molino de racimo porque el pequeño espesor requiere rodillos de pequeño diámetro. Para reducir la necesidad de rollos pequeños, se utiliza el paquete laminado, que enrolla varias hojas juntas para aumentar el espesor inicial efectivo. A medida que las hojas de aluminio pasan a través de los rodillos, se recortan y cortan con cuchillos circulares o con forma de navaja. Recortar se refiere a los bordes de la lámina, mientras que cortar implica cortarla en varias hojas. El papel de aluminio es el producto que se produce más comúnmente mediante laminación de paquetes. Esto se desprende de los dos acabados superficiales diferentes; el lado brillante está en el lado del rollo y el lado opaco está contra la otra hoja de papel de aluminio.

Anillo rodando

El laminado de anillos es un tipo especializado de laminado en caliente que aumenta el diámetro de un anillo. El material de partida es un anillo de paredes gruesas. Esta pieza se coloca entre dos rodillos, un rodillo loco interior y un rodillo conducido, que presiona el anillo desde el exterior. A medida que se produce el laminado, el espesor de la pared disminuye a medida que aumenta el diámetro. Los rodillos pueden moldearse para adoptar diversas formas de sección transversal. La estructura del grano resultante es circunferencial, lo que proporciona mejores propiedades mecánicas. Los diámetros pueden ser de hasta 8 m (26 pies) y las alturas de la cara de hasta 2 m (79 pulgadas). Las aplicaciones comunes incluyen neumáticos de ferrocarril, cojinetes, engranajes, cohetes, turbinas, aviones, tuberías y recipientes a presión.

Rodamiento de formas estructurales

Rodar controlado

Laminación controlada es un tipo de procesamiento termomecánico que integra deformación controlada y tratamiento térmico. El calor que lleva la pieza de trabajo por encima de la temperatura de recristalización también se utiliza para realizar los tratamientos térmicos de modo que cualquier tratamiento térmico posterior sea innecesario. Los tipos de tratamientos térmicos incluyen la producción de una estructura de grano fino; controlar la naturaleza, tamaño y distribución de diversos productos de transformación (como ferrita, austenita, perlita, bainita y martensita en acero); inducir el endurecimiento por precipitación; y controlar la dureza. Para lograr esto, todo el proceso debe ser monitoreado y controlado de cerca. Las variables comunes en la laminación controlada incluyen la composición y estructura del material inicial, los niveles de deformación, las temperaturas en las distintas etapas y las condiciones de enfriamiento. Los beneficios del laminado controlado incluyen mejores propiedades mecánicas y ahorro de energía.

Forja rodante

El laminado por forja es un proceso de laminado longitudinal para reducir el área de la sección transversal de barras o palanquillas calentadas al conducirlas entre dos segmentos de rodillos giratorios opuestos. El proceso se utiliza principalmente para proporcionar una distribución optimizada del material para procesos posteriores de forjado. Gracias a esto, en los procesos de forja se puede conseguir un mejor aprovechamiento del material, menores fuerzas de proceso y una mejor calidad superficial de las piezas.

Básicamente, cualquier metal forjado también se puede forjar. El laminado de forja se utiliza principalmente para preformar palanquillas de gran tamaño mediante una distribución de masa específica para piezas como cigüeñales, bielas, manguetas de dirección y ejes de vehículos. Las tolerancias de fabricación más estrechas sólo se pueden lograr parcialmente mediante laminación por forjado. Esta es la razón principal por la que el laminado de forja rara vez se utiliza para el acabado, sino principalmente para el preformado.

