134399572 Apostila de Laminacao 1

8/10/2019 134399572 Apostila de Laminacao 1

1/12

1

.PROCESSO DE LAMINAO

1- INTRODUO:-

Laminao o processo de conformao mecnica que consiste em modificar a seotransversal de um material passando-o entre dois cilindros que giram em sentido contrrio. Os

produtos podem ser planos (chapas) ou no planos (perfis mais ou menos complexos).Na laminao o material submetido a tenses compressivas elevadas, resultantes da ao de

prensagem dos rolos e a tenses cisalhantes superficiais, resultantes do atrito entre os rolos e omaterial. As foras de atrito so tambm responsveis pelo ato de "puxar" o metal para dentro doscilindros.

o processo de transformao mecnica mais utilizado na fabricao de chapas e perfis, poisapresenta alta produtividade e um controle dimensional do produto acabado que pode ser bastante

preciso, alm de uma grande variedade de produtos.

A reduo ou desbaste inicial dos lingotes (produtos padronizados da fundio, conformemostra a figura abaixo) em blocos, tarugos ou placas realizado normalmente por laminao aquente. Depois dessa fase, segue-se uma nova etapa de laminao a quente para transformar o

produto em chapas grossas, tiras a quente, vergalhes, barras, tubos, trilhos ou perfis estruturais.Muitos ainda passam pela laminao a frio, que produz excelente acabamento superficial,

com boas propriedades mecnicas e controle dimensional rigoroso do produto final.


2/12

2

2- LAMINADORES:-

Um laminador consiste basicamente de cilindros (ou rolos), mancais, uma carcaa chamadade gaiola ou quadro para fixar estas partes, e um motor para fornecer potncia aos cilindros econtrolar a velocidade de rotao. As foras envolvidas na laminao podem facilmente atingirmilhares de toneladas, portanto necessria uma construo bastante rgida, alm de motores muito

potentes para fornecer a potncia necessria.Dessa forma, o custo de uma moderna instalao de laminao da ordem de milhes de

dlares e so consumidas muitas horas de projetos, uma vez que esses requisitos so multiplicadospara as sucessivas cadeiras de laminao contnua (chamado de tandem mill).

Os cilindros de laminao so de ao fundido ou forjado e so compostos geralmente de trspartes, sendo:

Mesa: onde se realiza a laminao, podendo ser lisa ou com canais;Pescoos: onde se encaixam os mancais;Trevos ou garfos de acionamento: responsvel pelo tracionamento do mecanismo.

Os cilindros so aquecidos pelo material laminado a quente e de grande importncia umresfriamento adequado desses cilindros, usualmente atravs de jatos de gua.

Os mancais servem de apoio aos cilindros. Eventuais deformaes destas peas provocariamvariaes dimensionais nos produtos, o que altamente indesejvel.

Trs tipos de mancais so usados em laminadores: Mancais de frico, onde o pescoo gira sobre casquilhos de bronze, madeira, etc.,

devidamente lubrificados; Mancais de rolamento;


3/12


4/12

4

dois sentidos, passando-o alternadamente entre o cilindro superior e o intermedirio e entre ointermedirio e o inferior.

medida que se laminam materiais cada vez mais finos, h interesse em utilizar cilindros detrabalho de pequeno dimetro. Contudo, devido ao menor dimetro, estes cilindros podem fletir.Devido a isso devem ser apoiados em cilindros de encosto, figura 4. Este tipo de laminador

denomina-se Qudruo, podendo ser reversvel ou no.


5/12

5

Quando os cilindros de trabalho so muito finos, podem fletir tanto na direo vertical quantona horizontal devendo, portanto serem apoiados nessas duas direes. Um laminador que permiteestes apoios o Sendzimir, mostrado na figura 5. Outro laminador muito utilizado o universal, quedispe de doispares de cilindros de trabalho, com eixos verticais e horizontais, figura 6.

Foto de um Laminador de Sendzimir.


6/12

6

Barras de seo circular e hexagonal, e perfis estruturais (como vigas em I, calhas e trilhos)so produzidos em grande quantidade por laminao a quente com cilindros ranhurados, conformemostrado nas figuras abaixo.

