Guaraci Barbosa

Material del curso: Guaraci Barbosa Figuras, montages y acabado: Eduardo Tácito Dias Costa

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Curso de Laminación

ÍndiceCapítulo 1 1 - Aço........................................................................................................................ 1.1 – Definição.......................................................................................................... 1.2 – Características do Aço.................................................................................... 1.3 - Composição química.......................................................................................

Capítulo 22 – Laminação.......................................................................................................... 2.1 – Objetivos e Importância da Laminação....................................................... 2.2 – Gaiolas – tipos.................................................................................................2.3 – Produtos da Laminação................................................................................. 2.4 - Breve histórico da Laminação .......................................................................2.5 - Laminadores ...................................................................................................2.6 – Mancais............................................................................................................2.7 – Leito de Resfriamento....................................................................................2.8 - Deformação Plástica ......................................................................................2.9 – Deformação a Quente....................................................................................2.10 – Deformação a Frio........................................................................................2.11 – Deformação a Morno...................................................................................2.12 – Ângulo de Contato.......................................................................................2.13 – Arco de Contato............................................................................................2.14 - Condições de Agarre (Mordida).................................................................2.15 –. Fundamentos da Calibração ou Projeto de Passes..................................2.16 – Dilatação Térmica Linear.............................................................................

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2.17 – Alargamento..................................................................................................2.18 – Alongamento máximo e médio..................................................................2.19 – Determinação do Retângulo Equivalente.................................................2.20 – Velocidade de Deformação.........................................................................2.21 – Velocidade de Laminação...........................................................................2.22 – Velocidade de Avanço.................................................................................

2.23 – Controle de Velocidade dos Trens Contínuos.......................................... 2.24 – Diâmetro de Trabalho..................................................................................

2.25 – Curvas de Alongamento..............................................................................2.26 – Seqüências de Calibração............................................................................2.27 – Especificação de Cilindros...........................................................................2.28 – Trocas Térmicas Durante a Laminação.....................................................2.29 – Resfriamento de Cilindros/Discos............................................................2.30 – Dobretas e repetidores.................................................................................2.31 – Guias de Laminação.....................................................................................2.32 – Força de Laminação......................................................................................2.33 – Cálculo da Potência de Laminação ...........................................................

Capítulo 3 3 - Reaquecimento de Tarugos ............................................................................

3.1 – Fornos...............................................................................................................3.2 – Transmissão do Calor....................................................................................3.3 – Aquecimento e Homogeneização ...............................................................3.4 – Pressão do Forno ........................................................................................... 3.5 – Formação de Carepa .....................................................................................3.6 – Refratário.........................................................................................................

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Capítulo 4 4 – Manual de Gestão de Desempenho..............................................................

4.1 – Eficiência global do Equipamento...............................................................4.2 – Índices de Utilização......................................................................................4.3 – Rendimento Metálico.....................................................................................4.4 – Índice de Qualidade.......................................................................................4.5 – Índice de Eficiência........................................................................................4.6 – Horas Realizadas............................................................................................

Capítulo 5 5 –

Capítulo 6 6 – Qualidade no Processo de Laminação..........................................................

6.1 - Qualidade de Tarugo......................................................................................6.2 – Qualidade da Laminação..............................................................................

Capítulo 77 – Defeitos de Laminação..............................................................................7.1 – Definições.........................................................................................................7.2 – Defeitos de Forma e Dimensão.....................................................................7.3 – Instrumentos e Aparelhos Usados na Inspeção.........................................

Capítulo 8 8 –

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Bibliografia..........................................................................................................

1. Acero:

1.1 – Definición:Acero es una mezcla compleja, constituida de elementos básicos, elementos secundarios, elementos residuales y elementos de aleación.En el caso del acero al carbono, tenemos como elementos básicos el Fe y el C. Elementos secundarios son el Mn, y el Si y como residuales, el P y el S.No hay elementos de aleación en esta clase de acero. Estos pueden aparecer como residuales en aceros oriundos de acerías que usan chatarra como materia prima.El acero al carbono tiene su porcentual de C en el rango de 0,008 hasta 2,0% en peso, conforme se puede inferir del diagrama de Fe-C (comercialmente 0,03 a 1,7%) figura 2.12.Una característica que lo diferencia del hierro fundido es la capacidad de aceptar deformación plástica.El Mn y el Si están siempre presentes. Otorgan varias propiedades importantes.El Mn se combina con el S a temperaturas más elevadas formando MnS, reduciendo la formación de FeS, que fragiliza el acero. Además de esto, eleva la resistencia, la temperabilidad, ladureza, la resistencia a la abrasión y al impacto. Es un fuerte formador de carburos.El Si es un fuerte desoxidante y eleva las propiedades de resistencia, pudiendo, sin embargo, perjudicar las propiedades de ductilidad.El P y el S son perjudiciales en el acero al carbono, debiendo ser reducidos al mínimo económico y de acuerdo a los límites establecidos por las normas.Después del Fe, el C es el elemento más importante, pues define la dureza y resistencia del acero al carbono, desde el acero dulce hasta el alto carbono, además de influenciar varias propiedades físicas y tecnológicas.Una relación entre la resistencia, la dureza Brinell y el alargamiento es mostrado en el gráfico 1.1.

Aço é uma liga complexa, constituída de elementos básicos, elementos secundários, elementos residuais e elementos de liga. No caso do AÇO CARBONO, temos como elementos básicos o Fe e o C. Elementos secundários são o Mn e o Si e como residuais, o P e o S. Não há elementos de liga nesta classe de aço. Estes podem aparecer como residuais em aços oriundos de aciarias que usam sucata como matéria prima.O aço carbono tem seu percentual de C na faixa de 0,008 até 2,0% em peso, conforme se pode inferir do diagrama Fe-C (comercialmente 0,03 a 1,7%) Figura 2.12.Uma característica que o difere do ferro fundido é a capacidade de aceitar deformação plástica. O Mn e o Si estão sempre presentes. Conferem várias propriedades importantes.O Mn combina com o S a temperatura mais elevada formando o MnS, reduzindo a formação do FeS, que fragiliza o aço. Além disso, eleva a resistência, a temperabilidade, a dureza, a resistência à abrasão e ao impacto. É um forte formador de carbonetos. O Si é um forte desoxidante e eleva as propriedades de resistência, podendo, no entanto, prejudicar as propriedades de ductilidade. O P e o S são prejudiciais ao aço carbono, devendo ser reduzidos ao mínimo econômico e de acordo com os limites estabelecidos pelas normas.Depois do Fe, o C é o elemento mais importante, pois define a dureza e resistência do aço carbono, desde o aço “doce” até o Alto Carbono, além de influenciar várias outras propriedades físicas e tecnológicas.A relação entre a resistência, a dureza Brinell e o alongamento é mostrado no gráfico 1.1.

Presentamos abajo dos fórmulas para el cálculo de la resistencia:1 – LR (kg/mm²) = 30+55C%+9Mn%+11Si%+7,45Cr%+3,4Ni%+5,7Cu%+4,6P%

2 – LR (MPa) = 157+1078C%+165Mn%+147Si% *

* Fuente: VAI – para alambrón 5,5mm y enfriado rápidamente en el stelmor.

Apresentamos abaixo duas fórmulas para o cálculo da resistência:1 – LR (kg/mm²) = 30+55C%+9Mn%+11Si%+7,45Cr%+3,4Ni%+5,7Cu%+4,6P%2 – LR (MPa) = 157+1078C%+165Mn%+147Si% ** Fonte: VAI – para fio-máquina 5,5 Dia e resfriado rapidamente (no stelmor).

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Gráfico mostrando, aproximadamente, la variación de algunas propiedades

mecánicas de los aceros comunes, enfriados lentamente.

Aceros laminados o forjados.

Gráfico mostrando, aproximadamente, a variação de algumas propriedades mecânicas dos aços comuns,

esfriados lentamente.Aços laminados ou forjados

Gráfico 1.1

1.2. Características del acero

Peso específico: 7,85g/cm³ ou 7,85kg/dm³ ou 7,85 t/m³

Temperatura de fusión: 1350 a 1530ºC

Maleabilidad (forja y lamina bien)

Ductilidad (estira bien los alambres)

Tenacidad (resiste bien la tracción, compresión, etc)

Maquinabilidad (buen arrancamiento de viruta)

Buena resiliencia (resistencia a choques)

Soldabilidad (Bajo C)

1.2 - Características do Aço

Peso específico: 7,85g/cm³ ou 7,85kg/dm³ ou 7,85 t/m³

Temperatura de fusão: 1350 a 1530ºC

Maleabilidade (forja e lamina bem)

Ductilidade (estira bem os fios)

Tenacidade (resiste bem à tração, compressão, etc)

Usinabilidade (bom arrancamento de cavacos)

Boa resiliência (resistência a choques)

Soldabilidade (baixo C)

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El C es un fuerte reductor de la soldabilidad. Ésta es regida por la fórmula del carbono equivalente (CE) adoptada por Morgan.

O C é forte redutor da soldabilidade. Esta é regida pela fórmula do carbono equivalente (CE) adotada pela Morgan.

CE= %C + %Mn/6 + (%Cr + %Mo +%V)/5 + (%Ni + %Cu)/15

Adoptada en SBM, donde la soldabilidad será considerada alta cuando el CE fuera menor que 0,45.

Hay otras versiones de esta fórmula y, hay también otros que adoptan como límite de alta soldabilidad o valor CE igual a 0,51.

1. Temperabilidad – facilidad de templar, esto es, obtener estructura martensítica.

Una elevación del porcentual de C eleva la temperabilidad, desplazando para la derecha el óvalo de las curvas TTT (como se muestra en la figura 1.1)

Adotada na SBM, onde a soldabilidade será considerada alta quando o CE for menor que 0,45.

Há outras versões desta fórmula e, há também outros que adotam como limite de alta soldabilidade o valor CE igual a 0,51.

1. Temperabilidade – facilidade de temperar, isto é, obter estrutura martensítica.

A elevação do percentual de C eleva a temperabilidade, deslocando para a direita o cotovelo das curvas TTT (conforme fig.1.1)

Figura 1.1

La fórmula de abajo, atribuida a Jaffe y Hollomen presenta una relación entre el porcentual de C y otros elementos y a temperatura de línea de inicio de formación martensítica.

Ms = 550 – 350C% - 40Mn% - 35V% - 20Cr% - 17Ni% - 10Cu% + 10Mo% + 5W% + 15Co% + 30Al%

A fórmula abaixo, atribuída a Jaffe e Hollomen apresenta a relação entre o percentual de C e outros elementos e a temperatura da linha de início de formação martensítica.

Ms = 550 – 350C% - 40Mn% - 35V% - 20Cr% - 17Ni% - 10Cu% + 10Mo% + 5W% + 15Co% + 30Al%

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Clasificación del acero al carbono:

De acuerdo con la composición química en peso, los aceros al carbono son clasificados en:

Aceros de bajo carbono - %C hasta 0,25%;

Aceros de medio carbono - %C de 0,26% hasta 0,40%;

Aceros de alto carbono - %C mayor que 0,41%;

Aceros para CA 50;

Aceros de baja aleación – donde la suma de los elementos de aleación es menor que 1,5% (excepto Mn y Si).

Classificação do Aço Carbono

De acordo com a composição química, em peso, os aços carbono, são classificados em:

Aços de baixo carbono - %C até 0,25%;

Aços de médio carbono - %C de 0,26% até 0,40%;

Aços de alto carbono - %C maior que 0,41%;

Aços para CA 50;

Aços de baixa liga – onde a soma dos elementos de liga é menor que 1,5% (exceto Mn e Si).

Una composición química provocará una clasificación en cuanto a la resistencia mecánica:

Baja resistencia mecánica – menor que 36kg/mm²

Media resistencia mecánica – entre 37 a 50kg/mm²

Alta resistencia mecánica – mayor que 50kg/mm²

A composição química provocará uma classificação quanto à resistência mecânica:

Baixa resistência mecânica – menor que 36kg/mm²

Média resistência mecânica – entre 37 a 50kg/mm²

Alta resistência mecânica – maior que 50kg/mm²

1.3. Composición química:

Entre las diversas normas para la clasificación de los aceros en cuanto a la composición química, tenemos la Society of Automotive Engineers (SAE), y la Asociación Brasilera de Normas Técnicas (ABNT).

Utilizan generalmente cuatro algoritmos, de los cuales, los dos primeros caracterizan el tipo de elemento de liga y los dos últimos, el tenor de carbono.

Así, un acero SAE 1020 o ABNT 1020, es un acero al carbono, conteniendo 0,20% (bajo) tenor de carbono. Un acero SAE 5160 o ABNT 5160 es un acero de baja aleación, conteniendo 0,60% de carbono.

La Tabla 1.1 muestra el elemento químico que determina el nombre del acero. La tabla 1.2 muestra la composición química de los aceros SBM (Siderúrgica Barra Mansa).

1.3 – Composição Química

Dentre as diversas normas para classificação dos aços quanto à composição química, temos a Society of Automotive Engineer (SAE) e Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT). Utilizam geralmente quatro algarismos, dos quais os dois primeiros caracterizam o tipo de elemento de liga e os dois últimos, o teor de carbono.Assim, um aço SAE 1020 ou ABNT 1020, é um aço carbono, contendo 0,20% (baixo) teor de carbono. Um aço SAE 5160 ou ABNT 5160 é um aço de baixa-liga, contendo 0,60% de carbono. A Tabela 1.1 mostra o elemento químico que determina o nome do aço. A Tabela 1.2 mostra a Composição Química dos Aços SBM.

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Clases Designación Tenor aproximado de los elementos que identifican una clase

10XX11XX12XX14XX15XX

Aceros al carbono

Comunes al CarbonoResulfuradoResulfurado y RefosforadoAcerosCarbono con Mn

Mn máximo 1,00%--Nb 0,10%Mn de 1,00 a 1,65%

13XX41XX

50XX51XX

52XX

61XX43XX

86XX87XX93XX98XX

Aleaciones

ManganesoCromo Molibdeno

CromoCromo

Cromo

Cromo VanadioCromo Ni-Mo

Cromo MoCromo NiCromo NiCromo Ni-Mo

Mn 1,75%Cr 0,50–0,80– 0,95%Mo 0,12-0,20-0,25-0,30%

Cr 0,27-0,40-0,50-0,65%Cr 0,80-0,87-0,92-1,00-1,05%

Cr 1,15-1,25%

Cr 0,9% V 0,15% Cr 0,60-0,80% Ni 1,75% Mo 0,25%

Cr 0,5% Ni 0,55% Mo 0,20%Ni 0,55% Cr 0,5% Mo 0,25%Ni 3,25% Cr 1,2% Mo 0,12%Cr 0,17% Ni 0,55% Mo 0,20%

XXBXX

Aceros con adiciones especiales

Aceros con adición de Boro (Bo)Aceros con adición de Plomo (Pb)

CrNi

Aceros Inoxidables

Cr 8-25%Ni 18-25%

Tabla 1.1

Composición Química de los aceros SBComposición química para uso general (mercado interno)

AcerosNombre antiguo

%CQ02

%MnQ03

%SiQ04

%PQ05

%SQ06

%CuQ07

%Ni Q08

%CrQ09

%NbQ10

%SnQ11

%MoQ12

%BQ13

CeqQ14

10B05-A 10B06 AREC

0,04 0,40 0,08 - - - - - - - - 0,0025 -0,06 0,60 0,15 0,020 0,015 0,15 0,30 0,10 - 0,100 0,10 - -

10B06-A 10B06A 0,04 0,40 0,08 - - - - - - - - 0,0025 -0,08 0,55 0,15 0,035 0,030 0,30 0,30 0,15 - 0,100 0,10 - -

10B06-B 10B06X 0,04 0,35 0,08 - - - - - - - - 0,0015 -0,08 0,55 0,15 0,040 0,040 0,30 0,30 0,15 - 0,100 0,10 - -

10B07-A 10B06M 0,04 0,30 0,12 - - - - - - - - 0,0012 -0,10 0,60 0,30 0,040 0,040 0,30 0,30 0,15 - 0,100 0,10 0,0025 -

1006-C 1006XX 0,04 0,35 0,05 - - - - - - - - - -0,08 0,50 0,15 0,040 0,040 0,30 0,30 0,15 - 0,100 0,10 - -

1008-C 1008XX - 0,30 0,05 - - - - - - - - - -0,10 0,50 0,20 0,040 0,040 0,30 0,30 0,15 - 0,100 0,10 - -0,08 0,30 0,05 - - - - - - - - - -

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1010-C 1010XX 0,13 0,60 0,20 0,040 0,050 0,30 0,30 0,15 - 0,100 0,10 - -

1011-C 1010CX 0,10 0,35 0,05 - - - - - - - - - -0,15 0,60 0,25 0,050 0,050 0,40 0,30 0,15 - 0,100 0,10 - -

1012-B 1012AA 0,10 0,60 0,10 - - - - - - - - - -0,14 0,70 0,20 0,050 0,050 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1014-C 1012MX 0,09 0,60 0,09 - - - - - - - - - -0,18 0,90 0,25 0,040 0,050 0,30 0,30 0,15 - 0,100 0,10 - -

1014-D 1012FX 0,09 0,60 0,09 - - - - - - - - - -0,18 0,90 0,25 0,060 0,050 0,30 0,30 0,15 - 0,100 0,10 - -

1015-B 1015AA 0,13 0,30 0,15 - - - - - - - - - -0,18 0,60 0,35 0,040 0,050 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1016-B 1012NB 0,11 0,70 0,09 - - - - - 0,015 - - - -0,17 1,05 0,25 0,040 0,050 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1017-B 1015MT 0,14 0,75 0,10 - - - - - - - - - -0,19 1,05 0,30 0,035 0,035 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1020-B 1020CS1020SJ

0,18 0,45 0,10 - - - - - - - - - -0,23 0,60 0,20 0,040 0,040 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1021-B 1020MS 0,18 0,70 0,15 - - - - - - - - -0,23 0,90 0,30 0,040 0,040 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 -

1024-D 1024SL 0,23 0,60 0,15 - - - - - - - - - 0,3680,28 0,90 0,25 0,060 0,060 0,40 0,30 0,15 - 0,100 0,10 - 0,589

1040-B 1040CS 0,37 0,60 0,15 - 0,020 - - - - - - - -0,46 0,90 0,30 0,040 0,050 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1045-B 1045CS 0,43 0,60 0,15 - - - - - - - - - -0,50 0,90 0,30 0,040 0,050 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1048-B - 0,47 0,70 0,150 - - - - - - - - - -0,53 0,90 0,350 0,040 0,040 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1050-B - 0,50 0,65 0,15 - - - - - - - - - -0,56 0,90 0,30 0,040 0,050 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1055-B - 0,52 0,70 0,15 - - - - - - - - - -0,58 0,90 0,30 0,040 0,040 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1070-B - 0,65 0,60 0,15 - - - - - - - - - -0,75 0,90 0,30 0,040 0,040 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1515-B 1015CS 0,15 1,00 0,10 - - - - - 0,015 - - - -0,19 1,15 0,20 0,040 0,050 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1516-B 1016CS 0,14 1,30 0,20 - - - - - 0,015 - - - -0,18 1,50 0,30 0,040 0,050 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1517-B 1516MS 0,14 1,10 0,30 - - - - - - - - - -0,20 1,40 0,60 0,040 0,040 0,30 0,30 0,15 - 0,100 0,10 - -

1520-B 1018CS 0,17 1,30 0,20 - - - - - 0,015 - - - -0,23 1,50 0,30 0,040 0,050 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1521-B - 0,19 1,00 0,10 - - - - - - - - - -0,25 1,20 0,20 0,040 0,040 0,30 0,20 0,30 - 0,100 0,08 - -

1522-B 1022SJ 0,19 1,35 0,15 - - - - - - - - - -0,25 1,65 0,30 0,030 0,040 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

1533-D 1030NC 0,31 0,95 0,18 - - - - - 0,015 - - - 0,5130,37 1,15 0,28 0,060 0,060 0,40 0,30 0,15 - 0,100 0,10 - 0,728

1538-D 1030ND 0,36 0,95 0,18 - - - - - 0,015 - - - 0,5630,40 1,15 0,28 0,060 0,060 0,40 0,30 0,15 - 0,100 0,10 - 0,758

1540-D 1030NE 0,38 1,00 0,20 - - - - - 0,015 - - - 0,5970,42 1,20 0,30 0,060 0,060 0,40 0,30 0,15 - 0,100 0,10 - 0,792

1545-B - 0,43 1,05 0,15 - - - - - - - - - -0,52 1,20 0,30 0,040 0,040 0,30 0,30 0,20 - 0,100 0,10 - -

Tabla 1.2

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2. Laminación:

Objetivos e importancia de laminación:

Conformación mecánica por laminación es un proceso de transformación mecánica que consiste en la reducción del área de sección transversal de un cuerpo metálico, por su pasada entre dos o más cilindros de trabajo que giran en rotación inversa.Una reducción del área de sección recta se da por:

Reducción de altura. Reducción de ancho. O más aún, reducción simultánea de la altura y el ancho.

Como, para efectos prácticos, el volumen del laminado permanece constante, habrá siempre alargamiento del material.En cuanto a la temperatura, la laminación puede ser clasificada en laminación en caliente y laminación en frío. La laminación en caliente es realizada a altas temperaturas, normalmente encima de 900°C. La laminación en frío es aquella realizada a temperatura ambiente. Veremos más adelante, otra definición de laminación en caliente y en frío.

En este trabajo, trataremos solamente de laminación en caliente de aceros.

Los objetivos de la laminación son: Desarrollar la forma y dimensión deseadas del cuerpo, de modo que se adapte a una determinada

aplicación. Mejorar las propiedades físicas, mecánicas y tecnológicas. Desarrollar una productividad elevada.

La laminación es el proceso de transformación mecánica más importante para el caso de los aceros. Además de elaborar mayor cantidad de acero que cualquier otro proceso (cerca del 90% del acero producido pasa por el proceso de laminación). La laminación es también, casi siempre, la antecesora de otros procesos. Las barras a ser forjadas, las palanquillas a ser extruidos, el alambrón a ser trefilado y la chapa a ser estampada, deben ser antes laminados.

2. Laminação2.1 – Objetivos e Importância da laminaçãoConformação mecânica por laminação é um processo de transformação mecânica que consiste na redução da área da seção transversal de um corpo metálico, pela sua passagem entre dois ou mais cilindros de trabalho que giram em rotação inversa.A redução da área da seção reta se dá por:

- Redução de altura,- Redução na largura,- Ou ainda, redução simultânea altura-largura.

Como, para efeitos práticos, o volume do laminado permanece constante, haverá sempre alongamento do material.Quanto à temperatura, a laminação pode ser classificada em laminação a quente e laminação a frio. A laminação a quente é realizada a altas temperaturas, normalmente acima de 900ºC. A laminação a frio é aquela realizada à temperatura ambiente. Veremos a frente, uma outra definição de Laminação a Quente e a Frio.Nesse trabalho, trataremos somente da laminação a quente dos aços. Os objetivos da laminação são: Desenvolver a forma e dimensão desejadas do corpo, de modo a torná-lo adequado a uma determinada aplicação; Melhorar as propriedades físicas, mecânicas e tecnológicas e Desenvolver uma produtividade elevada.A laminação é o processo de transformação mecânica mais importante para o caso dos aços. Além de elaborar maior quantidade de aço que qualquer outro processo (cerca de 90% do aço produzido passa pelo processo de laminação). A laminação é também, quase sempre, a antecessora dos outros processos. As barras a serem forjadas, os tarugos a serem extrudados, o fio-máquina a ser trefilado e a chapa a ser estampada, devem ser antes laminados.

2.2. Cajas (tipos):

El equipo básico consiste en “estantes” denominadas “cajas” o “bastidores”, fabricadas en acero o hierro fundido, donde son montados los cilindros, las guías, los picos de refrigeración de los cilindros, líneas de lubricación, etc.El motor, una caja de reducción, una caja de piñones y las instalaciones de utilidades completan la caja de laminación.