Características del laminado de forja:

• alta productividad y alta utilización de materiales
• buena calidad de la superficie de las piezas de forge-rolled
• herramienta ampliada tiempo de vida
• herramientas pequeñas y bajos costos de herramientas
• mejora de las propiedades mecánicas debido al flujo de grano optimizado en comparación con piezas de trabajo forjadas de morada exclusiva

Molinos

Un laminador, también conocido como molino reductor o molino, tiene una construcción común independiente del tipo específico de laminación que se realiza :

• Rollos de trabajo
• Los rodillos de respaldo – están destinados a proporcionar soporte rígido requerido por los rodillos de trabajo para evitar la flexión bajo la carga rodante
• Sistema de balance de rodillos – para asegurar que el trabajo superior y los rollos de respaldo se mantengan en posición adecuada en relación con los rollos inferiores
• Dispositivos de cambio de rollos: el uso de una grúa de sobrecabezamiento y una unidad diseñada para conectarse al cuello del rollo para ser removida o insertada en el molino.
• Dispositivos de protección del molino – para asegurar que las fuerzas aplicadas a las cuchillas del rodillo de respaldo no sean de tal magnitud para fracturar el cuello del rodillo o dañar la carcasa del molino
• Sistemas de refrigeración y lubricación
• Piniones – engranajes para dividir la potencia entre las dos husillos, girando a la misma velocidad pero en diferentes direcciones
• Engranaje – para establecer la velocidad de rodamiento deseada
• Motores de propulsión – lanzando el producto de aluminio angosto a miles de caballos de fuerza
• Controles eléctricos – tensión constante y variable aplicada a los motores
• Coilers y desenrolladores – para desenrollar y enrollar bobinas de metal

Los planchones son el material de alimentación para los laminadores de bandas en caliente o laminadores de placas y los desbastes se laminan hasta convertirlos en palanquillas en un laminador de palanquillas o en secciones grandes en un laminador estructural. La producción de un laminador de bandas se enrolla y, posteriormente, se utiliza como alimento para un laminador en frío o directamente por los fabricantes. Las palanquillas, para volver a laminarse, se laminan posteriormente en un molino comercial, de barras o de varillas. Los molinos comerciales o de barras producen una variedad de productos con formas, como ángulos, canales, vigas, redondos (largos o enrollados) y hexágonos.

Configuraciones

Los molinos están diseñados en diferentes tipos de configuraciones, siendo la más básica una sin inversión de dos alturas, lo que significa que hay dos rodillos que solo giran en una dirección. El molino de inversión de dos alturas tiene rodillos que pueden girar en ambas direcciones, pero la desventaja es que los rodillos deben detenerse, invertirse y luego volver a alcanzar la velocidad de laminación entre cada pasada. Para solucionar esto se inventó el molino de tres alturas, que utiliza tres rodillos que giran en un sentido; el metal pasa a través de dos de los rodillos y luego regresa a través del otro par. La desventaja de este sistema es que la pieza de trabajo debe subirse y bajarse mediante un elevador. Todos estos molinos se utilizan normalmente para laminación primaria y los diámetros de los rodillos varían de 60 a 140 cm (24 a 55 pulgadas).

Para minimizar el diámetro del rodillo se utiliza un molino de cuatro alturas o de racimo. Un diámetro de rodillo pequeño es ventajoso porque hay menos rodillo en contacto con el material, lo que da como resultado un menor requerimiento de fuerza y potencia. El problema con un rollo pequeño es la reducción de la rigidez, que se soluciona utilizando rollos de respaldo. Estos rollos de respaldo son más grandes y hacen contacto con la parte posterior de los rollos más pequeños. Un molino de cuatro alturas tiene cuatro rodillos, dos pequeños y dos grandes. Un molino de racimo tiene más de cuatro rodillos, normalmente en tres niveles. Estos tipos de laminadores se utilizan comúnmente para laminar en caliente placas anchas, la mayoría de aplicaciones de laminación en frío y para laminar láminas.