Cilindros horizontais e verticais conjugados so empregados na produo a quente de perfis"H":

A laminao de barras e perfis difere da laminao de planos, pois a seo transversal dometal reduzida em duas direes. Entretanto, em cada passe o metal normalmente comprimidosomente em uma direo. No passe subseqente o material sofre giro de 90. Uma vez que o metal seexpande muito mais na laminao a quente de barras do que na laminao a frio de folhas, o clculoda tolerncia necessria para a expanso um problema importante no planejamento dos passes para

barras e perfis. Um mtodo tpico para reduzir um tarugo quadrado numa barra alternando-se passesatravs de ranhuras ovais e quadradas. O planejamento dos passes para perfis estruturais muito maiscomplexo e requer experincia.

A maioria dos laminadores de barras equipada com guias para conduzir o tarugo para asranhuras e repetidores para inverter a direo da barra e conduzi-la para o prximo passe. Oslaminadores desse tipo podem ser normalmente duos ou trios. A instalao comum para a produode barras consiste em uma cadeira de desbaste, uma cadeira formadora e uma cadeira de acabamento.

A laminao de tubos sem costura se d comumente pelo processo "Mannesmann". A partirde uma barra de seo circular macia obtm-se um tubo sem costura, utilizando os seguinteslaminadores:

1 Etapa-) Puncionador: Realiza o puncionamento do tarugo, obtendo tubos curtos com

paredes grossas.


7/12

7

2 Etapa-) Passo de peregrino: O tubo curto obtido na etapa anterior submetidoa este laminador com o objetivo de reduzir a espessura da parede e aumentar ocomprimento. necessrio posterior acabamento, para desempenar e melhorartolerncia e acabamento superficial.

Processo Manesmann para fabricao de tubo sem costura.

Existem ainda outros tipos de processos de laminao mais especializados, como o planetrio,de bolas, etc.

4- LAMINAO A QUENTE:-

Quando a matria prima o lingote, a primeira operao de laminao ocorre em umlaminador desbastador, que usualmente um duo reversvel cuja distncia entre os rolos pode ser


8/12

8

variada durante a operao. Na operao de desbaste utiliza-se tambm laminadores universais, osquais permitem dar uma melhor forma ao produto. Os produtos desta etapa so blocos (bloom,seo quadrada) ou placas (slab, seo retangular).

As placas so laminadas at se tornarem chapas (espessura inferior a 4,775 mm) ou tiras aquente (espessura inferior a 0,3 mm). Na laminao de chapas, utilizam-se laminadores duos ou

qudruos reversveis, sendo este ltimo o mais utilizado. Na laminao de tiras, comumente utilizamlaminadores duos ou qudruos reversveis numa etapa preparatria, e posteriormente um tremcontnuo de laminadores qudruos.

A figura abaixo mostra esquematicamente um trem contnuo de laminao a quente. Apslaminao, o material sofre decapagem (a pelcula de xido de ferro que se forma na superfcie doao laminado a quente, removida com sprays de gua em alta presso ou outros mtodos), recebespray de leo e bobinado quente. Segue posteriormente para o mercado ou para a laminao afrio.

Deve-se observar que, com o lingotamento contnuo, produzem-se placas e tarugosdiretamente da mquina de lingotar, evitando-se uma srie de operaes de laminao, em especial alaminao desbastadora.


9/12

9

Na produo de perfis especiais na maioria das vezes so necessrias diversas etapas emsequncia, partindo-se do lingote, at se atingir o perfil desejado, como exemplificado na figuraabaixo:

As indstrias de transformao de no ferrosos operam com uma diversidade muito grande deprodutos, portanto os equipamentos utilizados na laminao a quente desses materiais so muitomenos especializados do que os empregados na laminao a quente de aos. Os lingotes de materiaisno ferrosos so menores e as tenses de escoamento so normalmente mais baixas do que as dosmateriais ferrosos, o que permite o uso de laminadores de pequeno porte. Laminadores duos ou triosso normalmente usados para a maioria dos metais no ferrosos na laminao a quente, entretanto,laminadores qudruos contnuos so usados para as ligas de alumnio.

5- LAMINAO A FRIO:-

A laminao a frio empregada para produzir tiras e folhas (a tira difere da folha pelo melhorcontrole dimensional) com acabamento superficial e tolerncias dimensionais superiores, quandocomparadas com as tiras produzidas por laminao a quente. Alm disso, o encruamento resultanteda reduo a frio pode ser aproveitado para dar maior resistncia ao produto final. Os materiais de

partida para a produo de tiras de ao laminadas a frio so as bobinas a quente decapadas,resultantes dos trens contnuos de laminao. A laminao a frio de metais no ferrosos pode serrealizada a partir de tiras a quente ou, como no caso de certas ligas de cobre, diretamente de peasfundidas.