Un laminador puede ser constituido de una o más cajas.

En cuanto al montaje de los cilindros, pueden ser: Cerradas (Fundidas o soldadas o atornilladas) – Tope cerrado. Abiertas (soldadas o fundidas) – Tope abierto.

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Sin Housing – Donde la base, las cajas y el tope son unidos por cuatro tirantes atornillados.

En cuanto a la cantidad de cilindros pueden ser:Duos, trios, cuatros, planetarios, etc. Conforme tengan dos, tres, cuatro o más cilindros. En inglés tenemos: Two High, Three high, Four high, etc.

En cuanto a las generaciones (modernidad): Convencionales. Universales. Compactas. En Voladizo. Sin housing. Kocks. Kawasaki, etc.

2.2 - Gaiolas (tipos)O equipamento básico consiste em “estantes” denominadas “gaiolas” ou “cadeiras”, fabricadas em aço ou ferro fundido, onde são montados os cilindros, as guias, os bicos de refrigeração dos cilindros, linhas de lubrificação, etc.O motor, a caixa de redução, a caixa de pinhões e as instalações de utilidades completam a gaiola de laminação. Um laminador pode ser constituído de uma ou mais gaiolas.Quanto à montagem dos cilindros podem ser: 1 – Fechadas (fundidas ou soldadas ou parafusadas) – Topo fechado 2 – Abertas (soldadas ou fundidas) – Topo aberto 3 – Housing less (ou Houseless) – onde a base, os mancais e o topo são unidos por quatro (4) tirantes parafusados.Quanto à quantidade de cilindros podem ser:Duos, trios, quadros, planetários etc, conforme tenham, dois, três, quatro ou mais cilindros. Em inglês temos: two high, three high, four high, etc.Quanto às gerações (modernidade): Convencionais, Universais, Compactas, Cantilever, Houseless, Kocks, Kawasaki, etc.

Figura 2.1

Desbastes continuos compactos: Poseen espacio reducido entre cajas, guiado muy simple o inexistente.

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Figura 2.2

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Figura 2.3

Figura 2.4

Figura 2.5

Figura 2.6

Caja Universal Típica

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Figura 2.7

Figura 2.8

Figura 2.9

2.10

2.11

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Figura 2.12 –Diagrama de equilibrio de aleación hierro-carbono

2.3. Productos de laminación:Los productos laminado pueden ser clasificados en:

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Semiacabados – Son productos intermediarios sin prácticamente ninguna aplicación directa, salvo para posterior procesamiento.

Clasificación ABNT: Tochos – Es un producto cuya sección transversal es superior a 22500mm2 y con una relación entre

ancho y espesor igual o menor que 2. Palanquilla – Es un producto cuya sección transversal es menor o igual a 22500mm2. El espesor mínimo

será de 40mm y la relación entre ancho y espesor es igual o menor que 2. Planchones – Es un producto de sección rectangular, cuyo ancho de sección transversal es más de dos

veces el espesor. Usada para laminación de chapas.Acabados – Entre los productos acabados están los productos “planos” y “no planos” o productos largos.

Entiéndase por productos planos aquellos cuya forma de sección transversal es rectangular, siendo que el ancho del producto es más de dos veces el espesor. Como ejemplo, tenemos las chapas, de gran uso, en varios calibres.Productos no planos, por el contrario, tienen una sección transversal diferente de forma rectangular (excepto de platinas). Formas en general complejas y variadas, ahora ya estandarizadas.

Ejemplos:

Perfiles estructurales (vigas H, I, U, Cantoneras, etc). Rieles y accesorios. Perfiles especiales (aros para ruedas, estacas, planchas, guías T de elevadores, etc). Laminados comerciales (barras redondas, cuadradas, hexagonales, chatas, cantoneras pequeñas, etc). Alambrón, osea, material de sección redonda con diámetro de 5,5mm a 20mm, bobinado. Es destinado

para la trefilación, laminación en frío o transformación mecánica. Tubos sin costura.

2.3 – Produtos da LaminaçãoOs produtos laminados podem ser classificados em: Semi-acabados – são produtos intermediários sem, praticamente, nenhuma aplicação direta, salvo para posterior processamento.Classificação ABNTBloco – é um produto cuja seção transversal é superior a 22500mm² e com uma relação entre largura e espessura igual ou menor que 2.Tarugo – é um produto cuja seção transversal é menor ou igual a 22500mm². A espessura mínima será de 40mm e a relação entre largura e espessura é igual ou menor que 2.Placa – é um produto de seção retangular, cuja largura da seção transversal é mais de duas vezes a espessura. Usada para laminação de chapas. Acabados – entre os produtos acabados há os produtos “Planos” e “Não-Planos” ou produtos longos.Entende-se por produtos planos aqueles cuja forma de seção transversal é retangular, sendo que a largura do produto é mais de duas vezes a sua espessura. Como exemplo, temos as chapas, de grande uso, em várias bitolas.Produtos não-planos, pelo contrário, têm sua seção transversal diferente da forma retangular (exceção de barras chatas). Formas em geral complexas e variadas, embora consagradas.Exemplos: Perfis estruturais (vigas H, I, U, cantoneiras etc). Trilhos e acessórios. Perfis especiais (aros para rodas, estaca, prancha, guia T de elevador etc.) Laminados comerciais (barras redondas, quadradas, sextavadas, chatas, cantoneiras pequenas, etc). Fio-máquina, ou seja, material de seção redonda com diâmetro de 5,5 a 20mm, bobinado. É destinado a trefilação, laminação a frio ou

transformação mecânica. Tubos sem costura.

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Productos Largos – ComunesDesignación y norma de estandarización ABNT

TIPO DE PRODUCTO

DESIGNACIÓN DEL TIPO DE PRODUCTO

DISEÑO REPRESENTATIVO DE

SECCIÓN

NORMA DE PATRONIZACIÓN (ABNT)

PERFILES COMUNES

HPL

NBR – 6008 / 80Perfil H de alas paralelasHPM

HPP

IPNBR – 6009 / 80

Perfil I de alas paralelas

INBR – 7012 / 81

Perfil I de alas inclinadas

L (CAI)NBR – 6109 / 83

Cantonera de alas iguales

L (CAD)NBR – 6352 / 80

Cantonera de alas desiguales

L (CAED)NBR – 6359 / 80

Cantonera de alas espesores desiguales

TNBR – 7822 / 82

Perfil T

UNBR – 6351 / 81

Perfil U de alas inclinadas

BARRAS

ØRedondos

NBR – 5015 / 82Barra redonda

NBR – 5014 / 82Barra cuadrada

NBR – 907 / 82Barra chata

NBR – 5013 / 82Barra hexagonal

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Tabela 2.1

TIPO DE PRODUCT

O

DESIGNACIÓN DEL TIPO DE PRODUCTO

DISEÑO REPRESENTATIVO DE SECCIÓN

NORMA DE ESTANDARIZACIÓN

(ABNT)

RIELES TRNBR – 7590

Riel “vignole”

PERFILES ESPECIAL

ES

ERNo normalizado, Estaca

plana tipo recta

EUNo normalizado, estaca

plana tipo U

Guía de elevador No normalizado

TJNBR – 7591

Tala de junção

PANBR – 7723

Placa de apoyo

Tabla 2.2

2.4. Breve Histórico de laminación:

El histórico de laminación tiene inicio en el siglo XVIII con una amplia aplicación del método realizado por Henry Cort, en 1783.En la actualidad, Cort es llamado el “padre de la laminación”; sin embargo, los principios del proceso ya eran usados antes del Laminador Cort en conformación de metales.Por ejemplo, existen registros sobre la utilización de cilindros para procesar chapas, de espesores homogéneos, con el objetyivo de producir monedas de oro y plata, y esto en 1553, en Francia.En Suecia, antes de 1751, eran fabricados cilindros para laminación de productos con el mismo formato de sección y, desde esa época, es conocido que, en el mismo espacio de tiempo, es posible laminar material en barras que superan en 20 veces el volumen del material conformado a martillo.

Laminación de productos largos:

En la aplicación de productos largos, el más antiguo elemento de Ingeniería Civil, marcó su inicio, una concepción “moderna”, en 1820, en Inglaterra, por Jo Birkenshaw. El laminó los primeros rieles para ferrovías, de hierro pudlado, con una cabeza y alma, sin embargo, no poseía el patín (base).Las figuras 2.14 y 2.15 muestran, respectivamente, la secuencia de pases para la producción de rieles y cojín (soporte) usado en la línea férrea de Stockton para Darlington, en 1825.

2.4 – Breve Histórico da Laminação

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O histórico da laminação teve início no século XVIII com larga aplicação do método realizado por Henry Cort, em 1783. Na atualidade, Cort é chamado de “Pai da Laminação”; porém os princípios do processo já eram usados antes do Laminador Cort na conformação dos metais.Por exemplo, existem registros sobre a utilização de cilindros para processar chapas, de espessuras homogêneas, com o objetivo de produzir moedas de ouro e prata, e isto em 1553, na França. Na Suécia, antes de 1751, eram fabricados cilindros para laminação de produtos com o mesmo formato de seção e, desde essa época, é conhecido que, no mesmo espaço de tempo, é possível laminar material em barras que supera a 20 vezes o volume do material conformado a martelo.Laminação de Produtos LongosNa laminação de produtos longos, o mais antigo elemento na Engenharia Civil, marcou seu início, numa concepção “moderna”, em 1820, na Inglaterra, por Jo Birkenshaw. Ele laminou os primeiros trilhos para ferrovias, de ferro pudlado, com uma cabeça (boleto) e alma, porém não possuíam o patim (base).As figuras 2.14 e 2.15 mostram, respectivamente, a seqüência de passes para a produção dos trilhos e coxim (suporte) usado na linha férrea de Stockton para Darlington, em 1825.

Calibración primitiva para rielesFigura 2.14

Cojín primitivo y riel

Figura 2.152.5 – Laminadores

Componentes:

A Cajas I Horno de calentamientoB Cilindros J Sistema de RefrigeraciónC Ampuesas K Lecho de enfriamientoD Balancines L Puentes grúasE Barrones M UtilidadesF Guías N Rodillos viradores

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G Accionamientos O Rodillos empujadoresH Cizallas P Equipo de empacado y amarre

Tipos de Laminadores

Laminadores de Desbaste

Tipos: Abiertos Continuos

Desbastes AbiertosMovimiento de vaivénCon dobladoras

a) Vaivén b) Con dobladoras

Figura 2.16

Operación Mecanizada:Mesas basculantes.Mesas fijas e cajas tumbadorasCajas YCajas elevadoras

Desbastes Continuos

El arreglo continuo horizontal opera con torsiones del material laminado

Figura 2.17

Horizontal/Vertical

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Arreglo horizontal/vertical opera sin torsiones del material laminado.

Figura 2.18

Tren médio e acabador con más de una cajaAbiertosAbierto + ContinuoCross-country

Abierto

Figura 2.19

Arreglo Abierto + Continuo

Figura 2.20

Arreglo Cross-country

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Figura 2.21

Desbastes continuos compactos

Poseen espacio reducido entre cajas, guiado muy simple o inexistente. El arreglo continuo permite mayores reducciones porque el impulso de los pases anteriores favorece condiciones de agarre.

Arreglos HilosHorizontal-Horizontal Pueden ser dos o más hilos

Horizontal-Vertical Siempre de un hilo

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Figura 2.22

Trenes continuos:

Arreglos de cajas continuas, con laminación simultánea en varias cajas.Modernamente tenemos el desarrollo de motores de CA de alta potencia, con variación de velocidad por medio de conversores de frecuencia.

Accionamientos:Motores eléctricos CA, con velocidad fija e constante.Motores eléctricos CC, con velocidad variable.Motores eléctricos CA, con velocidad variable.

Transimisión de velocidad y torque: Reductores. Caja de piñones. Ejes de transmisión. Bocina – Trébol. Ejes cardanes (Alungas – Alargaderas).

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Trens contínuosArranjos de gaiolas contínuas, com laminação simultânea em várias gaiolas.Modernamente há o desenvolvimento de motores CA de alta potência, com variação de velocidade por meio de conversores de freqüência. AcionamentosMotores elétricos CA, com velocidade fixa e constante.Motores elétricos CC, com velocidade variável.Motores elétricos CA, com velocidade variável.

Transmissão de velocidade e torque: Redutores Caixa de pinhões Eixos de transmissão Luva – trevo Eixos Cardans (alongas)

Figura 2.23

Tipo de accionamiento de cajas:

Individual: Uno por caja.Combinado: Un par de cajas.Combinado: Para grupo de cajas.

Ampuesas:

Los cuellos de los cilindros giran sobre ampuesas que, a su vez, se apoyan en el cuadro de la caja de laminación. Las ampuesas, por tanto, reciben toda la fuerza de laminación y la transmiten a la caja.

Las ampuesas son de importancia fundamental para la buena operación del laminador. La cualidad del producto acabado y la utilización del laminador dependen, en gran parte, de las ampuesas.

Las principales características que deben tener las ampuesas son las siguientes: Buena resistencia al desgaste. Buena resistencia a la corrosión. Bajo coeficiente de roce. Buena conductibilidad térmica. Alta resistencia a la compresión y a la fatiga. Buena rigidez. Pequeña holgura entre los componentes. Permitir altas velocidades.

Tipos de Acionamentos de Gaiolas

Individual: um por gaiolaCombinado: um par de gaiolasCombinado: para grupo de gaiolas

2.6 - Mancais

Os pescoços dos cilindros giram sobre mancais que, por sua vez, se apóiam no quadro da gaiola de laminação. Os mancais, portanto, recebem toda a força de laminação e a transmitem à gaiola.

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Os mancais constituem componentes de importância fundamental para a boa operação do laminador. A qualidade do produto acabado e a utilização do laminador dependem, em grande parte, dos mancais.

As principais características a que devem atender um mancal são as seguintes:

Boa resistência ao desgaste; Boa resistência à corrosão; Baixo coeficiente de atrito; Bom coeficiente de condutibilidade térmica; Alta resistência à compressão e à fadiga; Boa rigidez; Pequena folga entre os componentes; Permitir altas velocidades.

Valores de los coeficientes de roce para diversos tipos de ampuesas.

Tabla 2.3

Pueden ser:a) Ampuesa de deslizamiento con casquillo y carcaza. O casquillo puede ser de metal patente (babbit) o de

resina sintética (celerón). (El babbit: Sb, Sn, Cu o Sn, Sb, Pb).b) Ampuesa de rodamiento con rodamiento y carcaza.

Ampuesa de rodamiento Ampuesa de fibra o resina

Figura 2.242.7. Lecho de enfriamiento:

Tiene la función de: Frenar la barra, parando en el punto establecido, por zapata de frenado, por frenos de discos o por

sistemas magnéticos. Enfriar la barra Rectificar la barra (mantenerla recta). Alinear las barras para el corte.

Ventilación: Natural. Forzada.

2.8. Deformación plástica:El acero, en forma de palanquilla, proveniente de la colada continua, puede tener una estructura metalográfica bruta de fusión, no tiene propiedades mecánicas (físicas) o formas (dimensiones) adecuadas para el uso como producto final – con algunas excepciones.

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Tipo de Mancal µBronce, metal patente o “babbit” 0,07 a 0,1Idem, con lubricación forzada. 0,003Fibra plástica 0,01 a 0,03Rodamiento 0,003

Esas propiedades físicas serán conferidas por trabajo mecánico realizado por el proceso de laminación además del proceso de forja.Macroscópicamente, la deformación plástica se nos presenta como un cambio de forma de cuerpo metálico, cuando sobre él actúan fuerzas externas debidamente aplicadas en función del formato pretendido y con valores suficientemente elevados para provocar las deformaciones, tales que, una vez retirados los esfuerzos solicitantes el cuerpo permanezca deformado.El cambio de forma nada más es el dislocamiento de masa de una región a otra del cuerpo. La ley de la conservación del volumen es usada en todos los cálculos del proceso de laminación.Algunas expresiones que resultan de consideración de esta ley serán vistas cuando abordemos reducciones, alargamiento, ensanchamiento, etc.Cuando estudiamos la deformación microscópica, vemos que los metales en el estado sólido son cuerpos policristalinos. Constan de gran número de granos con formatos y tamaños irregulares. Estos a su vez son constituidos, de una aglomeración de átomos con distribución regular, conteniendo, entretanto, muchos defectos en la red.Para que ocurra deformación en el metal, es necesario someterlo a un esfuerzo que genere tensiones mayores que la tensión de fluencia, pero que no pase la tensión de ruptura del mismo.La deformación resultante es la suma de las deformaciones plásticas de los granos, considerados separadamente. La deformación y el deslizamiento de un grupo de átomos con relación a otros. Esos deslizamientos tienen lugar en los planos de mayor densidad atómica.Aumentándose el grado de deformación impuesta al metal en proceso, los granos iniciales giran, se quiebran y sus fragmentos se orientan en la dirección de deformación, dando lugar a la estructura fibrosa. De esta forma la deformación es acompañada de un refino de los granos. Así mismo, en laminación en caliente, donde los granos tienen oportunidad de recuperarse y recristalizarse, hay poco chance de haber crecimiento de los granos, principalmente para laminación de alta velocidad.

2.7 – Leito de ResfriamentoTem função de: Frear a barra, parando-a no ponto projetado, por sapata de frenagem, por freios de discos ou por sistemas magnéticos; Esfriar a barra; Retificar a barra (manter reta a barra); Alinhar as barras para o corte.Ventilação Natural Forçada

2.8 – Deformação PlásticaO aço, em forma de tarugo, proveniente do lingotamento contínuo, por ter uma estrutura metalográfica bruta de fusão, não tem propriedades mecânicas (físicas) ou formas (dimensões) adequadas ao uso como produto final – com algumas exceções.Essas propriedades físicas serão conferidas pelo trabalho mecânico realizado pelo processo de laminação – além do processo de forjamento.Macroscopicamente, a deformação plástica se nos apresenta como uma mudança de forma do corpo metálico, quando sobre ele atuam forças externas devidamente aplicadas em função do formato pretendido e com valores suficientemente elevados para provocar as deformações, tais que, uma vez retirados os esforços solicitantes o corpo permaneça deformado.A mudança de forma nada mais é do que o deslocamento de massa de uma região para outra do corpo. A lei da constância do volume é usada em todos os cálculos do processo de laminação.Algumas expressões que resultam da consideração desta lei serão vistas quando abordarmos reduções, alongamento, alargamento, etc.Quando estudamos a deformação microscópica, vemos que os metais no estado sólido são corpos poli cristalinos. Constam de grande número de grãos com formatos e tamanhos irregulares. Estes por sua vez são constituídos, de um empilhamento de átomos com distribuição regular, contendo, entretanto, muitos defeitos na rede.Para que ocorra a deformação do metal, é necessário submetê-lo a um esforço que gere tensões maiores que a tensão de escoamento, mas que não ultrapasse a tensão de ruptura do mesmo.A deformação resultante é a soma das deformações plásticas dos grãos, considerados separadamente. A deformação é o deslizamento de um grupo de átomos com relação a outros. Esses deslizamentos têm lugar nos planos de maior densidade atômica.Aumentando-se o grau de deformação imposta ao metal em processamento, os grãos iniciais giram, quebram-se e seus fragmentos se orientam na direção da deformação, dando lugar à estrutura fibrosa. Desta forma, a deformação é acompanhada de um refinamento dos grãos. Assim, mesmo na laminação a quente, onde os grãos têm oportunidade de se recuperarem e recristalizarem, há pouca chance de haver crescimento dos grãos, principalmente para laminação de alta velocidade.

2.9. Deformación en caliente:

Si un cuerpo metálico fuera deformado en condiciones tales que no llevara a modificar las propiedades adquiridas después de esa transformación, o al inicio de la transformación durante la deformación, se dice que este cuerpo sufrió una deformación en caliente. En estas condiciones, no ocurren fenómenos de endurecimiento efectivo (permanente), teniendo lugar fenómenos como recuperación, recristalización y en algunos casos, hasta el crecimiento de los granos.

2.9 – Deformação a Quente

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Se um corpo metálico foi deformado em condições tais que NÃO o levaram a modificar as propriedades adquiridas após essa deformação, ou mesmo a iniciar a modificação durante a deformação, diz-se que o corpo sofreu uma deformação a quente. Sob essas condições, não ocorrem fenômenos como encruamento efetivo (permanente), tendo lugar fenômenos como recuperação, recristalização e, em alguns casos, até mesmo crescimento de grãos.

Figura 2.28

La recristalización se da después de un cierto tiempo, donde se tiene una recuperación, seguida de la aparición de nuevos granos que, crecen hasta presionarse unos contra otros. Los nuevos granos tienen una densidad de dislocación mucho menor que los antiguos y como resultado de la recristalización tiene un drástico aumento de ductilidad de material y caída en su resistencia, en relación al material endurecido.Después de la recristalización puede ocurrir crecimiento de los granos.Con el aumento de la temperatura normalmente se aumenta la ductilidad de los aceros, siendo que la faja de 900 a 1150°C es la más utilizada para deformaciones en caliente. El trabajo en caliente, en el caso de los aceros, aumkenta la resistencia y la ductilidad.

2.10. Deformación en frío:

Si un cuerpo metálico fuera deformado plásticamente en condiciones tales que lo llevaran a conservar las propiedades adquiridas después de esa deformación, se dice que el cuerpo sufrió una deformación en frío. La deformación plástica en frío de los metales y/o los aleantes modifican sus propiedades iniciales.Para el caso de los aceros, por ejemplo, hay un aumento del límite de fluencia, límite de resistencia, dureza, etc. Y una disminución de los valores relacionados con la ductilidad. La causa de esas modificaciones es el endurecimiento. El endurecimiento ocurre por una perturbación en la red cristalina debido a las interacciones de los defectos, atestados de dislocaciones, etc.Si las condiciones fueran dadas para que exista redistribución (difusión) de los átomos y un rearreglo de la estructura, el endurecimiento dejaría de existir.Normalmente esa condición es dada haciendo un tratamiento térmico en el acero trabajado en frío.

A recristalização se dá após um certo tempo, onde se tem uma recuperação, seguida do aparecimento de novos grãos que, crescem até pressionar uns contra os outros. Os novos grãos têm uma densidade de deslocação muito menor que os antigos e como resultado da recristalização há um drástico aumento da ductilidade do material e queda na sua resistência, em relação ao metal encruado.Após a recristalização pode ocorrer o crescimento dos grãos.Com o aumento da temperatura normalmente aumenta-se a ductilidade dos aços, sendo que a faixa de 900 a 1150 ºC é a mais utilizada para deformações a quente. O trabalho a quente, no caso dos aços, aumenta a resistência e ductilidade.

2.10 – Deformação a Frio

Se o corpo metálico foi deformado plasticamente em condições tais que o levaram a conservar as propriedades adquiridas após essa deformação, diz-se que o corpo sofreu uma deformação a frio. A deformação plástica a frio dos metais e/ou ligas modifica suas propriedades iniciais.Para o caso dos aços, por exemplo, há um aumento do limite de escoamento, limite de resistência, dureza, etc, e um abaixamento nos valores relacionados à ductilidade. A causa dessas modificações é o encruamento. O encruamento ocorre por uma perturbação na rede cristalina devido às interações de defeitos, emaranhados de deslocações, etc.Se forem dadas condições para que haja redistribuição (difusão) dos átomos e um rearranjo da estrutura, o encruamento deixa de existir.Normalmente, essa condição é dada fazendo-se um tratamento térmico no aço trabalhado a frio.

2.11. Deformación a Morno:

Hay todavía, para aplicación en laminadores y productos especiales, la laminación a morno.

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Cuando la deformación se procesa en fajas de temperatura tales que no habrá oportunidad de crecimiento de los granos, pero que sí permita recristalización, se obtendrá una estructura de granos finos, con buenas propiedades de tenacidad. (figura 2.29).

2.11 – Deformação a Morno Há ainda, para aplicação em laminadores e produtos especiais, a laminação a morno.Quando a deformação se processa em faixas de temperatura tais que não haverá oportunidade de crescimento dos grãos, embora haja recristalização, obtém-se estrutura de grãos finos, com boas propriedades de tenacidade (figura 2.29).