Históricamente los molinos se clasificaban según el producto elaborado:

• Molinos, engranajes y arrastres, siendo los molinos preparatorios para rodar carriles acabados, formas o placas, respectivamente. Si se revierten, son de 34 a 48 pulgadas de diámetro, y si tres de alto, de 28 a 42 pulgadas de diámetro.
• Molinos de bolsillo, de tres alturas, rollos de 24 a 32 pulgadas de diámetro, utilizados para la reducción ulterior de las floraciones de hasta 1,5x1.5 pulgadas de billets, siendo los molinos nubpreparatorios para la barra y varilla
• Molinos de vapor, tres alturas, rollos de 28 a 36 pulgadas de diámetro, para la producción de vigas pesadas y canales de 12 pulgadas y encima.
• Molinos de ferrocarril con rollos de 26 a 40 pulgadas de diámetro.
• Molinos de forma con rollos de 20 a 26 pulgadas de diámetro, para tamaños más pequeños de vigas y canales y otras formas estructurales.
• Molinos de barras Mercante con rollos de 16 a 20 pulgadas de diámetro.
• Pequeños molinos de barras mercantes con rollos de acabado de 8 a 16 pulgadas de diámetro, generalmente dispuestos con un soporte de rugido de tamaño más grande.
• Molinos de varilla y alambre con rodillos de acabado de 8 a 12 pulgadas de diámetro, siempre dispuestos con soportes de rugido de mayor tamaño.
• Molinos de aro y algodón, similares a pequeños molinos de barras mercantes.
• Molinos de placa de armadura con rollos de 44 a 50 pulgadas de diámetro y cuerpo de 140 a 180 pulgadas.
• Molinos de placa con rollos de 28 a 44 pulgadas de diámetro.
• Molinos de hoja con rollos de 20 a 32 pulgadas de diámetro.
• Molinos universales para la producción de placas cuadradas o llamadas universales y diversas formas anchas flanqueadas por un sistema de rollos verticales y horizontales.

Molino en tándem

Un laminador tándem es un tipo especial de laminador moderno donde el laminado se realiza en una sola pasada. En un laminador tradicional la laminación se realiza en varias pasadas, pero en un laminador tándem hay varios stands (>=2 stands) y las reducciones se realizan sucesivamente. El número de stands oscila entre 2 y 18.

Los laminadores en tándem pueden ser del tipo laminador en caliente o en frío.

Los laminadores en frío se pueden dividir en procesamiento continuo o por lotes.

Un molino continuo tiene una torre en bucle que permite que el molino continúe laminando lentamente la banda en la torre, mientras que un soldador de banda une la cola de la bobina actual con la cabeza de la siguiente bobina. En el extremo de salida del laminador normalmente hay una cizalla volante (para cortar la tira en la soldadura o cerca de ella) seguida de dos bobinadoras; uno se descarga mientras el otro se enrolla en la bobina actual.

Las torres circulares también se utilizan en otros lugares; tales como líneas de recocido continuo y líneas de estañado electrolítico continuo y líneas de galvanizado continuo.

Defectos

El espesor cambia a lo largo de la longitud

En el laminado en caliente, si la temperatura de la pieza de trabajo no es uniforme, el flujo del material se producirá más en las partes más calientes y menos en las más frías. Si la diferencia de temperatura es lo suficientemente grande, pueden producirse grietas y desgarros. Las secciones de refrigeración surgen, entre otras cosas, de los soportes del horno de recalentamiento.

Cuando se lamina en frío, prácticamente toda la variación del espesor de la banda es el resultado de la excentricidad y la falta de redondez de los rodillos de respaldo desde aproximadamente el soporte 3 del laminador de banda en caliente hasta el producto terminado.

La excentricidad del rollo de respaldo puede tener una magnitud de hasta 100 μm por pila. La excentricidad se puede medir fuera de línea trazando la variación de la fuerza contra el tiempo con el molino en fluencia, sin tira presente y el soporte del molino debajo de la cara.