Trens de laminadores qudruos de alta velocidade com trs a cinco cadeiras (laminadores) soutilizados para a laminao a frio do ao, alumnio e ligas de cobre. A laminao contnua tem altacapacidade de produo, o que resulta num custo de produo baixo.

A reduo total atingida por laminao a frio geralmente varia de 50 a 90%. Quando seestabelece o grau de reduo em cada passe ou em cada cadeira de laminao, deseja-se umadistribuio to uniforme quanto possvel nos diversos passes sem haver uma queda acentuada em

relao reduo mxima em cada passe. Normalmente, a porcentagem de reduo menor feita noltimo passe para permitir um melhor controle do aplainamento, bitola e acabamento superficial.

6- PROCESSAMENTO TERMOMECNICO:-

Na indstria de fabricao do ao as dimenses externas de muitos produtos comerciais soresultados da conformao a quente, como na laminao, enquanto que, as propriedades mecnicasso obtidas pela adio de elementos de ligas e por tratamento trmico aps laminao a quente.

A tendncia atual, para produtos que necessitam propriedades especficas, a unio dalaminao com processos de tratamento trmico, chamado de processamento termomecnico. Foidesenvolvida para melhorar as propriedades mecnicas dos materiais j na laminao, atravs do

controle do processo de deformao quente. Laminao controlada, resfriamento acelerado etmpera direta, so exemplos tpicos de processamentos termomecnicos. Dessa forma, minimiza-seou at elimina-se o tratamento trmico aps a laminao quente.

Tal processo geralmente ocasiona uma mudana no projeto de composio qumica do ao ereduo na produtividade da laminao quente, mas tornam possveis redues na quantidade total


10/12

10

de elementos de liga, melhoram a soldabilidade, aumentam a tenacidade e algumas vezes produzemnovas e benficas caractersticas no ao.

7- DEFEITOS EM PRODUTOS LAMINADOS:-

Os produtos laminados podem apresentar defeitos que geralmente so originados nafabricao do prprio lingote. Os defeitos mais comuns dos produtos laminados so:A) Vazios - Podem ser originados de rechupes ou gases retidos durante a solidificao do

lingote. Eles causam tanto defeito na superfcie quanto enfraquecimento da resistncia mecnica doproduto.

B) Gotas frias - So respingos de metal que se solidificam nas paredes da lingoteira durante ovazamento. Posteriormente, eles se agregam ao lingote e permanecem no material at o produtoacabado na forma de defeitos na superfcie.

C) Trincas - Aparecem no prprio lingote ou durante as operaes de reduo que acontecemem temperaturas inadequadas. Exemplos:

D) Dobras - So provenientes de redues excessivas no qual um excesso de massa metlicaultrapassa os limites do canal e sofre recalque no passe seguinte.

E) Incluses - So partculas resultantes da combinao de elementos presentes nacomposio qumica do lingote, ou do desgaste de refratrios e cuja presena pode tanto fragilizar omaterial durante a laminao quanto causar defeitos na superfcie. Se forem dcteis e mais moles doque a matriz, assumem forma alongada (detalhe 1, da figura abaixo) (ex. MnS no ao). Se foremfrgeis quebram-se em fragmentos que se orientam paralelamente direo principal de trabalho(detalhe 2) (ex. Al2O3 no ao). Se forem mais duras e mais resistentes do que a matriz, no sedeformam (detalhe 3) (ex. SiO2 no ao).


11/12

11

F) Segregaes - Acontecem pela concentrao de alguns elementos nas partes mais quentesdo lingote, as ltimas a se solidificarem. Elas podem acarretar heterogeneidades nas propriedades,alm de fragilizao e enfraquecimento de sees dos produtos laminados.

Alm disso, o produto pode ficar empenado, retorcido, ou fora de seo, em conseqncia dedeficincias no equipamento, e nas condies de temperatura sem uniformidade ao longo do

processo.

8- TEORIA GERAL DA LAMINAO:

Analisando a figura abaixo, durante o processo de laminao de uma chapa, podemosverificar que nos pontos onde o material toca os cilindros de trabalho, determinamos o Plano deEntrada. Nesta posio, o material se encontra com uma velocidade de entrada (V1) e com umaespessura de entrada (h1).


12/12

Documents

134399572 Apostila de Laminacao 1