Laminación a alta temperatura y laminación a morno.

Diagramna Fe x Fe3C, mostrando las diversas temperaturas de laminación.Figura 2.29

2.12. Ángulo de Contacto:

Es el ángulo α conforme la figura 2.30, de la cual se deduce:

Cos = R - Δh / 2 Cos = 2 R – Δh Cos = 1 – Δh R 2R 2R D

2.12 – Ângulo de Contato

É o ângulo α conforme a figura 2.30, da qual se deduz:

Cos = R - Δh / 2 Cos = 2 R – Δh Cos = 1 – Δh R 2R 2R D

2.13. Arco de contacto:Conforme la figura 2.30 (pag38), el arco de contacto es la medida AC determinada por el plano de entrada CD y por el plano de salida AB.Para laminación de barras donde el diámetro del cilindro es mucho mayor que el espesor laminado, la longitud del arco de contacto podrá ser substituido por su proyección horizontal (ld).

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Donde:Δ h = reducción de alturaR = radio de cilindro

2.13 – Arco de Contato

Conforme a figura 2.30 (pág. 38), o arco de contato é a medida AC determinada pelo plano de entrada CD e pelo plano de saída AB.Para laminação de barras onde o diâmetro do cilindro é muito maior que a espessura sendo laminada, o comprimento do arco de contato poderá ser substituído pela sua projeção horizontal (ld).Onde:

Δ h = redução de alturaR = raio do cilindro

2.14. Condiciones de agarre (mordida):Una vez que el objetivo principal de laminación es reducir el área de sección transversal de la barra laminada, se obtiene que el espesor inicial de la barra es mayor que la distancia entre los dos cilindros. Surge entonces el problema de agarramiento de la barra por los cilindros, lo cual depende básicamente de:

Coeficiente de roce – Se no hubiese roce entre la barra y los cilindros, el agarramiento sería imposible. Así, cuanto más rugosa sea la superficie de los cilindros, mejor será el agarre. El roce es un factor básico en el agarre y la importancia de las demás variables depende de su influencia sobre el roce.

Diámetro de los cilindros – cuanto mayor sea el diámetro, mejor será el agarre. Reducción del espesor – cuanto menor sea la reducción ,mejor será el agarre. Velocidad de los cilindros – La velocidad de los cilindros influye directamente sobre el roce, esto es,

cuanto menor sea la velocidad entre las dos superficies que se tocan, mayor será el roce entre ellas. Por tanto, cuanto menor sea la velocidad, mejor será el agarre.

Temperatura de la barra, en las temperaturas normales de laminación en caliente, cuanto mayor sea la temperatura menor será el roce, consecuentemente peor será el agarre.

2.14 – Condições de Agarre (Mordida)

Uma vez que o objetivo principal da laminação é reduzir a área da seção transversal da barra laminada, segue-se que a espessura inicial da barra é maior que à distância entre os dois cilindros. Surge então o problema do agarramento da barra pelos cilindros, o qual depende basicamente de: Coeficiente de Atrito – se não houvesse atrito entre a barra e os cilindros, o agarramento seria impossível.

Assim, quanto mais rugosa for a superfície dos cilindros, melhor será o agarramento. O atrito é o fator básico no agarramento e a importância das demais variáveis decorre de sua influência sobre o atrito.

Diâmetro dos Cilindros – quanto > o diâmetro, melhor o agarramento. Redução de Espessura – quanto < a redução, melhor o agarramento. Velocidade dos Cilindros – a velocidade dos cilindros influi diretamente sobre o atrito, isto é, quanto menor for a velocidade entre duas

superfícies que se tocam, maior será o atrito entre elas. Portanto, quanto < for a velocidade, melhor será o agarramento. Temperatura da Barra – nas temperaturas normais de laminação a quente, quanto maior a temperatura menor o atrito e,

conseqüentemente, pior será o agarramento.

Ángulo de agarre:Es el límite para el ángulo de contacto, abajo del cual la pieza no será agarrada (mordida) por los cilindros.

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Así: l d ========

R h==

Assim: l d ========

R h==

Figura 2.30

Fuerzas que participan del agarre:

Figura 2.31

N = Fuerza radial, normalF = Fuerza tangencial de roceR = Fuerza resultante de N e FRx = Proyección de R en la dirección horizontal

µ= coeficiente de roce F = µ.N

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Figura 2.32

Condición de agarre:

El agarre mejora con: Mayor coeficiente de roce. Cilindros usados. Material más frío. Cilindros refrigerados. µ acero > µ hierro fundido. Menor velocidad. Mayor diámetro. Menor reducción en altura.

Condição de Agarre: O agarre melhora com:

Maior coeficiente de atrito; Cilindros usados; Material mais frio; Cilindros refrigerados; µ aço > µ ferro fundido; Menor velocidade; Maior diâmetro; Menor redução em altura.

Coeficiente de roce:De acuerdo a la fórmula de Ekelund: µ = a (1,05 – 0,0005 x T)Donde “a” es un factor que considera el material de los cilindros, y “T” es la temperatura del material en grados centígrados.

Cilindros de Acero a = 1,0

Cilindros de hierro Fundido Nodular a = 0,9

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µ > tan α

µ > tan α

Cilindros de hierro Fundido Blanco a = 0,8

Bachtinov propuso una modificación en la fórmula de Ekelund mostrada arriba, para determinar la influencia de la velocidad de laminación. μ = aK (1,05 – 0,0005xT)

Donde “K” depende de la velocidad de laminación conforme abajo:v1 (m/s) Até 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 a 22

K 1,0 0,9 0,8 0,72 0,66 0,60 0,57 0,55 0,52 O,47 0,45 0,43 0,42 0,41

Coeficiente de AtritoConforme fórmula de Ekelund: µ = a (1,05 – 0,0005 x T)Onde a é um fator que considera o material dos cilindros, e T é a temperatura do material em graus centígrados.

Cilindros de Aço a = 1,0

Cilindros de Ferro Fundido Nodular a = 0,9

Cilindros de Ferro Fundido Branco a = 0,8

Bachtinov propôs modificação na fórmula de Ekelund acima, para contemplar a influência da velocidade de laminação. μ = aK (1,05 – 0,0005xT)Onde K depende da velocidade de laminação conforme abaixo:

v1 (m/s) Até 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 a 22

K 1,0 0,9 0,8 0,72 0,66 0,60 0,57 0,55 0,52 O,47 0,45 0,43 0,42 0,41

La figura 2.34, muestra la variación del coeficiente de roce con la calidad de los cilindros. Y las figuras 2.35 y 2.36, presentan una variación del coeficiente de roce con la velocidad.La figura 2.36a posibilita la determinación del ángulo de mordida en relación a la reducción en altura y al diámetro de trabajo.

A figura 2.34, mostra a variação de coeficiente de atrito com a qualidade dos cilindros. E as figuras 2.35 e 2.36, apresentam a variação do coeficiente de atrito com a velocidade.A figura 2.36a possibilita a determinação do ângulo de mordida em relação à redução em altura e diâmetro de trabalho.

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Variación del coeficiente de roce

1 – cilindro. De FeFo e acero áspero;2 – acero e FoFo blanco liso;3 – acero rectificado (Siebel)

Figura 2.34

Variación del ángulo de agarre con la velocidad del laminador desbastador, en laminación de acero dulce.

1 – cilindro rectificado2 – cilindro liso(Tafel e Shneider)

Figura 2.35

Variación del ángulo de agarre con variación de velocidad en cilindros con canales, en laminación de barras 65x65 hasta 20x20, acero 0,07% hasta 0,18%C a 1100°C. (Z. Wusatowiski e R. Wusatowisk)

Figura 2.36

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Fig. 2.36a

Figura 2.37

En general es aceptado que el coeficiente de roce varía de 0,25 a 0,7; siendo que los valores de 0,55 a 0,7 son verificados en cilindros aletados (soldados o picotados).

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Las figuras abajo nos muestran la relación entre el coeficiente de roce y las velocidades de laminación para diversas temperaturas (Acero 1010).

Em geral é aceito que o coeficiente de atrito varia de 0,25 a 0,7, sendo que os valores de 0,55 a 0,7 sendo verificados em cilindros aletados (soldados ou picotados).As figuras abaixo nos mostram a relação entre o coeficiente de atrito e velocidade de laminação para diversas temperaturas (aço 1010).

1 – 735 ºC2 – 850 ºC3 – 902 ºC4 – 1020 ºC5 – 1100 ºC6 – 1212 ºC

Figura 2.38

Las figuras muestran la variación del coeficiente de roce con la temperatura para diferentes aceros y velocidades (Pavlov e Kuprin).

Aceros

C Mn Si Ni Cr

1. St 20 0,17 0,43 0,27 0,13 0,12

2. A 20 0,21 0,65 0,21 - -

3. 30HGSA 0,21 0,96 1,12 8.5 -

4. H18N9 0,12 0,85 0,37 8.5 17,98

5. EJ94 0,79 13,8 0,65 3.2 0,20

Tabla 2.4

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Figura2.39 - V = 0,5 m/s Figura 2.40 - V = 1,0 m/s

Figura 2.41 - V = 2,0 m/s Figura 2.42 - V = 3,0m/s

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2.15. Fundamentos de calibración o de diseño de pases:

Una gran pregunta que se presenta en el calibrador es cuantificar dos dimensiones interdependientes y básicas: Reducción en cada pase. Alargamiento de cada pase.

La calibración tiene pues, como finalidad ejecutar el proyecto de los pases de modo que se alcance: Producción de secciones dentro de los límites dimensionales, con un buen acabado superficial, sin

tensiones internas y producidas en las siguientes condiciones:o Costo bajo y máxima producción horaria.o Buenas condiciones de trabajo y seguridad, tanto para personas, como para equipamientos.o Bajo consumo de cilindros y otras piezas de desgaste.

Los requerimientos básicos para una correcta calibración son: La forma del pase debe permitir un flujo controlado del metal. Las reducciones son establecidas de modo que estén adecuadas a las condiciones del laminador. Si es necesario, las reducciones son diferentes para diferentes partes de sección (ejemplo de un perfil I),

pero en los tres últimos pases deben ser uniformes para todas las partes de la sección. El alargamiento debe ser atentamente considerado para la obtención de la calidad del producto y la vida

más larga de los cilindros. Reducciones deben ser distribuidas de manera que se tenga desgaste uniforme. Previsiones deben ser tomadas para ajustes en el tren de laminación. Se debe buscar una cantidad idela de pases. Los cilindros deben morder (agarrar) inmediatamente la barra y conducirla en la dirección y sentido

deseado.

La calibración comprende pues: La preparación de todo el diseño, inclusive el sistema de guiado, para obtener un producto o un grupo de

productos (familias). Distribución de los pases en la tabla de los cilindros. Diseño de las galgas de los pases y de las herramientas de maquinado. Comprende inclusive la calibración, el maquinado de los cilindros/discos, preparación de las guías,

montaje del tren, pruebas de laminación y ajustes necesarios.

2.15- Fundamentos de Calibração ou de Projeto de PassesA grande questão que se apresenta ao calibrador é quantificar duas grandezas dimensionais interdependentes e básicas:

Redução em cada passe Alargamento de cada passe

A calibração tem, pois, como finalidade executar o projeto dos passes de modo a alcançar:1. Produção de seções dentro dos limites dimensionais, com bom acabamento superficial, sem tensões internas e produzidas nas

seguintes condições: custo baixo e máxima produção horária; boas condições de trabalho e segurança, tanto para pessoas como para equipamentos; baixo consumo de cilindros e outras peças de desgaste.

Os requerimentos básicos para uma correta calibração são: a forma do passe deve permitir um fluxo controlado do metal; as reduções são estabelecidas de modo a estarem adequadas às condições do laminador; se necessário as reduções são diferentes para diferentes partes da seção (exemplo de um perfil I), mas nos três últimos passes devem

ser uniformes para todas as partes da seção; o alargamento deve ser atentamente considerado para obtenção da qualidade do produto e vida mais longa para os cilindros; reduções devem ser distribuídas com vistas a desgaste uniforme; previsões devem ser feitas para ajustes do trem de laminação; deve-se buscar uma quantidade ideal de passes; os cilindros devem morder (agarrar) imediatamente a barra e conduzi-la na direção e sentido desejados. 2. A calibração compreende, pois:

A preparação de todo o projeto, inclusive o sistema de guiagem, para se obter um produto ou grupo de produtos (famílias); Distribuição dos passes na mesa dos cilindros; Projeto dos gabaritos dos passes e das ferramentas de usinagem; Compreende ainda a calibração, a usinagem de cilindros/discos, preparação das guias, montagem do trem, testes de laminação

e ajustes necessários.

Definiciones:

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Un pase corresponde a la contraparte de la sección y es cortado en la superficie de dos cilindros pares.Un corte en un solo cilindro se llama canal y en los dos cilindros forma un pase.El pase puede ser activo o muerto (según la figura 2.43).El pase puede ser incluso abierto o cerrado (según la figura 2.44).El pase tendrá siempre una de las dimensiones (ancho o alto) mayor del que tiene la barra en proceso.Una inclinación del canal sirve para facilitar la entrada y salida del metal y facilitar la recuperación de las medidas. Los siguientes valores son practicados:

Pases acabadores: 0.5° – 3° Pases formadores: 3º – 10° Pases intermedios: 6° – 15° Pases desbastadores: 6° – 20°

Definições:Um passe corresponde à contraparte da seção e é cortado na superfície de dois cilindros pares.Um corte num só cilindro chama-se canal e nos dois cilindros forma-se um passe.O passe pode ser ativo ou morto (conforme figura 2.43). O passe pode ser ainda aberto ou fechado (conforme figura 2.44).O passe terá sempre uma das dimensões (largura ou altura) maior do que a barra em processamento. A inclinação do canal serve para facilitar a entrada e saída do metal e facilitar a recuperação das medidas. Os seguintes valores são praticados: Passes acabadores: 0.5° – 3° Passes formadores: 3º – 10° Passes esboçadores: 6° – 15° Passes desbastadores: 6° – 20°

2.43

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Figura 2.44 – Canales abiertos y canales cerrados

Los collares u hombros (según la figura 2.45), son las partes de la tabla del cilindros que separan las canales adyacentes. Forma la parte lateral del pase y facilita el montaje y resiste los esfuerzos axiales que surgen durante la laminación de secciones asimétricas.

Figura 2.44 – Canais abertos e canais fechadosOs colares (conforme figura 2.45) são as partes da mesa do cilindro que separam canais adjacentes. Forma a parte lateral do passe e facilita a montagem e resiste aos esforços axiais que surgem durante a laminação de seções assimétricas.

Figura 2.45 – Tipos de canais e colares do cilindro

El ancho del collar u hombro, debe ser igual a la profundidad del canal, para cilindros de hierro fundido y aproximadamente mayor que la mitada, para cilindros de acero. El número de collares u hombros es igual al número de canales más uno.

La reducción puede ser directa, cuando la fuerza de laminación actúa en la vertical, y lateral o indirecta, cuando la fuerza actúa como inclinación.

Sobre reducción y sub reducción (según la figura 2.46) es la diferencia entre los diámetros de los cilindros. Sobre reducción - cuando el cilindro superior es mayor que el inferior. Cuando la barra deja el cilindro ella tiene la tendencia de dirigirse hacia abajo.Sub reducción – cuando el cilindro inferior es mayor que el superior, y la barra al salir del cilindro, tiene a dirigirse para arriba.

Si los diámetros de los dos cilindros son iguales, la barra dejará los cilindros en la horizontal, a menos que otros factores influyan en la dirección de la barra, tales como:

Diferencia de temperatura entre las caras: inferior y superior de la barra. Diferencia de acabamiento de la superficie de los cilindros en el pase. Atraso en uno de los dos cilindros, causado por la holgura en acoplamiento. Agarramiento de las canales.

A largura do colar deve ser igual à profundidade do canal, para cilindros de ferro fundido e aproximadamente maior que a metade, para cilindros de aço. O número de colares é igual ao número de canais mais um.A redução pode ser direta, quando a força de laminação atua na vertical, e lateral ou indireta, quando a força atua com inclinação.Sobre redução e sub redução (conforme figura 2.46) é a diferença entre os diâmetros dos cilindros.Sobre redução – quando o cilindro superior é maior que o inferior. Quando a barra deixa o cilindro ela tem a tendência de dirigir para baixo.Sub redução - quando o cilindro inferior é maior que o superior, e a barra ao sair do cilindro, tende a dirigir para cima.Se os diâmetros dos dois cilindros são iguais, a barra deixará os cilindros na horizontal, a menos que outros fatores influenciem na direção da barra, tais como:

Diferença de temperatura entre as faces: inferior e superior da barra; Diferença de acabamento da superfície dos cilindros no passe; Atraso em um dos cilindros, causado por folga em acoplamento; Agarramento nos canais.

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(a) (b)

Figura 2.46 – a. Sobre reducción b. Sub reducción

Distancia entre un par de cilindros: Es llamada: Luz (ajuste de cilindros o gap) – es una distancia entre los collares u hombros externos. Salto – es el aumento de la luz debido a la elongación del sistema formado por la caja, ampuesas y

cilindros. Gap (Distancia entre cilindros) – es una distancia entre los collares durante la laminación. Es la suma de

la luz y del salto.

La finalidad de la luz es: Posibilitar una regulación de la altura del pase. Impedir que los cilindros se toquen.

Posición de los pases de los cilindros (figura 2.47).

La línea que divide al medio la distancia entre los ejes de un par de cilindros es llamada línea media (LM). La línea que pasa por el centro de gravedad de las canales es llamada línea neutra (LN), o línea de laminación (LL), o línea de pases.

Cuando las líneas media y neutra coinciden, se tiene asegurada una salida recta de la barra de los canales (excepciones fueron mostradas en la página anterior). Los momentos estáticos de las fuerzas sobre la barra son iguales, tanto por el cilindro superior como por el cilindro inferior.

Distância entre o par de cilindros:- É chamada de luz (roll setting ou gap) – é a distância entre os colares externos;- Salto (roll jump) – é o aumento da luz devido ao cedimento elástico do sistema formado pela gaiola, mancais e cilindros;- Gap (roll gap) – é a distância entre os colares durante a laminação. É a soma da luz e o salto.A finalidade da luz é:

possibilitar a regulagem da altura do passe e impedir que os cilindros se toquem.

Posição dos passes nos cilindros (figura 2.47).A linha que divide ao meio a distância entre os eixos de um par de cilindros é chamada linha MÉDIA (LM).A linha que passa pelo centro de gravidade dos canais é chamada linha NEUTRA (LN), ou linha de laminação (LL), ou ainda linha de passes.Quando as linhas média e neutra coincidem, tem-se assegurada uma saída reta da barra dos canais (exceções foram mostradas na página anterior). Os momentos estáticos das forças sobre a barra são iguais, tanto pelo cilindro superior como pelo cilindro inferior.

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Figura 2.47– Posición del pase en el cilindro

Para prevenir dobleces sin dirección definida de la barra en la salida del canal, por factores aleatorios, conforme los referidos, son creadas condiciones especiales, de forma que el dobles tome dirección determinada (para arriba o para abajo). Estas condiciones son conseguidas com una utilización de los cilindros con diámetros de trabajo diferentes. Con esa condición se crea la necesidad de utilización de guías, muchas veces conocidas como perros, que garantizan la salida recta de la barra.

Son utilizadas las siguientes diferencias de diámetros de los cilindros:

Laminadores desbastadores de bloques y placas – m = 10 a 12 mm Laminadores preparadores - m = 2 a 6 mm Pases pre-acabadores y acabadores – m = 0

Estas diferencias no se aplican a laminadores continuos.

Cuando no hay presión superior o inferior, la línea de pase coincide con la línea media, esto es: s=0. Cuando hay presión superior o inferior, la relación entre s y m es: s=m/4.

Siendo m la diferencia entre los dos cilindros.

Reducción por pase es establecida como dato básico. La determinación de usar grandes reducciones resultarán en la necesidad de utilizar menor número de pases. El calibrador no perderá de vista la necesidad de alcanzar alta productividad.

Para prevenir empenos sem direção definida da barra na saída do canal, por fatores aleatórios, conforme referidos, são criadas condições especiais, de forma que o empeno tome direção determinada (para cima ou para baixo). Estas condições são conseguidas com a utilização de cilindros com diâmetros de trabalho diferentes. Com essa condição cria-se a necessidade de utilização de guias, muitas vezes conhecidas como cachorros, que garantam a saída reta da barra. São utilizadas as seguintes diferenças de diâmetro de cilindros: Laminadores desbastadores de blocos e placas – m = 10 a 12 mm Laminadores preparadores - m = 2 a 6 mm Passes pré-acabadores e acabadores – m = 0Estas diferenças não se aplicam a laminadores contínuos.Quando não há pressão superior ou inferior, a linha de passe coincide com a linha média, isto é, s = 0.Quando há pressão superior ou inferior, a relação entre s e m é: s = m/4Sendo m a diferença entre os dois cilindros.REDUÇÃO por passe é arbitrada como dado básico. A determinação de se usar grandes reduções resultarão na necessidade de utilizar menor número de passes. O calibrador não perderá de vista a necessidade de alcançar alta produtividade.

Los factores que limitan la magnitud de la reducción son: Ángulo de mordida. Esfuerzo sobre los cilindros/discos y sus periféricos. Potencia de los motores. Desgaste de las canales. Deformabilidad del metal. Alargamiento excesivo. Una excesiva deformación en los extremos de la barra.

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Muchos autores aconsejan una distribución de las reducciones (o alargamiento) a lo largo del laminador conforme la figura 2.48.

Os fatores que limitam a magnitude da redução são:1 – ângulo de mordida;2 – esforços sobre os cilindros/discos e seus periféricos;3 – potência dos motores;4 - desgaste dos canais;5 – deformabilidade do metal;6 – alargamento excessivo;7 – uma excessiva deformação nos extremos da barra.

Muitos autores aconselham a distribuição das reduções (ou alongamento) ao longo do laminador conforme a figura 2.48.

Figura 2.48 – Distribución de la elongación en el laminador

2.16. Dilatación térmica lineal:

En las medidas del canal acabador se tiene en cuenta una dilatación térmica. Entonces sus medidas son dependientes de la temperatura del pase acabador.

Dilatación térmica lineal: L = Lo . ( 1 + α . ∆t )

Donde:L=dimensión en frío.α=coeficiente de dilatación térmica.∆t=diferencia de temperatura (temperatura del pase acabador menos la temperatura ambiente).

Algunos coeficientes para aceros son:Acero al carbono: α = 11 . 10-6 /ºCAcero para rodamiento: α = 15 . 10-6 /ºCAcero inoxidable con N: α = 18 . 10-6 /ºCAcero alto Mn: α = 20 . 10-6 /ºCPara efecto práctico se considera para el acero al carbono:Dimensión en caliente = 1,013 * Dimensión en frío.

2.16 – Dilatação térmica linearNas medidas do canal acabador leva-se em conta a dilatação térmica. Então suas medidas são na temperatura do passe acabador.Dilatação térmica linear: L = Lo . ( 1 + α . ∆t )Onde: L = dimensão a quente

Lo = dimensão a frioα = coeficiente de dilatação térmica∆t = diferença de temperatura ( temperatura do passe acabador menos a temperatura ambiente )

Alguns coeficientes para aços são:

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Aço carbono: α = 11 . 10-6 /ºCAço para rolamento: α = 15 . 10-6 /ºCAço inox com N: α = 18 . 10-6 /ºCAço alto Mn: α = 20 . 10-6 /ºCPara efeito prático considera-se para aço carbono:

dimensão a quente = 1,013 . dimensão a frio

2.17. Alargamiento:

El alargamiento es una consecuencia natural de la mecánica de la deformación. Deberá ser conocido en su magnitud tanto como su flujo (direccionamiento).

En función de la reducción en cada pase, pasará el proyectista a calcular el alargamiento. Es el más complejo e importante factor a ser tomado en cuenta en el proyecto.