Un análisis de Fourier modificado fue empleado por 5 Stand Cold Mill en Bluescope Steel, Port Kembla desde 1986 hasta que Cold Mill cesó la producción en 2009. Dentro de cada bobina, la desviación del espesor de salida multiplicada por 10 por cada metro de tira se almacenó en un archivo. Este archivo se analizó por separado para cada frecuencia/longitud de onda de 5 ma 60 m en pasos de 0,1 m. Para mejorar la precisión, se tuvo cuidado de utilizar un múltiplo completo de cada longitud de onda (100*). Las amplitudes calculadas se trazaron frente a la longitud de onda, de modo que los picos pudieran compararse con las longitudes de onda esperadas creadas por los rollos de respaldo de cada soporte.

Si un soporte de molino está equipado con pistones hidráulicos en serie con, o en lugar de, tornillos mecánicos accionados eléctricamente, entonces es posible eliminar el efecto de la excentricidad del rodillo de respaldo de ese soporte. Mientras rueda, la excentricidad de cada rodillo de respaldo se determina tomando muestras de la fuerza del rollo y asignándola a la porción correspondiente de la posición de rotación de cada rodillo de respaldo. Estas grabaciones se utilizan luego para accionar el pistón hidráulico con el fin de neutralizar las excentricidades.

Planitud y forma

En una pieza de metal plana, la planitud es un atributo descriptivo que caracteriza el grado de desviación geométrica de un plano de referencia. La desviación de la planitud completa es el resultado directo de la relajación de la pieza de trabajo después del laminado en caliente o en frío, debido al patrón de tensión interna causado por la acción de compresión transversal no uniforme de los rodillos y las propiedades geométricas desiguales del material de entrada. La distribución transversal de la tensión inducida por deformación/alargamiento diferencial con respecto a la tensión aplicada promedio del material se denomina comúnmente forma. Debido a la estricta relación entre forma y planitud, estos términos pueden usarse de manera intercambiable. En el caso de tiras y láminas de metal, la planitud refleja el alargamiento diferencial de las fibras a lo largo del ancho de la pieza de trabajo. Esta propiedad debe estar sujeta a un preciso control basado en retroalimentación para garantizar la maquinabilidad de las láminas metálicas en los procesos finales de transformación. A continuación se dan algunos detalles tecnológicos sobre el control por retroalimentación de la planitud.

Perfil

El perfil se compone de las medidas de corona y cuña. La corona es el espesor en el centro en comparación con el espesor promedio en los bordes de la pieza de trabajo. La cuña es una medida del grosor en un borde en comparación con el otro borde. Ambas pueden expresarse como medidas absolutas o como medidas relativas. Por ejemplo, uno podría tener 2 mil de corona (el centro de la pieza de trabajo es 2 mil más grueso que los bordes), o podría tener un 2 % de corona (el centro de la pieza de trabajo es un 2 % más grueso que los bordes).

Por lo general, es deseable tener algo de corona en la pieza de trabajo, ya que esto hará que la pieza de trabajo tienda a tirar hacia el centro del molino y, por lo tanto, funcionará con mayor estabilidad.

Planitud

Mantener un espacio uniforme entre los rodillos es difícil porque los rodillos se desvían bajo la carga requerida para deformar la pieza de trabajo. La desviación hace que la pieza de trabajo sea más delgada en los bordes y más gruesa en el centro. Esto se puede superar utilizando un rodillo coronado (corona parabólica); sin embargo, el rodillo coronado solo compensará un conjunto de condiciones, específicamente el material, la temperatura y la cantidad de deformación.

Otros métodos para compensar la deformación del rodillo incluyen corona variable continua (CVC), laminado cruzado en pares y doblado del rodillo de trabajo. CVC fue desarrollado por SMS-Siemag AG y consiste en fresar una curva polinómica de tercer orden en los rodillos de trabajo y luego desplazar los rodillos de trabajo lateralmente, por igual y opuestos entre sí. El efecto es que los rodillos tendrán un espacio entre ellos de forma parabólica y variará con el desplazamiento lateral, permitiendo así el control dinámico de la corona de los rodillos. El laminado cruzado en pares implica el uso de rodillos planos o con corona parabólica, pero desplazando los extremos en ángulo para que el espacio entre los bordes de los rodillos aumente o disminuya, permitiendo así un control dinámico de la corona. El doblado de rodillos de trabajo implica el uso de cilindros hidráulicos en los extremos de los rodillos para contrarrestar la deflexión del rodillo.