Definiciones:

Alargamiento libre: Cuando se laminan secciones rectangulares en cilindros lisos, se dice que el alargamiento es libre conforme la figura 2.49.

Al laminarse en canales, las paredes laterales o inclinadas del propio canal, limitan el alargamiento. Se dice en este caso que el alargamiento es restringido (Figura 2.50).

2.17 - AlargamentoO ALARGAMENTO é uma conseqüência natural da mecânica de deformação. Deverá ser conhecido na sua magnitude como quanto ao seu fluxo (direcionamento).Em função da redução em cada passe, passará o projetista a calcular o alargamento. É o mais complexo e importante fator a ser levado em conta no projeto.Definições:1-Alargamento Livre: Quando se lamina seções retangulares em cilindros lisos, diz-se que o alargamento é livre, conforme figura 2.49.2-Ao se laminar em canais, as paredes laterais ou inclinadas do próprio canal, limitam o alargamento. Diz-se neste caso que o alargamento é restringido. (Figura 2.50)

Figura 2.49 Figura 2.50

Conforme el producto, el alargamiento es benéfico o no. Benéfico cuando el producto tiene una de las dimensiones mayor que la palanquilla (conforme figura 2.51).

3- Conforme o produto, o alargamento é benéfico ou não. Benéfico quando o produto tem uma das dimensões maior que o tarugo (conforme figura 2.51).

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Figura 2.51 – Ancho del bloque y ancho del perfil I

Una magnitud del alargamiento depende de diversos factores: Reducción de altura. Temperatura de la barra. Tipo de acero y composición química (Tablas 1.1 y 1.2). Diámetro de los cilindros. Razón Δh / altura inicial. Coeficiente de roce. Velocidad de laminación. Forma del pase. Ancho de la barra. Tipo de laminador. Relación bo/ho Temperatura y material de los cilindros.

A magnitude do alargamento depende de diversos fatores:

1. Redução de altura (Δh)2. Temperatura da barra3. Tipo de aço e composição química (tabelas 1.1 e 1.2)4. Diâmetro dos cilindros5. Razão Δh / altura inicial 6. Coeficiente de atrito7. Velocidade de laminação8. Forma do passe9. Largura da barra10. Tipo de laminador11. Relação bo / ho12. Temperatura e material dos cilindros

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46 / 120

47 / 120

Figura 2.52

Figura 2.53

Figura 2.54

Figura 2.55

Figura 2.56

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2.57

Figura 2.58

Figura 2.59

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Figura 2.60

Figura 2.61

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Para el cálculo del alargamiento hay varias fórmulasd que son resultados de experiencias prácticas y estudios teóricos. Citaremos algunas de ellas:

1. Fórmula de Geuze

Δb = k . Δh

Donde k = 0,35 para acero dulce k = 0,48 para acero de alta resistência

2. Fórmula de Siebel

Δb = (k . Δh/ho) . ld Onde k = 0,3

3. Fórmula de Tafel-Sedlaczek

∆h . b0 b0.RC (b0

2 + h0h1)

Donde: C = 3, para acero dulce y v = 3m/s

Para otras velocidades de laminación, sigue la tabla de abajo para C1.

Donde , C = 3 x C1

C1 = coeficiente de velocidad de laminación conforme tabla abajo.

V (m/s) 0 0.5 1.5 3.0 5.0 7.5 10.0 15.0

C1 1,62 1,37 1,15 1,00,9 0,8 0,76 0,69

4. Fórmula de Bachtinov

1,15 ∆h ( R ∆h - ∆h/2µ )2hO

Donde μ igual a los valores abajo especificados

5. Fórmula de Ekelund

1/2(b1 2 – b0 2 ) = 4m R x Δh x Δh – 2m (h 1+ h 0 ) X R x Δh x ln b 1 /b0

onde m = (1,6 μ R x Δh) - 1,2 Δh ) R = radio del fondo del canal(h 0+ h 1)

μ = 1,05 – 0,0005 T para cilindros de acero μ = 0,8 (1,05 – 0,0005) para cilindros de hierro coquillado T = temperatura en °C

Para o cálculo do alargamento há várias fórmulas que são resultados de experiência práticas e estudos teóricos. Citaremos algumas delas.

4. Fórmula de Geuze Δb = k . Δh

Onde k = 0,35 para aço doce k = 0,48 para aço de alta resistência

5. Fórmula de Siebel Δb = (k . Δh/ho) . ld Onde k = 0,3

6. Fórmula de Tafel-Sedlaczek

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∆b =

∆b =

∆h . b0 b0.RC (b0

2 + h0h1)

Onde: C = 3, para aço doce e v = 3m/s

Para outras velocidades de laminação, segue a tabela abaixo para C1. Onde , C = 3 x C1C1 = coeficiente de velocidade de laminação conforme tabela abaixo. V (m/s) 0 0.5 1.5 3.0 5.0 7.5 10.0 15.0 C1 1,62 1,37 1,15 1,0 0,9 0,8 0,76 0,69

4. Fórmula de Bachtinov 1,15 ∆h ( R ∆h - ∆h/2µ )

2hO

Onde μ igual aos valores abaixo especificados

5. Fórmula de Ekelund1/2(b1 2

– b0 2 ) = 4m R x Δh x Δh – 2m (h 1+ h 0 ) X R x Δh x ln b 1 /b0

onde m = (1,6 μ R x Δh) - 1,2 Δh ) R = raio do fundo do canal(h 0+ h 1)

μ = 1,05 – 0,0005 T para cilindros de aço μ = 0,8 (1,05 – 0,0005) para cilindros de ferro coquilhado T = temperatura em °C

Según A.E. Lendel, es la fórmula que produce los mejores resultados, para secciones regulares. Es largamente utilizada hoy en día para los programas de computadores. Antes del advenimiento de este último, habían sido desarrollados muchos ábacos, estudios y, hasta una regla de cálculo según esta fórmula. Es de solución dificultosa, principalmente porque el ancho resultante (b1) se encuentra en los dos miembros de la igualdad.

2.18. Alargamiento máximo y alargamiento medio:

El alargamiento total está dado por: λt = Ao An

El alargamiento medio: λm = Ao /An Donde:

Ao = Es el área de la palanquillaAn = Es el área de un pase n cualquiera n = Es el número de pases

2.19. Determinación del rectángulo equivalente:

En laminación de largos, se acostumbra transformar las secciones diversas en rectángulos de igual área, para cálculos de calibración, conforme la figura de abajo.

Segundo A. E. Lendel é a fórmula que produz os melhores resultados, para seções regulares. É largamente utilizada hoje em dia para os programas de computadores. Antes do advento deste último, haviam sido desenvolvidos muitos ábacos, estudos e, até uma régua de cálculo segundo esta fórmula. É de solução trabalhosa, principalmente porque a largura resultante (b1) se encontra nos dois membros da igualdade.2.18 – Alongamento Máximo e Alongamento MédioO alongamento total é dado por: λt = Ao An

O alongamento médio: λm = Ao /An

Onde:Ao = é a área do tarugoAn = é a área de um passe n qualquer n = é o número de passes

2.19 – Determinação do Retângulo EquivalenteNa laminação de longos, usa-se transformar as seções diversas em retângulos de mesma área, para cálculos de calibração, conforme a figura abaixo.

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∆b =

∆b =

n

n

ld = R h

Figura 2.62 - Determinación del retángulo equivalente

Así considerando:A1 - área del óvaloA2 – área del redondoB – Ancho común para los rectángulos equivalentes

Se tiene:

h1 = A1 ,B

h2 = A2 .B

2.20 Fuerza de laminación:

La magnitud de la fuerza de laminación (P) es función de: Área de contacto (Fd) Resistencia a la deformación (Kwm)

Area de contacto:Es un área en el arco de contacto.Es llamada área sobre compresión.

Puede ser calculada como:

Fd = bm . ld donde: bm = ancho medio = bo + b1 2

ld = projeçción del arco de contacto en la horizontal

Assim considerando:A1 - área do ovalA2 – área do redondoB – largura comum para os

retângulos equivalentesTem-se:

h1 = A1 ,B

h2 = A2 .B

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ld = R h

2.20 – Força de LaminaçãoA magnitude da força de laminação (P) é função de:

Área de Contato (Fd) Resistência à Deformação (Kwm)

Área de ContatoÉ a área no arco de contato.É chamada área sob compressão.Pode ser calculada como:

Fd = bm . ld onde: bm = largura média = bo + b1 2

ld = projeção do arco de contato na horizontal

Figura 2.78 Figura 2.79

Resistencia a la deformación:Kwm = Kw . a1 . a2

Donde:Kw es la tensión de fluencia,

a 1 es función de la velocidad a2 es función de la forma del canal

Si la laminación se procesa en cilindros bi apoyados, la fuerza P se irá a distribuir entre las dos ampuesas. La intensidad que recibe cada ampuesa es función de la posición del canal en la mesa del cilindro.

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Así tenemos: Resistência à Deformação

Kwm = Kw . a1 . a2

Onde Kw é a tensão de escoamento, a 1 é função da velocidade e a2 é função da forma do canal.Se a laminação se processa em cilindros bi-apoiados, a força P irá se distribuir entre os dois mancais.A intensidade que recebe cada mancal é função da posição do canal na mesa do cilindro.Assim temos:

Figura 2.80

Distribución de los esfuerzos en las ampuesas:

Donde P = P1 + P2

Determinación de P1 e P2 por la regla de los momentos:

P1 x l = P x l2 P1 = P x l2 P2 x l = P x l1 P2 = P x l1 l l

Volvamos a la determinación de la fuerza de laminación (P)Hay varios modelos para el cálculo, tales como: SIMS EKELUND GELEJI Modelo usado en Asesita Otros

Se diferencian por los métodos usados en la medición de resistencia a la deformación (Kwm). Esa, por ser específica para cada pase, ofrece grandes dificultades e incertezas.

Para ejemplificar, presentamos los modelos de SIMS y de ASESITA:

1. Modelo de SIMS

P = Fd.Kwm

donde: Kwm = kfm . Qp kfm = 1,15 kf (kf = resistencia a la fluencia)

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Distribuição dos esforços nos mancais

Onde P = P1 + P2Determinação de P1 e P2 pela regra dos momentos:P1 x l = P x l2 P1 = P x l2 P2 x l = P x l1 P2 = P x l1 l l Voltemos à determinação da Força de Laminação (P).Há vários modelos para o cálculo, tais como:

SIMS EKELUND GELEJI Modelo usado na Acesita Outros

Diferenciam-se pelos métodos usados na mensuração da resistência à deformação (Kwm).Essa, por ser específica para cada passe, oferece grande dificuldade e incertezas.Para exemplificar, apresentamos os modelos de SIMS e da ACESITA.

2. Modelo de SIMSP = Fd.Kwm onde: Kwm = kfm . Qp

kfm = 1,15 kf (kf = resistência ao escoamento) Qp = puede ser leido en la figura 2.81

Figura 2.81

Función Qp según SIMSkf es obtenido en gráficos de fluencia, conforme figura 2.82

SIMS no consideró la influencia del roce, que es uno de los parámetros más impresisos en la laminación de secciones, pero muy importante.

Sims não considerou a influência do atrito, que é um dos parâmetros mais imprecisos na laminação de seções, mas muito importante.

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Fd = R h . bm

Límite de fluencia del acero dulce, a diferentes temperaturas y velocidades de deformación

Figura 2.82

2. Modelo de Acesita: P = Fd . Kwm

Donde: Kwm= Kw . a . a2

Kw – leído en la figura 2.83 (tensão de fluencia)a = 1,15

a2 = factor de corrección para forma del canal (conforme tabla 2.7)

Valores de a2 – Investigaciones de A. Zouhar

2. Modelo da Acesita: P = Fd . Kwm

Onde: Kwm= Kw . a . a2

Kw – lido na figura 2.83 (tensão de escoamento)a = 1,15

a2 = fator de correção para forma do canal (conforme tabela 2.7)Valores de a2 – Investigações de A. Zouhar

Pases Cerrados Coeficiente a2 Passes Abiertos Coeficiente a2Pase preliminar 1.3 – 1.5 Cuadrado en el diamante 1.1 – 1.2Pase acabado 1.5 – 2.0 Diamante en el cuadrado 1.1

Pases Abiertos: Cuadrado en el óvalo 1.2 – 1.3Cuadrado 1.1 Ovalo en el cuadrado 1.1 – 1.2

Gótico 1.2 – 1.3 Redondo en el óvalo 1.2 – 1.3Diamante 1.1 Ovalo en el redondo 1.1 – 1.2

Tabla 2.7

3. Método de medición directa:

El conocimiento preciso de la forja de laminación puede ser hecho por medición directa.

Es hecha por medio de célula de carga o usando Strain Gauge.

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2.21. Cálculo de la potencia de laminación:

La figura 2.84, a seguir, muestra el diagrama de esfuerzo de laminación y la resultante Pr que pasa por el centro de gravedad del diagrama.

En la parte b de la figura, la fuerza P es paralela al eje vertical 00’ de los cilindros. El error cometido al tomar Pr = P es de menos de 1%, según Emike.

3. Método de Medição Direta

O conhecimento preciso da Força de Laminação pode ser feito por medição direta.É feita por meio de célula de carga ou usando Strain gauge.2.21 – Cálculo da Potência de LaminaçãoA figura 2.84, a seguir, mostra o diagrama do esforço de laminação e a resultante Pr que passa pelo centro de gravidade do diagrama. Na parte b da figura, a força P é paralela ao eixo vertical 00‘ dos cilindros. O erro cometido ao tornar Pr = P é de menos de 1%, segundo Emike.

Variación del límite de fluencia del acero al carbono con la

temperatura

Figura 2.83

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Máximo Limite de Resistência

R Δ h

R Δ h

R Δ h

Resultante de la fuerza de laminación Figura 2.84

Encima, se tiene que el torque necesario para girar un cilindro es de P * a y el torque para los dos cilindros es de M = 2 * P * a

Siendo a = 0,5 a 0,6 para canales abiertas y a = 0,5 a 0,7 para canales cerrados

Otros valores de a: Lingotes, planchones e tochos: a = 0,5 ldSecciones leves: a = 0,45 a 0,42 ldRedondos: a = 0,6 ld Pasos cerrados: a = 0,7 ld

El momento o torque será:

M = 2 . P . a (m . kg)

La potencia N necesaria para ejecutar el trabajo de laminar es:

N = M . w

Donde: w es la velocidad angular w = v = 2 R n = 2 n (rotaciones/s) R 60 x R 60

N = M 2 n ( kgm/s) ou N. = M 2 n . (kW) 60 974

El torque total necesario, en el eje del motor consiste en:

Mt = M + M μ + Mi ± Md donde:

M = Torque necesario para vencer la resistencia a la deformación del metal de los cilindros.M μ = Torque necesario para vencer las fuerzas de roce adicional durante al pase de las ampuesas, caja de piñones y reducciones, y otros elementos.

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Δhh1

Mi = Torque para vencer el roce en vacío, esto es, el cilindro gira, entonces, no lamina.

Md = Parcela referente al torque dinámico, necesario para vencer las fuerzas de inércia cuando aceleramos o desaceleramos los cilindros.

Siendo a = 0,5 a 0,6 para canales abiertos y a = 0,5 a 0,7 para canales cerrados.Otros valores de a: Lingotes, placas e blocos: a = 0,5 ld

Seções leves: a = 0,45 a 0,42 ldRedondos: a = 0,6 ld Passos fechados: a = 0,7 ld

O momento ou torque será:M = 2 . P . a (m . kg)

A potência N necessária para executar o trabalho de laminar é:N = M . w

Onde: w é a velocidade angular w = v = 2 R n = 2 n (rotações/s) R 60 x R 60 N = M 2 n ( kgm/s) ou N. = M 2 n . (kW) 60 974O torque total necessário, no eixo do motor consiste em:

Mt = M + M μ + Mi ± Md onde:

M = Torque necessário para vencer a resistência à deformação do metal nos cilindros.M μ = Torque necessário para vencer as forças de atrito adicional durante o passe nos mancais, caixa de pinhões e reduções, e outros elementos.Mi = Torque para vencer o atrito em vazio, isto é, o cilindro gira, porém,

não lamina.Md = Parcela referente ao torque dinâmico, necessário para vencer as forças de inércia quando aceleramos ou desaceleramos os cilindros.

2.22. Velocidad de deformación o tasa de deformación:

La velocidad de deformación es la relación entre la reducción de altura relativa dividida por el tiempo de permanencia del acero en el arco de contacto.

E se expresa en: (sֿ¹).

vd = Δh x 1 . (Trinks) h1 tiempo en el arco de contacto

ó

vd = . Δh . x 1 . (Ekelund) (h1 + h2) / 2 tiempo en el arco de contacto

Velocidad de deformación es una magnitud de deformación en la unidad de tiempo.

2.23. Velocidad de laminación:

La velocidad lineal o tangencial de un punto animado de una velocidad circular es: V = x D x n (m/s) 60

n = RPM del punto D = diámetro del cilindro (m)

Velocidad del cilindro:i = relación de engranaje de la caja de reducción y n = RPM del motor

V = . Dt . n 60 . i

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Δhh1

a) Velocidad del cilindro en el pase

V = . Dt . n (m/s) 60

n = rotación de los cilindros (RPM)Dt = diámetro de trabajo (m)

2.24. Velocidad de avance (Lead)

Ángulo de deslizamiento nulo o “ángulo neutro”.

Partiendo del principio que ocurra roce por deslizamiento en laminación en caliente, se puede afirmar: la velocidad de la barra al salir de los cilindros de laminación, vs, es mayor que la velocidad periférica, vp, de estos cilindros. Ase afirma también que la velocidad de la barra en la entrada de los cilindros, ve, es menor que la velocidad periférica de estos.

Existe un plano vertical, dentro de la zona de deformación, en el cual la velocidad de la barra se iguala a la velocidad periférica de los cilindros. Ese plano es denominado “plano neutro”, y el ángulo correspondiente a ese plano “ángulo neutro”, que será simbolizado por αn.

En virtud de esa forma específica de deslizamiento, las fuerzas de roce que se desarrollan en la superficie de contacto son convergentes para el plano neutro como muestra la figura 2.63.

2.22 – Velocidade de Deformação ou Taxa de DeformaçãoA velocidade de deformação é a relação entre a redução de altura relativa dividida pelo tempo de permanência do aço no arco de contato. É expressa em: (sֿ¹). vd = Δh x 1 . (Trinks) h1 tempo no arco de contatoou: vd = . Δh . x 1 . (Ekelund) (h1 + h2) / 2 tempo no arco de contatoVelocidade de deformação é a magnitude da deformação na unidade do tempo.2.23 – Velocidade de Laminaçãob) A velocidade linear ou tangencial de um ponto animado de uma velocidade circular é: V = x D x n (m/s) 60 n = RPM do ponto D = diâmetro do cilindro (m)

Velocidade do cilindroi = relação de engrenagem da caixa de redução e n = RPM do motor V = . Dt . n 60 . ic) Velocidade do cilindro no passe V = . Dt . n (m/s) 60n = rotação dos cilindros (RPM)Dt = diâmetro de trabalho (m)

2. 24 - Velocidade de Avanço (Lead)Ângulo de Deslizamento Nulo ou “Ângulo Neutro”Partindo do princípio que ocorra atrito por deslizamento na laminação à quente, pode-se afirmar: a velocidade da barra ao abandonar os cilindros de laminação, vs, é maior que a velocidade periférica, vp, desses cilindros. Afirma-se também que a velocidade da barra na entrada dos cilindros, ve, é menor que a velocidade periférica desses.Existe um plano vertical, dentro da zona de deformação, no qual a velocidade da barra se iguala à velocidade periférica dos cilindros. Esse plano é denominado “plano neutro”, e o ângulo correspondente a esse plano “ângulo neutro”, que será simbolizado por αn.

Em virtude dessa forma específica de deslizamento, as forças de atrito que se desenvolvem na superfície de contato são convergentes para o plano neutro como mostra a fig. 2.63.

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La región AB de área de contacto, en la cual las fuerzas de roce arrastran la barra para los cilindros será denominada “área motriz”. El sector BC, al contrario, se opone a la salida de la barra, y constituye una resistencia a ser vencida al movimiento de la misma.

Si α es ángulo de contacto, y αn el ángulo neutro, la posición de este último puede ser calculada a través de la condición de equilibrio de las componentes horizontales de las fuerzas desarrolladas en el proceso de deformación, esto es:

Admitiendo un modelo de roce colombiano, sustituyendo los valores e integrando, se obtiene:

Donde μ es el ángulo de roce (tg = μ).

Desarrollando la expresión de encima, se obtiene:

Esta es una de las fórmulas que nos muestra el ángulo neutro.

A região AB da área de contato, na qual as forças de atrito arrastam a barra para os cilindros será denominada “área motriz”. O setor BC, ao contrário, se opõe à saída da barra, e constitui uma resistência a ser vencida ao movimento da mesma.Se α é ângulo de contato, e αn o ângulo neutro, a posição desse último pode ser calculada através da condição de equilíbrio das componentes horizontais das forças envolvidas no processo de deformação, isto é:α

Admitindo um modelo de atrito coulombiano, substituindo os valores e integrando, obtém-se:

onde μ é o ângulo de atrito (tg = μ).

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sen α 1 – cos αsen αn = ———— - ————

α n α

0 α n

∫ F (ø ) dø + ∫ F (ø) dø = 0

α n α

0 α n

∫ F (ø ) dø + ∫ F (ø) dø = 0

sen α 1 – cos αsen αn = ———— - ————

μ sen α + ( cos α – 1)sen αn = ————————— 2 μ

Desenvolvendo–se a expressão acima, obtêm-se:

Esta é uma das fórmulas que nos fornece o ângulo neutro.

Vê Ve < Vp Vs > Vp Vs

Ve = Vp

Roce Cilindro-barraq durante la laminación

Figura 2.63

La velocidad de salida de la barra es ligeramente mayor (3 a 7%) que la velocidad de los cilindros. Tal hecho es conocido como avance o deslizamiento hacia adelante.

Enumeramos abajo algunos parámetros que afectan la posición del plano neutro y, consecuentemente, el deslizamiento hacia adelante.

a. Temperatura de la barra T↑ hasta 1. 000°C αn↓ T↑ encima de 1. 000°C αnb. Reducción de altura Δh↑ αn↑ e. Alargamiento Δb↑ αn↓

c. Velocidad de Laminación v↑ αn↓ f. Tracción trasera Tt↑ αn↓

d. Coeficiente de roce μ↑ αn↑ g. Ancho inicial/h inicial bo ↑ αn↓ ho

A velocidade de saída da barra é ligeiramente maior (3 a 7%) que a velocidade dos cilindros. Tal fato é conhecido como avanço ou deslizamento à frente.Enumeramos abaixo alguns parâmetros que afetam a posição do plano neutro e, conseqüentemente, o deslizamento avante:

a. Temperatura da barra T↑ até 1. 000°C αn↓ T↑ acima de 1. 000°C αnb. Redução de altura Δh↑ αn↑ e. Alargamento Δb↑ αn↓

c. Velocidade da Laminação v↑ αn↓ f. Tração traseira Tt↑ αn↓

d. Coeficiente de atrito μ↑ αn↑ g. Largura inicial/h inicial bo ↑ αn↓ ho

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μ sen α + ( cos α – 1)sen αn = ————————— 2 μ

2.25. Control de velocidad en los trenes continuos:

En los trenes continuos es fundamental la proporcionalidad de los caudales, de las diversas cajas del tren.El producto de la velocidad periférica de la barra por el área de su sección es constante para los trenes continuos.En la figura 2.64, tenemos caudal (o flujo), constante en las tres cajas.

Luego:

A1 . v1 = A2 . v2 = A3 . v3 = Q (Constante de canal)

Donde: A = área de cada pasev = velocidad en cada paseQ = caudal (constante)

Como: v = π x Dt x n 60

Podemos escrivir:

Q = A . Rt . n (Constante de canal)

Donde: Rt = Radio de trabajon = rpm del cilindro

* Formación de lazos

2.25 - Controle de Velocidade nos Trens Contínuos

Nos trens contínuos é fundamental a proporcionalidade das vazões das diversas gaiolas do trem.O produto da velocidade periférica da barra pela área de sua seção é constante para os trens contínuos.Na figura 2.64, temos vazão (ou fluxo) constante nas três gaiolas.

Figura 2.64

Logo,

A1 . v1 = A2 . v2 = A3 . v3 = Q (Constante de canal)nde: A = área de cada passe

v = velocidade em cada passeQ = vazão (constante)

Como: v = π x Dt x n 60

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Podemos escrever:Q = A . Rt . n (Constante de canal)Onde: Rt = Raio de trabalho

n = rpm do cilindro* Formação de laços

Suponiendo que hay sobre compresión entre dos cajas consecutivas. Q1 > Q2Tendremos bucles entre las cajas, pues habrá mayor caudal de la caja 1 que de la caja 2.

Como el caudal está dado por: v x APodemos alterar el caudal, alterando la velocidad (v) o el área (A).

* Formación de tensión entre cajas:Si Q1 < Q2

Supondo que há sobra (compressão) entre duas gaiolas consecutivas Q1 > Q2teremos laços entre as cadeiras, pois haverá maior vazão da gaiola 1 do que na gaiola 2.

Figura 2.65

Como a vazão é dada por: v x Apodemos alterar a vazão, alterando a velocidade (v) ou a área (A).

* Formação de tensão entre gaiolas Se Q1 < Q2

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Figura 2.66

De modo similar, podemos alterar el caudal cambiando la velocidad (v) o el área (A).En el laminador continuo, sin formador de lazos entre las cajas, se evita la ocurrencia de lazo adoptando una ligera tracción entre cajas de 1%, como regla básica.

Así tenemos que: A2 . Rt2 . n2 = 1. 01+sf; sf = avance percentual A1 . Rt1 . n1

Hay todavía laminadores continuos equipados con sistema de control de tracción.

2.26. Diámetro de trabajo:

El diámetro de trabajo es un diámetro medio de los cilindros en la zona del canal, donde están expresadas las condiciones de velocidad medias de la barra laminada.

El diámetro de trabajo es mayor que el diámetro del fondo de la canal y es menor que el diámetro de la tabla de los cilindros.

De modo similar, podemos alterar a vazão mudando a velocidade (v) ou a área (A).No laminador contínuo, sem formador de laços entre as gaiolas, evita-se a ocorrência de laço adotando uma ligeira tração entre gaiolas de 1%, como regra básica.Assim, temos: A2 . Rt2 . n2 = 1. 01+sf; sf = avanço percentual A1 . Rt1 . n1Há ainda laminadores contínuos equipados com sistema de controle de tração.2.26 – Diâmetro de TrabalhoO diâmetro de trabalho é um diâmetro médio dos cilindros na zona do canal, onde estão expressas as condições de velocidades médias da barra laminada.O diâmetro de trabalho é maior que o diâmetro do fundo do canal e menor do que o diâmetro na mesa dos cilindros.

Figura 2.67

La velocidad real de salida del material laminado está relacionada con la velocidad media del cilindro, y, por tanto, con el diámetro de trabajo.

Cálculo recomendado para el diámetro de trabajo:Dt = Dn + c - hm

Donde: Dn = diámetro nominal en la tabla de los cilindrosC = luz entre cilindros superior e inferiorhm = altura media de salida del pase

Factor de canal (FC)Es usado para el cálculo del diámetro de trabajo (Rt).

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Es expresado por:FC = hm– c

Así: Dt = Dn – FC Dt = Dn – (hm– c)

Cuando la sección de salida no es rectangular se usa la altura media (hm).Osea, se transforma la sección en un rectángulo equivalente.

Para la determinación de Dt hay todavía las siguientes fórmulas:

A velocidade real de saída do material laminado está relacionada com a velocidade média do cilindro, e, portanto, com o diâmetro de trabalho.Cálculo recomendado para o diâmetro de trabalho:

Dt = Dn + c - hm

Onde: Dn = diâmetro nominal na mesa dos cilindrosC = luz entre cilindros superior e inferiorhm = altura média de saída do passe

Fator de Canal (FC)É usado para o cálculo do diâmetro de trabalho (Rt).É expresso por:

FC = hm– cAssim: Dt = Dn – FC

Dt = Dn – (hm– c)Quando a seção de saída não é retangular usa-se a altura média (hm).Ou seja, transforma-se a seção em um retângulo equivalente.Para determinação do Dt há ainda as seguintes fórmulas:

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CANAL REDONDORt = D – (h – c) x 1,55 2 4

CANAL CUADRADORt = D – (h – c) x 1,30 2 4

CANAL DIAMANTERt = D – (h – c) x 1,00 2 4

CANAL OVALRt = D – (h – c) x 1,33 2 4

CANAL REDONDORt = D – (h – c) x 1,55 2 4

CANAL QUADRADORt = D – (h – c) x 1,30 2 4

CANAL DIAMANTERt = D – (h – c) x 1,00 2 4

CANAL OVALRt = D – (h – c) x 1,33 2 4

Tabla 2.8

Tabla VII – Determinación del diámetro de trabajo para cuatro diferentes secciones. Hay además los valores recomendados por Morgan, conforme planilla para SBM.

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2.27. Curvas de alargamiento:

En cuanto a los aspectos de calidad y derformación, los pases pueden ser de dos tipos como se indica abajo:

Convexa – Corresponde a una deformación no uniforme. Con grietas localizadas el alargamiento disminuye. Y el tipo de laminación recomendada para prevenir grietas:Pases: Q – D, D – Q, D – D, R – O, O – R, O – Q.

Cóncava – Las grietas localizadas en el fondo de la canal disminuyen. Las grietas en lo ancho aumentan mucho. No utilizar:Pases: Q – O

Rectangular – Deformación uniforme. Profundidad de las grietas es proporcional a la reducción del espesor o al alargamiento del material laminado.

Donde: Q = Cuadrado, D = Diamante, R = Redondo, O = Óvalo.

2.27 – Curvas de AlongamentoQuanto aos aspectos de qualidade e deformação, os passes podem ser dos tipos abaixo:Convexa – corresponde a uma deformação não uniforme. As trincas localizadas no alargamento diminuem. É o tipo de laminação recomendada para prevenir trincas.Passes: Q – D, D – Q, D – D, R – O, O – R, O – Q.Côncava – as trincas localizadas no fundo do canal diminuem. As trincas na largura aumentam muito. Não utilizar.Passes: Q – ORetangular – deformação uniforme. Profundidade das trincas é proporcional à redução na espessura ou ao alargamento do material laminado.Onde: Q – quadrado; D – diamante; R – redondo; O – oval.

Figura 2.69

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2.28. Secuencias de calibración:Las secuencias de calibración corresponden a los diferentes conjuntos de pases de laminación, con características de aplicación y potencial de deformación específica y forma geométrica definida.Las secuencias de calibración son formadas por deformaciones intermediarias que denominamos pases de laminación.

ClasificaciónPodemos clasificar las secuencias de calibración para laminación en caliente de productos largos de acero en:

Desbaste Intermediario Acabador

DIMENSIÓN 160X160 65 X 65 20 X 20 6

SEQUENCIA DE CALIBRACIÓN

DESBASTEINTERMEDIÁRIO

TrabajoACABADOR

Secciones deformadas

Robustas Médias Pequenas

Esfuerzo de laminación

Mayor Médio Menor

Dificultad de agarre

Peor Bom Melhor

Reducciones en área por pase

Media Maior Menor

Principales secuencias

Caja – Caja Caja – Oval –Cuadrado Caja – Oval –Redondo Cuadrado – Sueco –- Cuadrado Diamante – Diamante Cuadrado–Diamante–Cuadrado Redondo – Oval – Redondo(contínuo c/ cuidado especial) Cuadrado–Oval–Cuadrado (con cuidados especiales)

Cuadrado–Oval–CuadradoFredondo–Oval–F.redondo (F.redondo = Falso redondo)Redondo – Oval – Redondo Oval – Oval

Redondo – Oval – Redondo (para vergalhão)Redondo – Oval – Redondo (para lisos)Cuadrado–Diamante–CuadradoChato – ChatoCanteador – ChatoCantoneras (con borboleta)Perfil TPerfil U

Otras características

- És importante cuidar la forma geométrica de los Pases- Movimentación de los Pases también caracteriza la forma geométrica

- Pase distante de la deformación acabadora de el produto- Es la región de trabajo, el mejor momento para deformar- Movimentación de los Pases Es más flexible Guiado asume papel más importante

- Deformación de los productos finales- Caracterización de forma, dimensiones y calidad superficial- Son definidas las propriedades mecánicas- Se busca la calidad del producto: menores reducciones- Guiagem muito importante

Tabla 2.4.

2.28 – Seqüências de Calibração

As seqüências de calibração correspondem aos diferentes conjuntos de passes de laminação, com características de aplicação e potencial de deformação específica e forma geométrica definida.As seqüências de calibração são formadas por deformações intermediárias que denominamos passes de laminação.Classificação Podemos classificar as seqüências de calibração para laminação a quente de produtos longos de aço em: Desbaste Intermediário

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Acabador

DIMENSÃO 160X160 65 X 65 20 X 20 6 SEQUENCIA DE CALIBRAÇÃO

DESBASTE INTERMEDIÁRIO Trabalho ACABADOR

Seções deformadas Robustas Médias PequenasEsforço de Laminação

Maior Médio Menor

Dificuldade de Agarre

Pior Bom Melhor

Reduções em área por passe

Média Maior Menor

Principais seqüências

Caixa – Caixa Caixa – Oval –Quadrado Caixa – Oval –Redondo Quadrado – Sueco –- Quadrado Diamante – Diamante Quadrado–Diamante–Quadrado Redondo – Oval – Redondo(contínuo c/ cuidado especial) Quadrado–Oval–Quadrado (com cuidados especiais)

Quadrado–Oval–QuadradoFredondo–Oval–Fredondo (Fredondo = Falso redondo)Redondo – Oval – Redondo Oval – Oval

Redondo – Oval – Redondo (para vergalhão)Redondo – Oval – Redondo (para lisos)Quadrado–Diamante–QuadradoChato – ChatoCanteador – ChatoCantoneiras (com borboleta)Perfil TPerfil U

Outras características

- É importante cuidar a forma geométrica dos passes- Movimentação dos passes também caracteriza a forma geométrica

- Passe distante da deformação acabadora do produto- É a região de trabalho, o melhor momento para deformar- Movimentação dos passes é mais flexível- Guiagem assume papel mais importante

- Deformação dos produtos finais- Caracterização de forma, dimensões e qualidade superficial- São definidas as propriedades mecânicas- Busca-se a qualidade do produto: menores reduções- Guiagem muito importante

Tabela 2.4

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Principales secuencias de pases, sus reducciones, características de operación, calidad y aplicación.Tabela 2.5

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2.29. Especificación de los cilindros:

Cilindros de laminaciónEs una herramienta fundamental en la laminación, para alcanzar:

Alta productividad. Buena cualidad superficial del producto. Bajos costos operacionales.

El desempeño de un cilindro depende de: Especificación del cilindro adecuada al trabajo a desempeñar Diseño de calibración. Diseño de refrigeración. Temperatura de laminación. Cambio de canal en el momento apropiado. Equilibrio de esfuerzos.

Principales solicitaciones sobre el cilindro: Roce con una barra laminada. Esfuerzos mecánicos de laminación en ciclos Ciclos térmicos Choques térmicos Accidentes operacionales Fatiga térmica.

Características generales de los cilindros:

No hay posibilidad de fabricación de un cilindro que presente todas las propiedades en los grados más elevados. Así, los fabricantes y usuarios procuran especificar los cilindros que atiendan la necesidad más crítica y la tendencia de uso del material.Donde la solicitación más crítica es la tenacidad, se usa en el cilindro de acero forjado, por ser más tenaz que el acero fundido, y esos, más tenaces que el hierro fundido nodular.El hierro fundido nodular coquillado es más resistente al desgaste que los aceros fundidos, sin embargo, su tenacidad es baja.El metal duro es el material de mayor resistencia al desgaste, sin embargo, tiene baja tenacidad. Conforme veremos en el capítulo 10.

2.29 – Especificação de Cilindros

Cilindro de LaminaçãoÉ uma ferramenta fundamental na laminação, para se alcançar: Alta produtividade; Boa qualidade superficial do produto; Baixos custos operacionais.O desempenho de um cilindro depende de: Especificação do cilindro adequada ao trabalho a desempenhar; Projeto de calibração; Projeto de refrigeração; Temperatura de laminação; Troca de canal no momento apropriado; Equilíbrio de esforços.Principais solicitações sobre o cilindro: Atrito com a barra laminada; Esforços mecânicos de laminação em ciclos; Ciclagem térmica; Choque térmico; Acidentes operacionais; Fadiga térmica.Características Gerais dos CilindrosNão há possibilidade de fabricação de um cilindro que apresente todas as propriedades nos graus mais elevados. Assim, os fabricantes e usuários procuram especificar os cilindros que atendam à solicitação mais crítica e à tendência de uso do material.Onde a solicitação mais crítica é à tenacidade, usa-se cilindro de aço forjado, por ser mais tenaz que o aço fundido, e esses, mais tenazes que o ferro fundido nodular.O ferro fundido nodular coquilhado é mais resistente ao desgaste que aos aços fundidos, porém sua tenacidade é baixa.O metal duro é o material de maior resistência ao desgaste, porém tem baixa tenacidade. Conforme veremos no capítulo 10.

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Grupos de materiales para cilindros y sus principales característicasTabla 2.6

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Definiciones:1. Tenacidad – Capacidad de soportar solicitaciones mecánicas o térmicas sin sufrir fractura frágil.2. Resistencia al calor y a las grietas térmicas – No pierde sus propiedades mecánicas en servicio, y resiste

la formación de redes de grietas térmicas consecuentes de los ciclos térmicos.3. Resistencia al desgaste y degeneración superficial – Las canales pierden su geometría, ocasionando el

“descalibrado” de la barra. EL desgaste es un mecanismo normal, sin embargo, debe ser minimizado.4. Fatiga mecánica – Grietas causadas por las condiciones de fatiga térmica aliada al esfuerzo de flexión.

El desgaste está influenciado por: Reducciones fuertes. Reducciones inadecuadas. Baja temperatura de laminación. Laminación de aceros de alta resistencia. Ensanchamiento exagerado del canal. Regulaje del pase mal hecho, ocasionando posición no ideal de la barra en el canal Baja resistencia al desgaste del cilindro. Grietas térmicas debido al ciclo de calentamiento y enfriamiento (agua debe ser cortada cuando el

cilindro roza en vacío.En el caso de la barra caliente atascada en el cilindro, se debe, después de retirar la barra, enfriar los cilindros antes de abrir el agua nuevamente.Generalmente no hay tiempo para eso, lo que perjudicará enormemente al cilindro, en cuanto a la formación de grietas térmicas.

Definições:1. Tenacidade – capacidade de suportar solicitações mecânicas ou térmicas sem sofrer fratura frágil.2. Resistência ao calor e às trincas térmicas – não perde suas propriedades mecânicas em serviço, e resiste à formação de redes de

trincas térmicas decorrentes da ciclagem térmica.3. Resistência ao desgaste e degeneração superficial – os canais perdem sua geometria, ocasionando o “desbitolamento” da barra. O

desgaste é um mecanismo normal, porém, deve ser minimizado.4. Fadiga mecânica – trincas causadas pelas condições de fadiga térmica aliada ao esforço de flexãoO desgaste é influenciado por:

Reduções fortes; Reduções inadequadas; Baixa temperatura de laminação; Laminação de aços de alta resistência; Enchimento exagerado do canal; Regulagem do passe mal feita, ocasionando posição não ideal da barra no canal; Baixa resistência ao desgaste do cilindro; Trincas térmicas devido ao ciclo de aquecimento e resfriamento (água deve ser cortada quando o cilindro roda em vazio).

No caso de barra quente presa no cilindro, deve-se, após retirar a barra, esfriar os cilindros, antes de abrir a água novamente. Geralmente não há tempo para isso, o que prejudicará enormemente o cilindro, quanto à formação de trincas térmicas.

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Fracturas de los cilindros: Fractura de la tabla

Causadas por grietas de fatiga mecánica, fatiga térmica y por choque mecánico. Puede ser causada por defectos en los cilindros, que son concentradores de tensión (porosidades, vacíos).El caso más común de quiebra es de cilindros con grietas térmicas en el fondo de la canal, según la figura 2.69.

Fractura de cuelloLa fractura de cuello está asociada a defectos superficiales, debido a las grietas térmicas, consecuentes de refrigeración deficiente de las ampuesas de deslizamiento, o para rodamientos: la movimentación de las pistas sobre el cuello. Está asociada todavía a sobre cargas por torso flexión.

Fractura de Collar u hombroo Presencia de grietas térmicas.o Presencia de entalles mecánicos (cantos vivos)o Movimiento axial del cilindro.o Diseño inadecuado del collar u hombro.o Diseño inadecuado de calibracióno Defecto del cilindro.

4 - Quebras de Cilindro Quebra da Mesa

Superficie del cilindro con red de grietas generadas por fatigas térmicas

Figura 2.69

Causada por trinca de fadiga mecânica, fadiga térmica e por choque mecânico. Pode ser causada ainda por defeitos no cilindro, que são concentradores de tensão (porosidades, vazios).O caso mais comum de quebra é do cilindro com trincas térmicas no fundo do canal, conforme figura 2.69.

Quebra do pescoço

A quebra do pescoço está associada a defeitos superficiais, devido a trincas térmicas, decorrentes de refrigeração deficiente dos mancais de deslizamento ou, para rolamentos, a movimentação das pistas sobre o pescoço. Está associada ainda a sobre-cargas por torço-flexão.

Quebra de Colar

Presença de trincas térmicas; Presença de entalhes mecânicos (cantos vivos); Movimento axial do cilindro; Projeto inadequado do colar; Projeto inadequado de calibração; Defeito do cilindro.

2.30 Cambios térmicos durante la laminación:La temperatura de laminación es una variable importante que afecta directamente:

El alargamiento. Fuerza de laminación. Las condiciones de mordida

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4 T1 1T = 5,98 x 10 F . t 100 G

-6

Propiedades mecánicas del producto La productividad del laminador Etc.

Las fórmulas presentadas a seguir permiten evaluar las principales pérdidas térmicas en la laminación.

A – Pérdida por radiación:

Donde: T = temperatura en ºC h = altura e b = ancho de la barra

t = tiempo de exposición (s) entre caja i y caja i + 1G = peso/m de la barra kg/m

T1 = temperatura de la barra en el pase anterior °C

B – Pérdida por contacto con los cilindros

Donde: bm = b1 + 2b2 (ancho medio de la barra) 3

Tb = temperatura de barra °C Tc = temperatura de los cilindros °C

A1 e A2 = áreas de entrada y salida mm2

n = rpm ∆h = reducción de altura mm R = radio de trabajo mm

C - Pérdida por contacto con el agua

Donde: l = longitud del tubo de refrigeraciónv = velocidad de laminación

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F = 2,05 h² + b² mm

bm (Tb - Tc) 1 Δ hT = 16, 836 (°C) A1 + A2 n R

4

l FT = 2,082 x 10 (Tb - Ta) ς v A2

- 4

F = 2,05 h² + b² mm

4 T1 1T = 5,98 x 10 F . t 100 G

-6

A2 = área de salidaTb = temperatura de la barraTa = temperatura del aguaς = condutibilidad térmica del metal (kcal/m.ºC .s)

s = segundo

D – Ganancia por deformación

Donde: A1 e A2 em mm2

P = fuerza de laminación en kg

2.30 - Trocas Térmicas Durante a LaminaçãoA temperatura de laminação é uma variável importante que afeta diretamente:

O alargamento; Força de laminação; As condições de mordida; Propriedades mecânicas do produto; A produtividade do laminador; Etc.As fórmulas apresentadas a seguir permitem avaliar as principais perdas térmicas na laminação.A – Perda por radiação:

Onde: T = temperatura em ºC

h = altura e b = largura da barra

t = tempo de exposição (s) entre gaiola i e gaiola i + 1G = peso/m da barra kg/m

T1 = temperatura da barra no passe anterior °CB – Perda por contato com os cilindros

Onde: bm = b1 + 2b2 (largura média da barra) 3

Tb = temperatura da barra °C Tc = temperatura dos cilindros °C

A1 e A2 = áreas de entrada e saída mm2

n = rpm ∆h = redução de altura mm R = raio de trabalho mm

C - Perda por contato com a água

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F = 2,05 h² + b² mm

bm (Tb - Tc) 1 Δ hT = 16, 836 (°C) A1 + A2 n R

4

l FT = 2,082 x 10 (Tb - Ta) ς v A2

- 4

Δh PT= 3,51 (ºC) R A1 + A2

Onde: l = comprimento do tubo de refrigeraçãov = velocidade de laminação

A2 = área de saídaTb = temperatura da barraTa = temperatura da águaς = condutibilidade térmica do metal (kcal/m.ºC .s)

s = segundo

D – Ganho por deformação

Onde: A1 e A2 em mm2

P = força de laminação em kg

2.31. Enfriamiento de los cilindros / Discos:Dentro de los ítems de consumo, los cilindros son el ítem de mayor costo en el proceso de laminación. Atención redoblada debe ser dispensada pues las posibilidades de fractura que pueden ocurrir, afectan grandemente la productividad del laminador.

El enfriamiento eficiente evita desgastes anormales y fractura de cilindros.

El enfriamiento está ligado directamente, entre otros factores a: Velocidad de laminación. Temperatura de laminación. Tipo de material del cilindro/disco. Volumen de agua de enfriamiento Calidad del agua de enfriamiento Presión del agua de enfriamiento, etc.

Durante el proceso de laminación, la temperatura varía entre 900 y 1200°C, y la temperatura de los cilindros aumenta conforme la curva de la figura 2.64. Su temperatura media debe ser mantenida a más o menos 60°c

Por tanto, es necesario que el agua retire inmediatamente el calor de la superficie del cilindro, evitando tensiones de tracción y compresión, que provocan grietas, según se muestra en la figura 2.65, a continuación.

Tipos de refrigeración: Tubo con picos proyectantes Tubo con toberas concentradas.

El sistema de refrigeración debe tener la capacidad para remover el calor inmediatamente, para eso:

Debe formar un arco de 90° a 130° (conforme la figura 2.66) El agua no debe caer directamente sobre la barra. Los picos deben alcanzar los cilindros lo más próximo a la salida de la barra (conforme figura 34) El agua debe ser proyectada en el canal (conforme la figura 2.67 y 2.68) Los picos de refrigeración deben ser montados conforme la figura 2.69 Los picos de refrigeración pueden ser hechos directamente en el tubo, de modo que atiendan también lo

establecido en la figura 2.69

2. 31 – Resfriamento de Cilindros /DiscosDentre os itens de consumo, os cilindros são item de custo elevado no processo de laminação. Atenção redobrada deve ser dispensada às possibilidades de quebra que podem ocorrer, com reflexos grandes na produtividade do laminador.O resfriamento eficiente evita desgastes anormais e quebra de cilindros.O resfriamento está ligado diretamente, entre outros fatores, a:

Velocidade de laminação; Temperatura de laminação; Tipo de material do cilindro / disco; Volume da água de resfriamento; Qualidade da água de resfriamento;

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F = 2,05 h² + b² mm

Δh PT= 3,51 (ºC) R A1 + A2

Pressão da água de resfriamento etcDurante o processo de laminação, a temperatura varia entre 900 e 1200 ºC, e a temperatura dos cilindros evolui conforme a curva da figura 2.64. Sua temperatura média deve ser mantida a mais ou menos 60 ºC.Portanto, é necessário que a água retire imediatamente o calor da superfície do cilindro, evitando tensões de tração e compressão, que provocam trincas, conforme figuras 2.65 a seguir. Tipos de Refrigeração

Tubo com bicos espalhadores Tubo com jatos concentrados

O sistema de refrigeração deve ter a capacidade para remover o calor imediatamente, para isso: Deve formar um arco de 90º a 130º (conforme figura 2.66); A água não deve cair diretamente sobre a barra; Os bicos devem alcançar os cilindros o mais próximo da saída da barra (conforme fig. 34); A água deve ser espalhada no canal (conforme figuras 2.67 e 2.68); Os bicos de refrigeração devem ser montados conforme figura 2.69; Os bicos de refrigeração podem ser feitos diretamente no tubo, de modo a atenderem também o estabelecido na figura 2.69.