Otra forma de superar los problemas de deflexión es disminuir la carga sobre los rollos, lo que se puede lograr aplicando una fuerza longitudinal; Esto es esencialmente dibujar. Otro método para disminuir la deflexión de los rollos incluye aumentar el módulo elástico del material en rollo y agregar soportes de respaldo a los rollos.

Las diferentes clasificaciones de los defectos de planitud son:

• onda de borde simétrico - los bordes en ambos lados de la pieza de trabajo son "varios" debido al material en los bordes siendo más largo que el material en el centro.
• Ola de borde asimétrico - un borde es "vacío" debido al material en un lado siendo más largo que el otro lado.
• Hebilla del centro - El centro de la tira es "vacío" debido a que la tira en el centro es más larga que la tira en los bordes.
• Hebilla del cuarto - Este es un defecto raro donde las fibras se alargan en las regiones del cuarto (la porción de la tira entre el centro y el borde). Esto se atribuye normalmente al uso excesivo de la fuerza de doblado de rollos, ya que la fuerza de doblado puede no compensar la deflexión de rollos en toda la longitud del rollo.

Es importante tener en cuenta que se podría tener un defecto de planitud incluso si la pieza de trabajo tiene el mismo grosor en todo el ancho. Además, se podría tener una corona o cuña bastante alta, pero aun así producir un material plano. Para producir material plano, el material debe reducirse en el mismo porcentaje en todo el ancho. Esto es importante porque se debe preservar el flujo másico del material y cuanto más se reduce un material, más se alarga. Si un material se alarga de la misma manera a lo ancho, entonces la planitud que ingresa al molino se conservará a la salida del mismo.

Borrador

La diferencia entre el espesor de la pieza de metal inicial y enrollado se llama Dibujo. Así si ti{displaystyle T_{i} es el espesor inicial y tf{displaystyle T_{f} es el espesor final, luego el draught d es dado por

d=ti− − tf{displaystyle ¿Qué?

El tiro máximo que se puede lograr mediante rodillos de radio R con coeficiente de fricción estática f entre el rodillo y la superficie metálica viene dada por

dmax=f2R{displaystyle d_{max }=f^{2}R}

Este es el caso cuando la fuerza de fricción sobre el metal desde el contacto de entrada coincide con la fuerza negativa del contacto de salida.

Tipos de defectos superficiales

Hay seis tipos de defectos superficiales:

Lap

Este tipo de defecto ocurre cuando una esquina o una aleta se dobla y se enrolla pero no se solda en el metal. Ellos aparecen como costuras a través de la superficie del metal.

Mill-shearing

Estos defectos ocurren como un regazo de plumas.

Escala enrollada

Esto ocurre cuando la escala del molino se enrolla en metal.

Scabs

Estos son largos parches de metal suelto que se han rodado en la superficie del metal.

Sellos

Son líneas abiertas, rotas que corren a lo largo de la longitud del metal y causadas por la presencia de escala, así como debido a la rugosidad del molino de Arado.

Slivers

Roturas de superficie prominentes.

Remediación de defectos superficiales

Muchos defectos superficiales pueden eliminarse de la superficie de los productos laminados semiacabados antes de continuar con el laminado. Los métodos de escarpado han incluido el corte manual con cinceles (siglos XVIII y XIX); picar y desbastar motorizados con cinceles y amoladoras neumáticas; quemar con un soplete de oxicombustible, cuya presión de gas expulsa el metal o la escoria derretida por la llama; y escarpado por láser.