El volumen de agua usada es variable de acuerdo a la caja.

En desbaste trio: 60/80 m³/h

Caja intermediaria: 10 a 15 m³/h

Presión del agua: Varia, en general, entre 4 e 7 kg/cm²

Volume de água usada é variável conforme a gaiola. Em desbaste trio: 60/80 m³/hGaiola intermediária: 10 a 15 m³/h

Pressão da água: Varia, em geral, entre 4 e 7 kg/cm²

Temperatura de los cilindros en una vueltaFigura 2.64

En cuanto los cilindros estuvieran en contacto con el material caliente, la superficie de los mismos se calienta rápidamente y expande. El núcleo del cilindro se calienta más

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despacio resultando en tensiones de tracción entre dos zonas.

En este caso el interior del cilindro está más caliente que la camada superficial porque la superficie está refrigerada con agua. Ocurren tensiones adicionales

Figura 2.65

Tensiones de tracción y compresión en los cilindros

Posicionamento de la refrigeración

Figura 2.66

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Fig 2.67

Fig 2.68Alcance do jato d’água no canal

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Figura 2.69 Disposición de los picos de refrigeración

2.32. Dobladoreas o repetidorasSu función es hacer la comunicación de una caja a su subsecuente en la línea de laminación, con alteración del sentido normalmente en 180°.Es una caja circular, abierta en la parte superior o cerrada en los 4 lados. Pueden ser también horizontales o inclinadas.Cuando son cerradas, la tapa es articulada y accionada neumáticamente durante la mordida de la barra y será, luego abierta, permitiendo la salida de la barra y la formación de un lazo.Fueron muy usadas en laminadores antiguos, pero son montadas todavía hoy en layouts modernos.

Funciones: Alteración de la dirección y sentido de la barra en proceso. Acumulador de masa de la barra en la línea. Transformar un tren abierto en uno contínuo. Elevación de la productividad. Menor pérdida de temperatura Reducción de la longitud del laminadro, con los beneficios consecuentes. Facilita la entrada del pase siguiente. Reducir temperatura de la barra naturalmente para laminación a morno.

2.32 – Dobretas ou Repetidores

Sua função é fazer a ligação de uma gaiola a sua subseqüente na linha de laminação, com alteração de sentido, normalmente em 180°.É uma calha circular, aberta na parte superior ou fechada nos 4 lados. Podem ser ainda horizontais ou inclinadas. Quando fechadas, a tampa é articulada e acionada pneumaticamente para a mordida da barra e será, logo após aberta, permitido a saída da barra e formação de um laço.

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Foram muito usadas em laminadores antigos, mas são montadas ainda hoje em layouts modernos. Funções:

Alteração na direção e sentido da barra em processamento; Acumulador de massa da barra na linha; Transformar um trem aberto em contínuo; Elevação da produtividade; Menor perda de temperatura; Reduz o comprimento do laminador, com os benefícios decorrentes; Facilita a entrada no passe seguinte; Reduzir temperatura da barra naturalmente para laminação a morno.

Determinación del largo del lazo entre dos cajas:

v1 = velocidad de salida caja 1

v2 = velocidad de salida caja 2A1 = área salida caja 1A2 = área salida caja 2t1 = tiempo laminación en la caja 1l de dobladora = longitud de la trayectoria entre la salida de la caja 1 y entrada de la caja 2 (dobladoraa + cajas)

Determinação do Comprimento do Laço entre duas Gaiolas:

Figura 2.70

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S = 1 x v1 - v2 x t1 - ℓ A1 2 V1 A2

v1 = velocidade de saída gaiola 1v2 = velocidade de saída gaiola 2A1 = área saída gaiola 1A2 = área saída gaiola 2t1 = tempo laminação na gaiola 1l da dobreta = comprimento trajetória entre saída gaiola 1 e entrada gaiola 2 (dobreta + calhas)

2.33 Guías de laminaciónTiene la función de direccionar y posicionar la barra en la entrada del pase y retirarla en la salida.Debe aproximarse al máximo posible al canal en la salida del pase, para extraer el material de los cilindros. Las guías son de dos grupos básicos

De entrada. De salida.

Que, a su vez pueden ser: Estáticas (o secas) Con rodillos.

Hay todavía las guías que hacen la torsión del material a la salida del pase, colocándola en pie para el próximo pase. Son las guías de torsión o twisters.

2. 33 – Guias de LaminaçãoTêm a função de direcionar e posicionar a barra na entrada do passe e retirá-la na saída. Devem se aproximar o máximo possível do canal na saída do passe, para extrair o material dos cilindros.As guias são de dois grupos básicos:

De entrada De saída

Que, por sua vez, podem ser: Estáticas (ou secas) Roletadas

Há ainda as guias que fazem a torção do material na saída do passe, colocando-o em “pé” para o próximo passe. São as guias de torção.

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S = 1 x v1 - v2 x t1 - ℓ A1 2 V1 A2

Guias de torsión

Figura 2.71

= Angulo de torsión en la salida de la caja 1 90o = Ângulo de entrada en la caja 2 A = Distancia entre los dos pases consecutivos ( 1 e 2) B = Distancia de caja 1 hasta el eje de los rodillos de la guía de torsión

Guías de entradas estáticas:Son de construcción sencilla, poseyendo elementos estáticos bipartidos, montados o no en cajas, que permiten su regulación.La figura 2.72 muestra un ejemplo de ese tipo de guía.

= Ângulo de Torção na saída da Gaiola 1 90o = Ângulo de entrada na Gaiola 2 A = Distância entre os dois passes consecutivos ( 1 e 2) B = Distância da Gaiola 1 até o eixo dos rolos da Guia de TorçãoGuias de Entradas EstáticasSão de construção simples, possuindo estáticos bipartidos, montados ou não em caixas, que permitem a sua regulagem.A figura 2.72 mostra um exemplo desse tipo de guia.

Figura 2.72

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Una variación de ese tipo de guía, más moderno, no posee caja con regulaje, siendo entonces el estático proyectado para cada aplicación particular.Esta guía no permite al operador regular las guías, que deben venir del taller bien reguladas.En la figura 2.73, abajo, muestra un ejemplo de este tipo de guía.

Uma variação desse tipo de guia, mais moderno, não possui caixa com regulagem, sendo então o estático projetado para cada aplicação particular.Esta guia não permite ao operador regular as guias, que devem vir da oficina bem regulada.A figura 2.73, abaixo, mostra um exemplo desse tipo de guia.

Figura 2.73

Guía de entrada con rodillos:Básicamente, la única diferencia real que existe entre esas y las estáticas, son los rodillos colocados entre el estático y el cilindros de laminación.La figura 2.74 muestra un ejemplo de este tipo de guía.

Guia de Entrada RoletadaBasicamente, a única diferença real que existe entre essas e as estáticas, são os rolos colocados entre o estático e o cilindro de laminação.A figura 2.74 mostra um exemplo desse tipo de guia.

Figura 2.74Guía de entrada con rodillos, mostrando el conjunto Guia de Entrada - a – Guia con rodillos Caja y los rodillos b – Guia Estática

Operacionalmente ese tipo de guía posibilita un mejor agarre en pases inestables. Son más precisas y tienen menos roce entre la barra y la guía. Las guías de rodillos tienen un inconveniente que por dejar un espacio mayor entre los rodillos y los cilindros que, a veces, es crítico en laminadores de perfiles muy pequeños.

Ese tipo de guía consiste de uno o dos pares de rodillos, fijados en soportes ajustables, precedidos de un estático bipartido que funciona como pre-guía.

La figura 2.75 es un diseño en despiece de una guía de rodillos.

Operacionalmente esse tipo de guia possibilita um melhor agarramento em passes instáveis. São mais precisas e têm menos atrito entre a barra e a guia. As guias roletadas têm um inconveniente por deixarem um espaço maior entre os rolos e os cilindros que, às vezes, é crítico em laminações de perfis muito pequenos.Esse tipo de guia consiste de um ou dois pares de rolos, fixados em suportes ajustáveis, precedidos de um estático bi-partido que funciona como pré-guia.

A figura 2.75 é um desenho explodido de uma guia roletada.

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Figura 2.75

La escogencia del tipo de rodillo que más se adapta al pase es de extrema importancia, pues además del perfil se deben considerar los esfuerzoas, temperatura y velocidad. Rodillos de menor altura posibilitam una mayor aproximación del cilindro. Rodillos con diámetros muy pequeños trabajan con mayor rotación, lo que es perjudicial para los rodamientos.

La figura 2.76 muestra esquemáticamente lo expuesto arriba.

A escolha do tipo de rolete que mais se adapta ao passe é de extrema importância, pois além do perfil devem-se considerar os esforços, temperatura e velocidade. Rolos de menor altura possibilitam uma maior aproximação do cilindro. Rolos com diâmetros muito pequenos trabalham com maior rotação, o que é prejudicial para os rolamentos.A figura 2.76 mostra esquematicamente o exposto acima.

a. Rodillos – Guia para ovalo b. Diversas dimensiones de rodillos

a – Plano / b – Ovalado / c – Los-angular

Figura 2.76

Guías de salida:Se destina para conducir correctamente la barra después de la salida del canal. Son semejantes a las guías de entrada estática.La figura 2.77 muestra ejemplos de ese tipo de guías:

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Guias de SaídaDestina-se a conduzir corretamente a barra após sua saída do canal. São semelhantes às guias de entrada estáticas. A figura 2.77 mostra exemplos desse tipo de guias:

a. Para gaiolas com mancais de fibra b. Para gaiolas com mancais de rolamento

Figura 2.77

Guías de torsión:Son usadas en trenes continuos donde hay necesidad de girar la barra en 90° entre una caja y la siguiente. Pueden ser estáticas o con rodillos.

Materiales usados en la confección de las guías:Los materiales empleados para construir las guías de laminación son bastante variados, dependiendo de su diseño y aplicación:

Las guías del tren desbastador son normalmente fundidas en acero. Las guías estáticas regulables poseen cajas en acero y guías de hierro fundido nodular. Las guías estáticas modernas, empleadas en trenes continuos de alta velocidad, tienen sus guías

fabricadas en acero inoxidable. Las guías de rodillos son normalmente construidas en acero inoxidable y hierro fundido nodular. Los rodillos son maquinados a partir de acero de herramienta VC-130, 131, VW-9 o inclusive de metal

duro (WC) y hierro TiC.

3. Calentamiento de las palanquillas:

3.1. Hornos

Se clasifican en:En cuanto al tipo de solera:

Solera fija – Con empujadores (horizontal o inclinados). Solera caminante – (o viga caminante siempre horizontal).

En cuanto a la descarga: Frontal – Con rampa y camino de rodillos Lateral – Con lanza para descarga Lateral – Con camino de rodillos

En cuanto a combustible: Crudo combustible. Gas natural GLP

En cuanto al cargue: Mesa de carga trasera y empujador. Camino de rodillos con empujador

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Camino de rodillosEn cuanto al número de zonas de calentamiento:

Una zona Dos zonas Tres zonas Cinco zonas

Guias de TorçãoSão usadas em trens contínuos onde há necessidade de girar a barra de 90º entre uma cadeira e a seguinte. Podem ser estáticas ou roletadas.Materiais Usados na Confecção de GuiasOs materiais empregados para construir as guias de laminação são bastante variados, dependendo de seu projeto e aplicação:— As guias do trem desbastador são normalmente fundidas em aço;— As guias estáticas reguláveis possuem caixas em aço e guias de ferro fundido nodular;— As guias estáticas modernas, empregadas em trens contínuos de alta velocidade, têm suas guias executadas em aço inox;— As guias roletadas são normalmente construídas em aço inox e ferro fundido nodular;— Os roletes são usinados a partir de aço ferramenta VC-130, 131, VW-9 ou ainda de metal duro (WC) e Ferro TiC.

3. Reaquecimento de Tarugos3.1 - FornosClassificam-se em:Quanto ao tipo de soleira:

Soleira fixa – com empurradores (horizontal ou inclinada)Soleira caminhante (ou viga caminhante sempre horizontal)

Quanto à descarga:Frontal – com rampa e caminho de rolosLateral – com lança para descargaLateral – com caminho de rolos

Quanto ao combustível:Óleo combustívelGás naturalGLP

Quanto ao carregamento:Mesa de carga traseira e empurradorCaminho de rolos com empurradorCaminho de rolos

Quanto ao número de zonas de aquecimento:Uma zonaDuas zonasTrês zonas Cinco zonas

Figura 3.1

3.2. Transmisión de calor:Cuando hay un sistema, cuerpos con diferentes temperaturas, este siempre se transmitirá del cuerpo más caliente al cuerpo más frío. En otras palabras, habrá un gradiente térmico de la fuente caliente a la fuente fría.Hay 3 métodos de transmisión de calor:

Conducción

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Convección Radiación

En la práctica de los hornos, el calor se transmite por una combinación de estas tres formas.

Mecanismo de cada método:

Conducción:Los átomos de las moléculas calentadas adquieren mayor vibración y transmiten las regiones en contacto. El flujo de calor irá a continuar hasta haber igualdad de temperatura.

Q = ς . S . t . ΔT x

Donde: Q = cantidad de calor (kcal/m) ς = condutividad térmica k cal/m. °C. s

x = espesor entre los planos (m²) S = área (m²)

Δt = T1 – T2 (ºC)

Figura N°3.2

3.2 - Transmissão do CalorQuando há num sistema, corpos com diferentes temperaturas, esta sempre transmitirá do corpo mais quente para o mais frio. Em outras palavras, haverá um gradiente térmico da fonte quente para a fonte fria.Há 3 (três) métodos de transmissão de calor:

Condução Convecção Radiação

Na prática dos fornos, o calor transmite por uma combinação das três formas.Mecanismo de cada método:

ConduçãoOs átomos ou moléculas aquecidos adquirem maior vibração e transmitem às regiões em contato.O fluxo de calor irá continuar até haver igualdade de temperatura.

Q = ς . S . t . ΔT x

Onde: Q = quantidade de calor (kcal/m)

ς = condutividade térmica k cal/m. °C. s x = espessura entre os planos (m²) S = área (m²) Δt = T1 – T2 (ºC)

Convección:Es una transmisión que ocurre en los gases. Esos gases calientan las palanquillas por contacto con ellos.Los gases quemados fluyen en sentido contrario al flujo de las palanquillas, acelerando el calentamiento.

El proceso es regido por la fórmula: Q = 4,72 S x (1 – 0,553 q x C) (T1 – T2) x tDonde: Q = kcal

S = área (m²) q = kg/m³ t = hora

T1 e T2 = Temperatura absoluta (ºC)

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x

T1

Áreas

T2

T1

100

4

- T2

100

4

T1

100

4

- T2

100

4

RadiaciónOcurre por la radiación de llama y de los refractarios para las palanquillas.Es el modo más eficaz de calentamiento. Q = 4,92 x F1 – 2 x S x

Donde: Q = kcal/h 4,92 = coeficiente del

cuerpo negro S = área de radiación del cuerpo (m²) T1 = temperatura del cuerpo más caliente

T2 = temperatura del cuerpo más frío F1– 2 = Toma en cuenta la emisividad de las superficies involucradas.

ConvecçãoÉ a transmissão que ocorre nos gases. Esses gases aquecem os tarugos por contato com esses.Os gases queimados fluem em sentido contrário ao fluxo dos tarugos, acelerando o aquecimento.É regido pela fórmula: Q = 4,72 S x (1 – 0,553 q x C) (T1 – T2) x t

Onde: Q = kcal S = área (m²) q = kg/m³ t = hora

T1 e T2 = Temperatura absoluta (ºC)Radiação

Ocorre pela radiação da chama e dos refratários para os tarugos.É o modo mais eficaz de aquecimento. Q = 4,92 x F1 – 2 x S x Onde: Q = kcal/h

4,92 = coeficiente do corpo negro S = área de irradiação do corpo (m²) T1 = temperatura do corpo mais quente

T2 = temperatura do corpo mais frio F1– 2 = leva em conta a emissividade das superfícies envolvidas.

3.3. Calentamiento y homogeneización:

En el calentamiento de las palanquillas tenemos dos fases distintas: Calentamiento: donde la superficie alcanza la temperatura de laminación en las zonas de calentamiento. Homogenización: en la fase de homogenización, la palanquilla debe permanecer a la temperatura de

laminación por algún tiempo, para que toda la sección transversal de la pieza tenga la misma temperatura o menos de 50°C de diferencia entre caras y/o núcleo y, consecuentemente, toda sección tenga las mismas propiedades. El hierro, en esta temperatura, se encuentra en la fase austenítica y es fundamental para que las fases o reacciones resultantes del enfriamiento sean de buena calidad, que la austenita (matriz) esté bien homogeneizada, con granos grandes, los solutos y elementos de aleación estén bien solubilizados.

3.4. Presión del horno:

La presión del horno debe ser mantenida ligeramente positiva (2 a 6mmH2O) para obtenerse una combustión eficiente, no permitiendo la entrada de aire falso en el horno.

Un sistema automático de tiraje efectúa el control de la presión del horno.

El tiraje puede ser: Forzada – Por ventilador o exhaustor. Natural – solo por la chimenea.

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3.5. Formación de laminilla:La formación de laminilla es inherente al proceso de calentamiento de palanquillas.Es el resultado de la reacción entre el hierro y el oxígeno.Está compuesta por tres camadas, de fuera hacia adentro de la palanquilla.Son las siguientes:

Fe2O3 – llamada hematitaFe3O4 – llamada magnetitaFeO – llamada wustita

Constituyen una fuente de pérdida de acero, pudiendo alcanzar valores en torno de 0,5% a 2,4%

Consecuencias de la formación de laminilla: Pérdida de acero. Trabajo de limpieza del horno y adjacencias. Formación de “lomas” que dificultan el desplazamiento de la carga. Las “lomas” pueden provocar subida de la carga, perjudicando la marcha del horno. Aumenta el desgaste de los cilindros. Patinado de la barra en los primeros pasos. Defectos superficiales en la barra (por laminilla incrustada) Elimina pequeños defectos superficiales de la palanquilla

Factores de formación de laminilla: Tiempo de exposición a la alta temperatura. Temperatura del hono. Atmósfera del horno. Composición química del acero.

3.3 - Aquecimento e HomogeneizaçãoNo reaquecimento de tarugos temos duas fases distintas:

Aquecimento: onde a superfície atinge a temperatura de laminação nas zonas de aquecimento. Homogeneização: na fase de homogeneização, o tarugo deve permanecer á temperatura de laminação por algum tempo,

para que toda a seção transversal da peça tenha a mesma temperatura ou menos de 50ºC de diferença da face para o núcleo e, conseqüentemente, toda seção tenha mesmas propriedades. O ferro, nesta temperatura, se encontra na fase austenítica e é fundamental para que as fases ou reações resultantes do resfriamento sejam de boa qualidade, que a austenita (matriz) esteja bem homogeneizada, com grãos grandes, os solutos e elementos de liga estejam bem solubilizados etc.

3.4 - Pressão do FornoA pressão do forno deve ser mantida ligeiramente positiva (2 a 6 mm H2O) para se obter uma combustão eficiente, não permitindo a entrada de ar falso no forno.Um sistema automático de tiragem efetua o controle da pressão do forno.A tiragem pode ser:

Forçada – por ventilador ou exaustor Natural - só pela chaminé

3. 5 - Formação de CarepaA formação de carepa é inerente ao processo de aquecimento de tarugos.É o resultado da reação entre o ferro e o oxigênio.É composta por três camadas, de fora para dentro do tarugo.São elas:

Fe2O3 – chamada hematitaFe3O4 – chamada magnetitaFeO – chamada wustita

Constitui-se numa fonte de perda de aço, podendo alcançar valores em torno de 0,5% a 2,4%.Conseqüências da formação de carepa:

Perda de aço; Trabalho de limpeza do forno e adjacências; Formação de “calos” que dificultam o deslocamento da carga; Os “calos” podem provocar subida da carga, prejudicando a marcha do forno; Aumenta desgaste de cilindros; Patinação da barra nos primeiros passos; Defeitos superficiais na barra (por carepa incrustada) Elimina pequenos defeitos superficiais do tarugo

Fatores de formação da carepa Tempo de exposição à alta temperatura; Temperatura do forno; Atmosfera do forno; Composição química do aço.

Alternativas para reducir la formación de laminilla: Mantener la temperatura de calentamiento por dentro del patrón de proceso (PO) Seguir el patrón de proceso (PO) de bajada y subida de temperatura en las paradas del laminador.

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Control de la combustión, manteniendo la relación aire/combustible dentro del patrón. Reducir el tiempo de permanencia de la palanquilla en el horno.

3.6. Refractario

DefiniciónMaterial sólido: policristalino y/o vítreo, natural o manufacturado no metálico (sin excluir las adiciones metálicas) capaz de, en condiciones específicas de uso a altas temperaturas, soportar: carga, erosión y corrosión sin deformarse o fundirse.

Características: Resistencia a temperaturas elevadas y cuyo ablandamiento de cuerpo de prueba ocurre encima de los

1500°C (a temperatura de utilización es siempre inferior a la temperatura de ablandamiento de CP) Resistencia a la reacción con el oxígeno del aire. (resistencia al ataque por el oxígeno del aire a

temperatura de operación). Baja conductividad térmica. (Ofrece pocas pérdidas por las paredes, abovedadas o de solera). Resistencia mecánica. (La solera debe presentar alta resistencia mecánica al desgaste). Resistencia al ataque de laminilla. (La solera no debe reaccionar con la laminilla, dificultando su

remoción). Resistencia al choque térmico. (El refractario no debe agrietarse con los choques térmicos normales de

operación del horno). Coeficiente de expansión lineal. (Es una variación reversible de la longitud del refractario con una

variación de la temperatura. Es importante para cálculos de juntas de dilatación de las estructuras del horno. El refractario que tiene menor dilatación térmica muestra mayor resistencia al choque térmico).

Variación permanente de las dimensiones después del recocido. (Es una función del grado de calentamiento inicial de la fábrica. Para eso, el secado y calentamiento deben ser hecho según una curva donde el aumento de la temperatura por el tiempo debe estar bien controlado – Las curvas de calentamiento).

Providências para reduzir a formação de carepa: Manter a temperatura de aquecimento dentro do padrão de processo (PO); Seguir o padrão de processo (PO) de abaixamento e elevação da temperatura nas paradas do laminador; Controle da combustão, mantendo a relação ar / óleo dentro do padrão. Reduzir tempo de permanência do tarugo no forno.

3.6 - RefratárioDefiniçãoMaterial sólido: poli cristalino e/ou vítreo, natural ou manufaturado não metálico (não excluindo adições metálicas) capaz de, em condições específicas de uso a altas temperaturas, suportar: carga, erosão e corrosão sem se deformar ou fundir.Características

1. Resistência a temperaturas elevadas e cujo amolecimento do corpo de prova ocorre acima de 1500ºC;(A temperatura de utilização é sempre inferior à temperatura de amolecimento do CP) 2. Resistência à reação com o oxigênio do ar;(Resistência ao ataque pelo oxigênio do ar à temperatura de operação)3. Baixa condutividade térmica;(Oferecem poucas perdas pelas paredes, abóbada e soleira)4. Resistência mecânica;(A soleira deve apresentar alta resistência mecânica ao desgaste)5. Resistência ao ataque de carepa;(A soleira não deve reagir com a carepa, dificultando sua remoção)6. Resistência ao choque térmico;(O refratário não deve trincar com os choques térmicos normais de operação do forno)7. Coeficiente de Expansão linear;(É a variação reversível do comprimento do refratário com a variação da temperatura. É importante para cálculos de juntas de dilatação das estruturas do forno. O refratário que tem menor dilatação térmica mostra maior resistência ao choque térmico)8. Variação permanente das dimensões após o recozimento;(É uma função do grau de queima na fábrica. Para isso, secagem e queima devem ser feitas segundo uma curva onde o aumento da temperatura x tempo é bem controlado – as curvas de aquecimento)

Tipos de materiales utilizados:Antes de que consideremos los detalles acerca de los revestimientos refractarios, debemos tomar en cuenta los actuales hornos existentes en Brasil, y a partir de ahí, enfocarnos en los revestimientos de los mismos de acuerdo con las tecnologías disponibles y aspectos ligados a los combustibles utilizados.

Tipo Capacidad (t/h) CantidadEmpujador 12 a 100 13Piso Caminante 20 a 180 15

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Viga Caminante 801

Piso / Viga caminante 130 1Solera rotativa 20 a 80 5

Hornos de calentamiento para palanquillas en Brasil (año 2000)Tabla 3.1

Tipo Capacidad Cantidad

Empujador 60 a 160 5

Viga caminante 130 a 350 10

Hornos de calentamiento para planchones en Brasil (año 2000)Tabla 3.2

De forma general, podemos afirmar que la edad media de los hornos en cuestión está situada entre 10 a 25 años, lo que se tradujo inicialmente en la utilización de materiales refractarios con desarrollos datados en periodos equivalentes.

TIPOS DE HORNOSTipo Empurrador Soleira Caminhante Viga Caminhante

Paredes Tijolos Fundidos Pré-moldeados

Tijolos Fundidos Pré-moldeados

Fundidos Pré-moldeados

Abovedados

Tijolos Fundidos Pré-moldeados

Fundidos Pré-moldeados

Fundidos Pré-moldeados

Soleras

Tijolos eletrofundidos Massa de socar Concretos convencionales

Massa de socar Concreto de baijo cemento Pré-moldeados Tijolos eletrofundidos

Tijolos Concretos convencionales

Skids

Fundidos Concretos convencionales Pré-moldeados

Fundidos Concretos convencionales Pré-moldeados

Tipos de materiais utilizadosAntes de considerarmos os detalhes acerca dos revestimentos refratários, devemos levar em conta os atuais fornos existentes no Brasil e, a partir daí, enfocarmos os revestimentos dos mesmos de acordo com as tecnologias disponíveis e aspectos ligados aos combustíveis utilizados.

Tipo Capacidade (t/h) QuantidadePusher 12 a 100 13Walking hearth 20 a 180 15Walking beam 80 1Walking hearth/beam 130 1Soleira rotativa 20 a 80 5

Fornos de reaquecimento para tarugos no Brasil (Ano 2000)Tabela 3.1

Tipo Capacidade Quantidade

Pusher 60 a 160 5

Walking beam 130 a 350 10

Fornos de reaquecimento para placas no Brasil (Ano 2000)Tabela 3.2

De forma geral, podemos afirmar que a idade média dos fornos em questão está situada entre 10 e 25 anos, o que se traduziu inicialmente na utilização de materiais refratários com desenvolvimento datado em período equivalente.

TIPOS DE FORNOSTipo Empurrador Soleira Caminhante Viga Caminhante

Paredes Tijolos Massas plásticas Pré-moldados

Tijolos Massas plásticas Pré-moldados

Massas plásticas Pré-moldados

Abóbodas Tijolos Massas plásticas Pré-moldados

Massas plásticas Pré-moldados

Massas plásticas Pré-moldados

Soleiras Tijolos eletrofundidos Massa de socar

Massa de socar Concreto de baixo cimento

Tijolos Concretos convencionais

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Concretos convencionais Pré-moldados Tijolos eletrofundidos

Skids Massas plásticas Concretos convencionais Pré-moldados

Massas plásticas Concretos convencionais Pré-moldados

Tabela 3.3 - Tipos de materiais utilizados

4. Manual de gestión del desempeño:

4.1. Eficiencia global del equipo:

Objetivo de la medición del OEE (Overall Equipment Efficiency): Mejorar continuamente la eficiencia de los equipos y los costos de producción, a través de la

identificación y eliminación de las pérdidas en el proceso productivo. Utilizar una herramienta universal de gestión y monitoreo de la mejoría contínua que posibilite la

comparación del desempeño alcanzado con otras empresas consideradas referenciales.

Grandes pérdidas:De acuerdo con los conceptos de TPM (Total Productive Maintenance), existen seis grandes pérdidas en los procesos industriales:

4 – Manual de Gestão de Desempenho4.1 - Eficiência Global do EquipamentoObjetivo da medição do OEE (Overall Equipment Efficiency):

• Melhorar continuamente a eficiência dos equipamentos e os custos de produção, através da identificação e eliminação das perdas no processo produtivo.

• Utilizar uma ferramenta universal de gestão e monitoramento da melhoria contínua que possibilita a comparação do desempenho alcançado com outras empresas consideradas referenciais.

Grandes Perdas:De acordo com os conceitos do TPM (Total Productive Maintenance), existem seis grandes perdas nos processos industriais:

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El indicador de OEE, con sus componentes, intenta minimizar la ocurrencia de estas pérdidas:

O indicador do OEE, com seus componentes, visa minimizar a ocorrência destas seis perdas.

4.2. Indice de utilización:

4.2 – Índice de Utilização

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4.2.1. Conceptos:Tiempo disponible para operar, está compuesto por:

Tiempo de operación total.Paradas no programadasSet-up de equipos

Paradas no programadas:Parada de mantenimiento: Parada correctiva o emergencias que son consecuencia de alguna falla.Parada operacional: debido a la falta de eficiencia de la operación. Contempla también falla del

abastecimiento de materia prima.Parada de utilitarios: causada por falta de abastecimiento interno de responsabilidad de planta, como: falta

de agua industrial, energía eléctrica, aire comprimido, etc.Parada externa: falta de energía, agua, oxígeno, gas natural debido a los proveedores externos a la planta

(ejemplo concesionarios).

Parada programada:Mantenimiento preventivo: es un proceso a través del cual las rutinas de mantenimiento de los equipos son detalladas en un plan de mantenimiento compuesto por tareas a ser verificadas y ejecutadas periódicamente.

Reparación general:Es un proceso a través del cual los equipos permanecen parados para reforma/reparación general para recomposición de las condiciones de operación durante un determinado intérvalo de tiempo.

Observaciones:Como referencia de clase mundial, el porcentaje de paradas programadas para mantenimiento preventivo y

reparación de mantenimiento puede variar entre 4 a 6% dependiendo del tipo de equipo de la fábrica.Cuando un tiempo de parada (reparación general mantenimiento preventivo, etc) traspase el tiempo

programado para la actividad, el periodo excedente deberá ser asignado en función de la causa que provocó el atraso.

Set Up:Tiempo de preparación de máquina para cambio – cambio de producto.

Ejemplo acería:Tiempo disponible para operar = Power on + Power off

Donde: Power on = tiempo de horno conectado

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Power off = power off patrón + Demora

Siendo: set up = power off patron (carga, alimentación, preparación de canal, muestreo y medición de temperatura).Demora (atraso/emergencia) = son las paradas operacionales, de mantenimiento (eléctrica o mecánica)

Observaciones:Cuando un tiempo de parada por setup traspase el tiempo programado, el periodo excedente deberá ser asignado en función de la causa que provocó el atraso.

4.2.1 - ConceitosTempo Disponível para operar, é composto por:

• Tempo de operação total• Paradas não programadas• Set-up de equipamentos

Paradas Não Programadas:1. Parada de Manutenção: paradas corretivas ou emergenciais que decorrem de alguma falha.2. Parada Operacional: devido à falha ou ineficiência da operação. Contempla também falha no abastecimento de matéria-prima.3. Parada da Utilidade: causadas por falha no fornecimento interno de responsabilidade da planta como: falta de água industrial, energia elétrica, ar comprimido, etc.4. Parada Externa: falta de energia, água, oxigênio, gás natural devido a fornecedor externo à planta (ex: concessionária). Parada Programada:Manutenção Preventiva: É o processo através do qual as rotinas de manutenção dos equipamentos são detalhadas em um plano de manutenção composto por tarefas a serem verificadas e executadas periodicamente. Reparo Geral: É o processo através do qual os equipamentos permanecem parados para reforma / reparo geral para recomposição das condições de operação durante um determinado intervalo de tempo.OBSERVAÇÕES: Como referência de Classe Mundial, o percentual de parada programada para Manutenção Preventiva e Reparo de Manutenção

podem variar entre 4 a 6 % dependendo do tipo de equipamento da Usina. Quando um tempo de parada (reparo geral, manutenção preventiva, etc) ultrapassar o tempo programado para a atividade, o período

excedente deverá ser realocado em função da causa que provocou o atraso.Set-up: tempo de preparação de máquina para câmbio – troca de produto.Exemplo Aciaria:Tempo disponível para operar = Power on + Power offOnde: Power on = tempo de forno ligado Power off = power off padrão + delaySendo: Set-up = Power off padrão (carregamento, vazamento, preparação de canal, amostragem e medição de temperatura) Delay (atraso / emergência) = são as paradas operacionais, de manutenção (elétrica ou mecânica).OBSERVAÇÃO: Quando um tempo de parada por set-up ultrapassar o tempo programado, o período excedente deverá ser realocado em função da causa que provocou o atraso.

4.2.2. Utilización:Pérdidas medidas por el indicador:

Fallas de los equipos (Se calculan todas las paradas no programadas: mantenimiento, operaciones, externas y utilitarios o servicios).

Setup: Cambio – Cambio de productos en la línea de producción.Objetivo del control del indicador:

Optimizar la relación entre el tiempo de operación y el tiempo disponible para operar, a través de la reducción de paradas de mantenimiento, operacionales, setup y paradas externas.

Fórmula:Índice de Utilización (IU) = Tiempo de operación x 100 (%) Tiempo disponible

(+) Tiempo Calendário H Tiempo total año(-) Paradas Programadas H Tiempo sin producción debido a las paradas

programadas (mantenimiento preventivo, projecto, reparo general, feriado, hora calendario, PCP)

(=) Tiempo Disponível (1) H  

(-) Paradas Externas H Paradas emergenciales causadas por proveedores / concesionarios externos (ex. falta de energia, falta de agua...)

(-) Set-up H Tiempo de preparación de máquina para cambio – cambio de produto.

(-) Paradas Operacionales H Paradas emergenciales causadas por la

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operación o logística.(-) Paradas por Utilidades H Fallaen el abastecimiento interno de

responsabilidad de planta como: falta de agua industrial, energia elétrica, aire comprimido...

(-) Paradas por Mantenimiento H Paradas correctivas y emergenciales causadas por mantenimiento mecánico o eléctrico.

(-) Tiempo excedente de los Projetos

H Paradas en función de los atrasos programados para ejecución de projectos

(=) Tiempo de Operación (2) H  

Índice Utilización - UTIL = (2) / (1) %

4.2.2 - UtilizaçãoPerdas medidas pelo indicador:

Quebras nos equipamentos (computa-se todas paradas não programadas: manutenção, operacional, externas e utilidades) set-up: Câmbio - Troca de produtos na linha de produção

Objetivo do controle do indicador: Otimizar a relação entre o Tempo de Operação e o Tempo Disponível para Operar, através da redução de paradas de

manutenção, operacionais, set-up e paradas externas. Fórmula:Índice de Utilização (IU) = Tempo de operação x 100 (%) Tempo disponível(+) Tempo Calendário H Tempo total ano

(-) Paradas Programadas H Tempo sem produção devido às paradas programadas (manutenção preventiva, projeto, reparo geral, feriado, hora sazonal, PCP)

(=) Tempo Disponível (1) H  

(-) Paradas Externas H Paradas emergenciais causadas por fornecedores / concessionárias externas (ex. falta de energia, falta de água...)

(-) Set-up H Tempo de preparação de máquina para câmbio – troca de produto.

(-) Paradas Operacionais H Paradas emergenciais causadas pela operação ou logística.

(-) Paradas por Utilidades H Falha no fornecimento interno de responsabilidade da planta como: falta de água industrial, energia elétrica, ar comprimido...

(-) Paradas por Manutenção H Paradas corretivas e emergenciais causadas pela manutenção mecânica ou elétrica

(-) Tempo excedente dos Projetos H Paradas em função dos atrasos programados para execução de projetos

(=) Tempo de Operação (2) H  

Índice Utilização - UTIL = (2) / (1) %

4.3. Rendimiento metálicoPérdidas medidas por el indicador:

Rendimiento de materia prima del procesoObjetivo de control del indicador:

Reducir las pérdidas de materias primas en el proceso.

Fórmula:Rendimento Metálico (RM) = Producción Total x 100 Matéria Prima Consumida

Ejemplo de pérdias de materias primas en el proceso:Acería:

Despuntes de palanquillasPérdidas de hierro en la escoria (FeO)Pérdidas de acero por la puerta del hornoSobras de acero en la cuchara.Laminilla en la colada continua.

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Laminación:Pérdidas al fuego.Despuntes de barras laminadas.Chatarra del proceso.

Producción total (1) t Producto Ok + Producto Não Conforme(+) Materia prima 1 t Arrabio

(+) Materia prima 2 t Chatarra

(+) Acero cargado t Matéria prima de producción propia (retorno interno del proceso)

(=) Materia prima consumida (2)

t  

Rendimento Metálico - RM = (1) / (2) %

4.3 - Rendimento MetálicoPerdas medidas pelo indicador:

Rendimento de matéria prima no processo. Objetivo do controle do indicador:

Reduzir as perdas de matérias primas no processo.Fórmula:Rendimento Metálico (RM) = Produção Total x 100 (%)

Matéria Prima Consumida

Exemplo de perdas de matérias primas no processo:Aciaria:

– Despontes de tarugo– Perda de Ferro na escória (FeO)– Perda de aço pela porta do Forno– Sobra de aço na panela– Carepa no Lingotamento Contínuo

Laminação:– Perdas ao fogo– Despontes barras laminadas– Sucata de processo

Produção total (1) t Produto Ok + Produto Não Conforme

(+) Matéria prima 1 t Gusa

(+) Matéria prima 2 t Sucata

(+) Aço carregado t Matéria prima de produção própria (retorno interno do processo)

(=) Matéria prima consumida (2) t  

Rendimento Metálico - RM = (1) / (2) %

4.4. Indice de calidad:Pérdidas medidas por el indicador:

Fabricación de productos defectuosos.Objetivo de control del indicador:

Reducir la producción de productos defectuosos en relación a el total de la producción.Fórmula:Índice de Calidad (IQ) = Producción OK x 100 (%) Producción Total(+) Producción Directa T Producción realizada conforme o especificada(+) Producción en desarrollo T Producción de material en desarrollo, en

prueba.(=) Producicón OK (1) T  

(+) Desvios OK T Materiales con defecto, pero que satisface el pedido original

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(+) Desvios del pedido T Material com defecto que no satisface el pedido original, reclasificado.

(+) Chatarras de Producto T Material com defecto y fuera de las normas técnicas, sin utilización

(+) Aguardando Análisis T Material con defecto aguardando análisis y liberación del área de calidad.

(=) Producción no Ok (2) T  

Producción Total (3) = (1) + (2)T  

Índice de Calidad - IQ = (1) / (3) %

4.4 - Índice de QualidadePerdas medidas pelo indicador:

Fabricação de produtos defeituosos Objetivo do controle do indicador:

Reduzir a produção de produtos defeituosos em relação ao total da produção. Fórmula:Índice de Qualidade (IQ) = Produção OK x 100 (%)

Produção Total(+) Produção Direta T Produção realizada conforme o especificado

(+) Produção em Desenvolvimento T Produção de material em desenvolvimento, em teste.

(=) Produção OK (1) T  

(+) Desvios OK T Materiais com defeito, mas que atende a encomenda original.

(+) Desvios de encomendas T Material com defeito que não atende a encomenda original, reclassificado.

(+) Sucata de Produto T Material com defeito e fora das normas técnicas, sem utilização.

(+) Aguardando RDQ T Material com defeito aguardando análise e liberação da área de Qualidade.

(=) Produção Não Ok (2) T  

Produção Total (3) = (1) + (2) T  

Índice de Qualidade - IQ = (1) / (3) %

4.5. Indice de eficiencia:

Pérdidas medidas por el indicador:Operación en velocidades reducidas.Operación en vacío y/o pequeñas interrupciones (gap’s) inherentes al proceso.

Objetivo de control del indicador:Comparar la productividad en el tiempo de operación con una capacidad teórica del proceso. Esto indicará,

en términos porcentuales, el desempeño de la producción en relación a su máxima velocidad.Fórmula:Índice de Eficiencia (IE) = Produtividad Real x 100 (%) Produtividad Patrón

Productividad:Volumen de producción realizado en un determinado periodo dividido por unidad de tiempo.

Productividad patrón:Volumen de producción que se espera alcanzar en condiciones normales de proceso en un determinado periodo dividido por unidad de tiempo, hora sin parada.

Productividad real:Volumen de producción alcanzado por el tiempo de operación.

Productividad máxima teórica:Volumen de producción máximo teórico por unidad de tiempo

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Producción Total (1) t Producto Ok + Producto No ConformeTiempo de Operación (2) h Tiempo efectivo de producción

Produtividad Real: (3) = (1) / (2) t/h  

Produtividad Patrón (4) t/h Volumen de producción que se espera alcanzar e condiciones normales del proceso en un determinado período dividido por unidad de tiempo.

Índice de Eficiencia del Equipo EF = (3) / (4) %

4.5 - Índice de EficiênciaPerdas medidas pelo indicador:

Operação em velocidades reduzidas Operação em vazio e/ou pequenas interrupções (gap´s) inerentes ao processo

Objetivo do controle do indicador: Comparar a produtividade no Tempo de Operação com a capacidade teórica do processo. Isto indicará, em termos percentuais, o

desempenho da produção em relação à sua máxima velocidade.Fórmula:Índice de Eficiência (IE) = Produtividade Real x 100 (%)

Produtividade PadrãoProdutividade:Volume de produção realizado em um determinado período dividido por unidade de tempo.Produtividade Padrão:Volume de produção que se espera atingir em condições normais do processo em um determinado período dividido por unidade de tempo, hora sem parada.Produtividade Real:Volume de produção atingido pelo tempo de operação. Produtividade Máxima Teórica:Volume de produção máximo teórico por unidade de tempo.

Produção Total (1) t Produto Ok + Produto Não Conforme

Tempo de Operação (2) h Tempo efetivo de produção

Produtividade Real: (3) = (1) / (2) t/h  

Produtividade Padrão (4) t/h Volume de produção que se espera atingir em condições normais do processo em um determinado período dividido por unidade de tempo.

Índice de Eficiência do Equipamento EF = (3) / (4) %

4.6. Horas realizadasCantidad de horas necesarias para producir el volumen de producción alcanzado, considerando la productividad patrón. La comparación como tiempo disponible para producción indica como una determinada línea de producción está operando en relación a los patrones.

Fórmula:HR (h) = Volumen de producción alcanzado en un determinado período de Tiempo Disponible para Producción / por la produtividad patrón.

Realización:Compara porcentualmente la cantidad de horas realizadas (HR) con el tiempo disponible para la producción. 100% de realización, significa que la línea de producción está operando de acuerdo con los patrones.

Fórmula:Realización (%) = Horas Realizadas (HR) x 100 Tiempo Disponible para Producción

4.6 - Horas RealizadasQuantidade de horas necessárias para produzir o volume de produção atingido, considerando a produtividade padrão. A comparação com o Tempo Disponível para Produção indica como uma determinada linha de produção está operando em relação aos padrões.

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Fórmula:HR (h) = Volume de produção atingido em um determinado período de Tempo Disponível para Produção / pela produtividade padrão.Realização:Compara percentualmente a quantidade de Horas Realizadas (HR) com o Tempo Disponível para Produção. 100% de Realização, significa que a linha de produção está operando de acordo com os padrões.Fórmula:Realização (%) = Horas Realizadas (HR) x 100 Tempo Disponível para Produção

5 - Norma Técnica Colombiana NTC 2289

6. Calidad en el proceso de laminación:6.1. Calidad de palanquillas:

a) Dimensionales:Conforme los patrones de la empresa.Tolerancias:

LADODIAGONAL (romboidad)RADIO DE CANTOEMPENO

Lado – afecta la calibración y el rendimiento de los productos en barras y perfiles.Diagonal – Es importante para toda la movimentación, estock, cargue de horno, tránsito en el horno, bien como para la ejecución de los primeros pases de laminación.Longitud – afecta el rendimiento de las barras y perfiles.Radio de canto – un radio muy pequeño puede facilitar la aparición de cobles en los primeros pases. Un radio muy grande puede afectar el peso de la palanquilla, disminuyendo el rendimiento, como provocar la falta de metal.Torsión – es importante con respecto a el stock, movimentación en la ruta de cargue al horno y en el horno.

6 - Qualidade no Processo de Laminação6.1 – Qualidade de Tarugos A - DIMENSIONAISConforme padrões da empresa.Tolerâncias: LADO

DIAGONAL (romboidade)RAIO DE CANTOEMPENO

LADO - afeta a calibração e o rendimento dos produtos em barras e perfilados. DIAGONAL - é importante para toda a movimentação, estocagem, enfornamento, trânsito no forno, bem como para a execução dos primeiros passes de laminação.COMPRIMENTO - afeta o rendimento dos de barras e perfilados.RAIO DE CANTO - um raio muito pequeno pode facilitar o aparecimento de dobras nos primeiros passes. Um raio muito grande pode afetar o peso do tarugo, diminuindo o rendimento, como provocar a falta de metal.EMPENO – é importante com respeito à estocagem, movimentação na grelha de enfornamento e no forno.

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Figura 7.1

Defectos superficiales:

Defecto Consecuencias en el productoRechupe Disminución o aumento de la sección, cobles y rebabasIncrustaciones Defectos superficiales, cobles y grietasPorosidades Grietas y pajasInterrupción de flujo Seccionamiento de la palanquilla, grietasMarcas de oscilación PajasHundimiento Grietas y pajasRebaba de corte Problemas operacionales (chatarras) y escamasCorte irregular Problemas operacionales (chatarra)Corte fuera de escuadra Problemas operacionales (chatarra)Grietas Grietas y pajas

Defectos internos:

Defecto Consecuencias en el productoRechupe Los mismos de arribaBurbujas sub superficiales Pequeñas grietas y pajasGrietas Grietas y pajasSegregación Micro estructuras frágiles, heterogeneidad de propiedadesInclusiones Bajas propiedades de trefilación y resistencia dinámica

Defectos de composición química:

Fuera de rango Producto puede no atender las especificaciones de límites de propiedades mecánicas

Relación Mn/S Puede permitir la formación de compuestos frágilesExceso de Cu y S Pajas y escamasElementos residuales en exceso

Elevación de las propiedades mecánicas

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B – DEFEITOS SUPERFICIAIS (e suas conseqüências nos produtos)Rechupe ou vazio Diminuição ou aumento da seção, dobras e rebarbasIncrustações Defeitos superficiais – dobras, trincas.Bolhas – porosidade Trincas e palhasVazamento interrompido Seccionamento do tarugo, palhas Marcas de oscilação PalhasAfundamento Trincas e palhasRebarba de corte Problemas operacionais (sucata) e escamas Corte irregular Problemas operacionais (sucata)Corte fora do esquadro Problemas operacionais (sucata)Risco Dobras e palhasTrincas Trincas e palhas

C – DEFEITOS INTERNOSRechupe ou vazios Os mesmos acimaBolhas (sub superficiais) Pequenas trincas e palhasTrincas Trincas e palhasSegregação Micro estruturas frágeis, heterogeneidade de propriedadesInclusões Baixas propriedades de trefilação e resistência dinâmica

D – DEFEITO DE COMPOSIÇÃO QUÍMICAFora de faixa Produto pode não atender às especificações de limites de propriedades mecânicas.Relação Mn/S Pode permitir a formação de compostos frágeis.

Excesso de Cu e S Palhas e escamasElementos residuais em excesso Elevação das propriedades Mecânicas

Defectos de calentamiento:

Palanquilla fría Carga excesiva en el laminador, desgaste de canales, elevación de las propiedades mecánicas, grietas y pajas

Palanquilla caliente (exceso) Baja mordida, elevada laminilla, defectos de microestructuraTemperatura heterogénea Grietas y pajas, alteración en la dirección de salida, esfuerzos irregulares en las

guías de salida, mesa de rodillos, etc.Tasa excesiva de calor Grietas y pajas (la palanquilla se puede agrietar)Super calentamiento Pajas, penetración intergranular de óxidosSuperficie lavada (fusión de óxidos)

Superficie rugosa e irregular

Pegado de palanquillas Dificultades operacionalesAbsorción de Azufre Superfiice rugosa e irregularLaminilla excesiva Laminilla incrustadaAtmósfera muy oxidante DescarburizaciónTiempo excesivo en el horno DescarburizaciónDaños superficiales Pajas, grietas

E – DEFEITOS DE REAQUECIMENTOTarugo frio Carga excessiva no laminador, desgaste de canais, elevação das propriedades mecânicas, trincas e palhas.Tarugo quente (excesso) Baixa mordida, carepa elevada, defeitos de micro estruturas.Temperatura heterogênea Trincas e palhas, alteração na direção de saída, esforços irregulares nas guias de saída, mesa de rolos etc.Taxa excessiva de calor Trincas e palhas (tarugo pode trincar) Superaquecimento - Palhas e esboroamento. penetração intergranular de óxidos.Superfície lavada (fusão de óxidos) Superfície rugosa e/ou esboroada.Colamento de tarugos Dificuldades operacionaisAbsorção de S Superfície rugosa e/ou

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esboroadaCarepa excessiva Carepa incrustradaAtmosfera muito oxidante DescarbonetaçãoTempo excessivo no forno DescarbonetaçãoAvarias superficiais Palhas, trincas.

Calidad de la laminación:

Incrustación de laminilla Laminilla en la superficieRodillos o cilindros fracturados

Pajas, dobleces, cobles

Perfil rotado Chatarra, coblesDesalineamiento de canales Cobles, pajas, ovalizaciónRodillos excéntricos Falta de metal, ovalización, fuera de calibreLazos Chatarra en la líneaDesalineamiento de guías Fuera de calibre, chatarra, sobrellenadoSobrellenado (vena) Cobles, pajasFalta de metal Ovalización, fuera de calibreDesgaste de canal Fuera de calibre, superficie rugosa, chatarra en la líneaGrietas Cobles, grietasEnfriamiento rápido Grietas, estructuras frágilesRayaduras en guías, cajas, etc.

Rayas, cobles, pajas

Baja temperatura final Fuera de calibre, alteración de las propiedades mecánicas

Este párrafo fue abordado ligeramente, después será motivo de una sesión específica

6.2 - Qualidade da LaminaçãoIncrustação de Carepa Carepa na superfície.Roletes ou cilindros quebrados Palhas, dobra.Perfil virado Sucata, dobra.Dobra Dobra, palha.Desalinhamento de canais Dobra, palha, ovalização.Roletes excêntricos Falta de metal, ovalização, fora de bitola.Laços Sucata na linha.Desalinhamento de guias Fora de bitola, sucata, overfill.Overfill (bigode) Dobra, palha.Underfill (falta de metal) Ovalização, fora de bitola.Canal gasto Fora de bitola, superfície rugosa, sucata na linha.Trincas Dobra, trinca.Resfriamento rápido Trinca, estruturas frágeis.Riscos de guias, calhas etc Riscos, dobra, palhas.Baixa temperatura final Fora de bitola, alteração de propriedades mecânicas.Este parágrafo foi abordado ligeiramente, pois será motivo de uma apostila específica.

7. Defectos de laminación:Objetivo: Presentar históricos sobre defectos de laminación, y sus respectivas soluciones, para que el operador pueda conocer la operación.

7.1. Definiciones: Forma de la barra o alambrón: Corresponde al formato geométrico de sección transversal del productor

acabado.o Ejemplo: Redondo (Rd), Cuadrado (Qd), Hexagonal, Plano “L” o cantonera, “I”, “U”, “H”, etc.

Calibre: Es la medida nominal de la sección del producto terminado.o Ejemplo: Redondo 20mm, o Rd 20mm

Tolerancia: Es el campo de variación, permitido por la norma, de las dimensiones de el calibre del producto acabado.

o Ejemplo: Rd 20+/- 0,5mm = Rd 20,5mm, Rd 19,5mm. Medidas de las secciones de los productos terminados:

o Ancho: Es la medida de la sección, tomada en la posición correspondiente a las luces del canal. Ejemplo:

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7 - DEFEITOS DE LAMINAÇÃOObjetivo: Apresentar históricos sobre DEFEITOS de laminação, e suas respectivas soluções, para que o operador possa conhecer a operação.7.1 - Definições1) Forma da barra ou do fio - máquina: corresponde ao formato geométrico da seção transversal reta do produto acabado.Exemplos: redondo (Rd), quadrado (Qd), sextavado, chato, “L” ou cantoneira, “I”, “U”, “H”, tribar, etc.2) Bitola: é a medida nominal da seção do produto acabado. Exemplo: Redondo 20 mm ou Rd 20 mm.3) Tolerância: é o campo de variação, permitido por norma, das dimensões da bitola do produto acabado.Exemplo: Rd 20 +/- 0,5 mm = Rd 20,5 mm Rd 19,5 mm.4) Medidas das seções dos produtos acabadosLargura: é a medida da seção, tomada na posição correspondente às luzes do canal.Exemplo:

Altura: Es la medida de la sección tomada en la posición a 90° del ancho y corresponde a la medida de la barra en la posición del fondo de la canal.

o Ejemplo:

Altura: é a medida da seção tomada na posição a 90º da largura e corresponde à medida da barra na posição do fundo do canal.Exemplo:

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Ancho

Luz

Altura

Luz

Espesor: Es la medida de la altura de las barras planas o la medida entre las caras paralelas de las alas de los perfiles.

o Ejemplo:

Espessura: é a medida da altura das barras chatas ou a medida entre as faces paralelas das abas dos perfisExemplo:

Medidas de los hombros de secciones redondas: Corresponde a la medida de las diagonales del redondo, posicionadas en aproximadamente 45° del ancho.

o Ejemplo:

Medidas dos ombros de seções redondas: corresponde à medida das diagonais do redondo, posicionadas a aproximadamente 45º da largura.Exemplo:

7.2. Defectos de forma y dimensión:Parámetros que caracterizan las barras y el alambrón laminados en caliente:

Vena o bigote (En inglés: Overfilled, que quiere decir sobrellenado).o Definición: Defecto caracterizado por la formación de una o dos protuberancias a lo largo de la

barra, producidas por el alargamiento del metal más allá de los límites del canal acabador, pasando desde el material por la luz de los cordones del canal.

o Descripción: Las venas pueden presentarse de los dos lados de la sección (fig. 1.1) o solamente

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Espesor

Hombro

Luz

de un lado de la sección (fig. 1.2). Las venas también se presentan en toda la longitud del producto terminado, pueden ser intermitentes, alternados u ocurrir apenas en partes, como en las puntas de cabeza y cola.

7.2 - Defeitos de Forma e Dimensão:Parâmetros que caracterizam as barras e fio - máquina laminados a quente.1) Friso ou Bigode (Em inglês: OVERFILLED)Definição: Defeito caracterizado pela formação de uma ou duas saliências ao longo da barra, produzidas pelo alargamento do metal além dos limites do canal acabador, passando parte desse material pela luz dos cordões do canal.Descrição: Os frisos podem se apresentar dos dois lados da seção (fig. 1.1) ou somente de um lado da seção (fig. 1.2). Os frisos podem também ocorrer em todo o comprimento do produto acabado, podem ser intermitentes, alternados ou ocorrer apenas em partes, como nas pontas da frente e de traz da barra.

o Causas y prevención/corrección: En función de la gran diversidad de maneras como las venas pueden ocurrir, las causas y las correspondientes formas de corrección pueden ser muy variadas.

Venas: La altura de la barra está debajo de la medida especificada en el calibre.

o Causa: Mala regulación de la luz entre los cilindros de la caja acabadora.

o Prevención/corrección: Abrir la luz de los cilindros hasta que la medida de la altura de la barra o alambrón quede con valor dentro de la especificación.

Vena de uno de los lados de la sección y falta de metal del lado opuesto, estando la altura de la barra en la medida del calibre.

o Causa: Caja de guía de entrada mal posicionada en relación al canal de laminación.

o Prevención y corrección: Posicionar correctamente la caja de guías de entrada.

Causas e prevenção/correção: Em função da grande diversidade de maneiras como os frisos podem ocorrer, as causas e as correspondentes formas de correção podem ser muito variadas.

Frisos- A altura da barra está abaixo da medida especificada da bitola.Causa: má regulagem da luz entre os cilindros da gaiola acabadora.Prevenção/correção: abrir a luz dos cilindros até que a medida da altura da barra ou fio – máquina fique com valor dentro da especificação. Se mesmo assim os frisos não desaparecerem completamente, fechar o canal ou os canais anteriores, para reduzir a seção de entrada. - Friso de um dos lados da seção e falta de metal no lado oposto, estando a altura da barra na medida da bitola.Causa: caixa de guia de entrada mal posicionada em relação ao canal de laminação.Prevenção/correção: posicionar corretamente a caixa de guias de entrada.

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fig1.1: Sección redonda con dos venas (foto)

fig1.2: Sección redonda com una vena (foto)

Cilindros fuera o canales desfasadas (en Inglés: Crossroll, que significa: cruce de cilindros)o Definición: Defecto caracterizado por dos aristas o salientes, a 180° una de otra, causada por el

hecho de que dos canales de laminación estén con las partes superior e inferior desalineadas axialmente, o sea, en posiciones no superpuestas correctamente.

o

2) Cilindros fora ou Canais defasados (Em inglês: CROSSROLL)Definição: Defeito caracterizado por duas arestas ou saliências, a 180º uma da outra, causadas pelo fato dos canais de laminação estarem com as partes superior e inferior desalinhadas axialmente, ou seja, em posições não superpostas corretamente.

o Descripción: Los salientes encontrados en las secciones laminadas con los canales desfasados se presentan de los dos lados de las barras, a lo largo de toda la longitud del material. Se distingue fácilmente de las venas, por presentar apenas una arista o canto de cada lado de la barra o alambrón.

Descrição: As saliências encontradas nas seções laminadas com os canais defasados se apresentam dos dois lados das barras, ao longo de todo o comprimento do material. Distingue-se facilmente dos frisos, por apresentarem apenas uma aresta ou canto de cada lado da barra ou fio-máquina.

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Parte superior de un canal para redondo

Desfasaje de los canales

Parte superior de un canal para cuadrado

Parte inferior de un canal para cuadrado

o Causa: Desalineamiento axial de los cilindros (torsión irregular).o Prevensión/corrección: Desplazar axialmente el cilindro móvil, para colocar las dos partes del

canal de laminación perfectamente superpuestas. Verifique si la guía de entrada de el pase está alineada por el canal del cilindro fijo. Verifique si el dispositivo de fijación axial de los cilindros no está roto y, si es necesario,

substituirlo. Verifique si el ángulo de torsión de la caja anterior está correcta. Verifique si el ángulo de torsión de la caja anterior está correcta.

o Observación: Los pases intermediarios de las secuencias de laminación también pueden presentar este tipo de defecto, lo que irá a causar la aparición de dobleces de laminación en el producto terminado.

Falta de material o sección flaca (En inglés: Underfilled, que significa: llenado deficiente).o Definición: Sección del producto terminado con la medida de la altura (h) mucho mayor que la

medida del ancho (y), h>y, indicando claramente falta de prellenado del canal acabador.

Causa: desalinhamento axial dos cilindros / Torção irregular.Prevenção/correção: deslocar axialmente o cilindro móvel, para colocar as duas partes do canal de laminação perfeitamente superpostas. Verifique se a guia de entrada do passe esta alinhada pelo canal do cilindro fixo.Verificar se o dispositivo de fixação axial dos cilindros não está rompido e, se necessário, substituir.Verificar se o angulo de torção da gaiola anterior está correta.Verificar se o angulo de torção da gaiola anterior está correta.Observação: Os passes intermediários das seqüências de laminação também podem apresentar esse tipo de defeito, o que irá causar o aparecimento de dobras de laminação no produto acabado.3) Falta de material ou seção magra (Em inglês: UNDERFILLED)Definição: Seção do produto acabado com a medida da altura (h) muito maior que a medida da largura (y), h > y, indicando claramente falta de preenchimento do canal acabador.

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Ar

e s t a l o n g i t u d i n a l

Ar

e s t a l o n g i t u d i n a l

Barra redonda laminada con canales defasados

o Causa: La sección de entrada del canal acabador está menor que la necesaria para el correcto llenado del producto terminado.

o Prevención/Corrección: Ajustar la luz del canal anterior al canal acabador y, eventualmente, de los canales anteriores, para aumentar la sección de entrada en el canal acabador.

Fuera de escuadra (En inglés: Rhomboidity, que significa romboidez)o Definición: Producto terminado con plano de simetría, sin embargo, con los ángulos fuera de

escuadra.o Descripción: Defecto normalmente encontrado en platinas con cantos vivos, cuya sección posee dos

ángulos opuestos mayores que 90° y los otros dos menores que 90°.

Causa: a seção de entrada no canal acabador está menor que a necessária para o correto preenchimento do produto acabado.Prevenção/correção: regular a luz do canal anterior ao canal acabador e, eventualmente, dos canais anteriores, para aumentar a seção de entrada no canal acabador.4) Fora de esquadro (Em inglês: RHOMBOIDITY)Definição: Produto acabado com plano de simetria, porem com os ângulos fora de esquadro.Descrição: Defeito normalmente encontrado em chatos com cantos vivos, cuja seção possui dois ângulos opostos maiores que 90º e os outros dois menores que 90º.

Cantos redondeados (En inglés: Underfilled edgues, que significa bordes sin llenado).o Definición: Es el defecto que ocurre en los productos terminados, cuyas secciones poseen uno o más

radios de redondeo de cantos que sobrepasan la tolerancia establecida.o Descripción: Todas las secciones acabadas que poseen uno o más ángulos con “aristas vivas”, como

cuadrados, triángulos, platinas con cantos vivos, perfiles “L”, “I”, “T”, etc., poseen especificación de mayor radio de redondeo permitido para esas aristas. Toda vez que la sección presenta radio de canto mayor que el tolerado, en esos puntos, ocurre un defecto.

o Causas y corrección (en cualquier tipo de sección: Primera causa: Temperatura de laminación muy alta, causando alargamiento por debajo

de lo previsto.

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faja

Altura >

ángulo < 90º

ángulo > 90º

Ancho <

Prevención/corrección: Ajustar correctamente el horno, para que las palanquillas sean calentadas a la temperatura correcta, lo que irá a conducir en un alargamiento correcto del material.

Segunda causa: Diseño incorrecto de la secuencia de canales acabadores (calibración). Prevención/corrección: Revisión del proyecto de calibración, principalmente de

la secuencia acabadora. Rayas (En inglés: Scratches, que significa rayas)

o Definición: Son marcas longitudinales producidas en la superficie de los productos laminados, consecuentes de cortes de esa superficie por aristas u objetos puntiagudos, durante el proceso de laminación.

o Descripción: Durante el proceso de laminación, el material laminado se desplaza, friccionándose en partes como las guías, cajas, conductore, etc. En caso que existan en estos equipos, aristas u otras partes puntiagudas, el material laminado será cortado ocurriendo entonces un arrancamiento de una tira del metal. En ese lugar el producto quedará con una marca larga, que puede mantenerse abierta hasta el producto final o sufrir rebatimiento de sus bordes, quedando cerrado en el producto acabado.

o

5) Cantos arredondados (Em inglês: UNDERFILLED EDGES)Definição: É o defeito ocorre em produtos acabados, cujas seções possuem um ou mais raios de arredondamento de cantos ultrapassando a tolerância estabelecida.

Descrição: Todas as seções acabadas que possuem um ou mais ângulos com “arestas vivas”, como quadrados, triângulos, chatos com cantos vivos, perfis “L”, “I”, “T”, etc, possuem especificação do maior raio de arredondamento permitido para essas arestas. Toda vez que a seção apresentar raio de canto maior que o tolerado, nesses pontos, ocorre o defeito.

Causas e correção (Em qualquer tipo de seção.)

1ª Causa: Temperatura de laminação muito alta, causando alargamento abaixo do previsto.Prevenção/correção: Regular corretamente o forno, para que os tarugos sejam aquecidos à temperatura correta, o que irá conduzir a um alargamento correto, do material.2ª Causa: Projeto incorreto da seqüência de canais acabadores (calibração).Prevenção/correção: Revisão do projeto de calibração, principalmente da seqüência acabadora.6) Riscos (Em inglês: SCRATCHES)Definição: São marcas longitudinais produzidas na superfície dos produtos laminados, decorrentes de cortes dessa superfície por arestas ou objetos pontiagudos, durante o processo de laminação.Descrição: Durante o processo de laminação, o material laminado se desloca, friccionando em partes do laminador como guias, calhas, condutores, etc.Caso existam, nesses equipamentos, arestas ou partes pontiagudas, o material laminado será cortado, ocorrendo então o arrancamento de uma tira de metal.Nesse local do produto ficará uma marca longa, que pode manter-se aberta até o produto final ou sofrer o rebatimento de suas bordas, ficando fechado no produto acabado.

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Cantos redondeados

Raya abierta

Marcas de canal (En inglés: Roll marks, que significa: marcas de cilindros).o Definición: Las marcas de canal son salientes o depresiones, impresas en la superficie de la

barra y que se repiten periodica y regularmente, en cada giro del cilindro.o Descripción: Las marcas de cilindros, cuando son ocasionadas en los dos últimos pases de la

secuencia de laminación, aparecen como salientes en relieve o como depresiones relativamente bajas. Si las marcas fueran ocasionadas en pases intermediarios de la secuencia de laminación, pueden desaparecer, con las reducciones de los pases siguientes, se presentan como superficies irregulares en el producto terminado o pueden formar pajas o estrías. De cualquier forma, la característica principal de ese defecto es que se repite con periodicidad, a lo largo de todo el producto terminado.

7) Marcas de canal (Em inglês: ROLL MARKS)Definição: As marcas de canal são saliências ou depressões, impressas na superfície da barra e que se repetem periódica e regularmente, a cada giro do cilindro.Descrição: As marcas de cilindros, quando ocasionadas nos dois últimos passes da seqüência de laminação aparecem como saliências em relevo ou como depressões relativamente rasas.Se as marcas forem ocasionadas em passes intermediários da seqüência de laminação, podem desaparecer, com as reduções dos passes seguintes, apresentar-se com superfície grosseira no produto acabado ou formar PALHAS ou ESTRIAS.De qualquer forma, a característica principal desse defeito é ser repetido com periodicidade, ao longo de todo o produto laminado.

Pajas:o Causas: Las marcas salientes son provocadas por cavidades o depresiones, existentes en los

canales de laminación. Esas cavidades o depresiones en los canales de laminaicón pueden ser causadas, por ejemplo, debido al desgaste excesivo, grietas térmicas de los cilindros, o pasaje de una zona fría o falta de refrigeración en el canal.

8) PalhasCausas: As marcas salientes são provocadas por cavidades ou depressões, existentes nos canais de laminação. Essas cavidades ou depressões nos canais podem ser causadas, por exemplo, devido o desgaste excessivo, trincas térmicas dos cilindros, ou passagem de uma cauda fria ou falta de refrigeração no canal.

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Marcas en salientes, provocadas por grietas térmicas em el canal acabador.

Pajas y salientes causados por cilindros excesivamente desgastados

Cascarilla impresa (en inglés: Rolled-in scale, que significa laminilla incrustada laminada:o Definición: Es un defecto superficial provocado por la impresión de laminilla sobre la barra,

durante la laminación.o Descripción: Durante la laminación, láminas de cascarilla formada en el horno son comprimidas

sobre la superficie de la barra y causan depreseiones de formas y distribución aleatoria. Esa lámina impresa sobre la superficie de la barra puede desprenderse a lo largo del proceso de laminación, dejando una depresión, o pudiendo quedar hasta el final incrustada superficialmente en el producto terminado. Esa laminilla incrustada sobre la superficie de la barra puede ser provocada también por la refrigeración irregular

9) Carepa impressa (Em inglês: ROLLED-IN SCALE)Definição: É um defeito superficial provocado pela impressão da carepa sobre a barra, durante a laminação.Descrição: Durante a laminação, placas da carepa formada no forno são comprimidas sobre a superfície da barra e causam depressões de formas e distribuição aleatórias. Essa carepa impressa sobre a superfície da barra pode se destacar ao longo do processo da laminação, deixando uma depressão, ou pode permanecer até o final, incrustada superficialmente nos produtos acabados.Essa carepa impressa sobre a superfície da barra pode ser provocada também por refrigeração irregular.

7.3. Instrumentos y aparejos usados en la inspección y control de calidad: Instrumentos de campo:

o Instrumentos de medición – micrómetros, relojes comparadores, goniómetros, paquímetros, escuadras, cintas métricas.

o Micrómetro de exteriores, galgas.o Banco óptico para ajuste de canales y guías.

Instrumentos de laboratorio:o Máquina de ensayo de tracción y máquina de recalcado.o Aparato de magnatest.o Aparato de ultrasonido.o Banco de test magnético de partículas.o Máquina de recalque.o Banco de macrografía.o Banco de micrografía.

Equipos instalados en la línea de producción:o Medidor de calibre.o Detector de defectos de superficie.

7.3 - Instrumentos e Aparelhos Usados na Inspeção e Controle de Qualidade.1 – Instrumentos de Campo

Instrumentos de medição – micrômetros, relógios comparadores, goniômetros, paquímetros, esquadro, trena. Espião de Lâminas

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Marcas de carepa impressa

Marcas de carepa

Banco ótico de ajuste de canais e guias

2 – Instrumentos de Laboratório Máquina de ensaio de tração e máquina de dobramento; Aparelho de magnateste; Aparelho de ultra-som; Banco de teste magnético de partículas; Máquina de recalque; Banco de macrografia; Banco de micrografia.

3 – Equipamentos instalados na linha de produção Medidor de bitola; Detector de defeitos de superfície.

8 – Bibliografia

1 – Wusatowski – Wydawnictwo “SLASK” – Fundamentals of Rolling.2 – ABM – Edição – 1982, 1987 e 1994-Laminação e Calibração de Produtos não-Planos de Aço.3 – Hubertus Colpaert – Metalografia.4 – Polukin e outros – Rolling Mill Pratice.5 – Burtsev. K – Rolling Pratice.6 – COPAR - Processo de Laminação Operacional.7 – BELGO - Curso de Metalurgia Física e Ensaios Mecânicos.8 – ELETROMETAL – Tecnologia dos Aços – 1981. Diversas informações.

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9 - MCC – Diversas informações.10 - SMJ - Curso de Laminação, 1994 – Guaraci Barbosa.11 - BELGO - Curso de Tratamento Térmico, 2003 – G. Barbosa.12 - VOTORANTIM METAIS - Curso de Laminação, 2001 – G. Barbosa.13 - KOCKS – Catálogos diversos e trabalhos apresentados em eventos da ABM.14 - KSC Group – Catálogos diversos.15 - ABM – Congresso 1993 e Simpósio de Laminação 1994 e 2002.16 - ACESITA - Teoria Básica de Laminação - Aldair da Silva Bueno.17 - SAFFRAN – LINCO - paper.18 – ABMM - Processo de Laminação dos Aços – Uma Introdução – Rizzo E. M. da Silveira.19 – VS – Manual de Gestão de Desempenho - GLB20 – VS – Defeito de Laminação. Hélio F. Linhares.

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