Fornos de reaquecimento e Laminação a quente

8/12/2019 Fornos de reaquecimento e Laminao a quente

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FORNOS DE REAQUECIMENTO

Sua funo principal elevar a temperatura dosprodutos semi-acabados, (tarugos ou placas}, at

que o material esteja suficientemente plstico parapermitir a reduo mecnica seco desejada.


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CONDIES QUE AFETAM A OPERAO E QUALIDADEDO AO QUE DEVEM SER ATENDIDAS:

1. A temperatura dever ser suficientemente alta para noobrigar a reduzir a velocidade de produo do laminador,nem submeter os cilindros a presses excessivas;

2. No dever ocorrer superaquecimento, pois a temperaturademasiado elevada ir afetar a seco, as propriedades

fsicas e a estrutura de gro de produto acabado;


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CONDIES QUE AFETAM A OPERAO E QUALIDADEDO AO QUE DEVEM SER ATENDIDAS:

3. O aquecimento deve ser uniforme em toda a seco e emtodo o comprimento, para evitar rupturas internas, ou umavariao, tanto na seco, como na estrutura de gro doproduto acabado;

4. Cada pea de ao da mesma ordem de produo deve seraquecida, em seqncia, aproximadamente a mesmatemperatura, para evitar atrasos na laminao devido a ajustenos cilindros; e,5. O aquecimento deve permitir o fluxo adequado de calor,sem haver fuso da superfcie externa e, tambm, para evitartrincas e tenses internas, causadas por diferenas muitograndes de temperatura entre o ncleo e a superfcie da pea.


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Vantagens dos fornos descontnuos podemos citar:

1. Permitir o aquecimento de vrios tipos de aos ou dimenses

diferentes de peas que necessitam um processo deaquecimento especfico, o que pode ser melhor executado emlotes separados do que misturados no mesmo forno;

2. Podem operar a temperaturas mais elevadas do que um fornocontnuo, podendo-se 'lavar' a superfcie do ao, isto , fundirparcialmente a crosta de xido para remover defeitos dasuperfcie, sem haver o perigo das peas colarem umas nasoutras;

3. Possibilidade de misturar de peas de aos diferentes dentrodo forno menor;4. Sem despesas adicionais para esvaziar o forno, no fim de um

programa de aquecimento.


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Desvantagens dos fornos descontnuos:

1. Elevado investimento por tonelada de produo;

2. Baixa eficincia da soleira (pequena rea deutilizao);

3. Maior quantidade de pessoal necessrio paraoperar o forno;

4. O comprimento das peas limitado (6 m) devidos dificuldades no sistema de manuseio ecarregamento.


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FORNOS CONTNUOSEstes fornos possuem, em geral, vrias zonas de aquecimentoem seu interior. O material carregado em uma extremidade,sendo forado a caminhar pelo interior do forno pela ao deempurradores ou vigas.Nos fornos contnuos, tanto a carga como a descarga, serealizam de maneira peridica durante a operao.

Vantagens podemos citar:1. Elevada produo;2. Menor quantidade de mo-de-obra por tonelada aquecida;

3. Menores custos de depreciao e manuteno por toneladaaquecida; grande produo por metro quadrado de reaocupada.4. No caso de vrias zonas, melhor controle do ritmo deaquecimento;


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Desvantagens dos fornos contnuos:

1. Falta de flexibilidade no atendimento de pequenasencomendas ou diversos tipos de aos;2. Os lados do material devem ser planos para evitarempilhamento de peas na soleira;3. maior custo para esvaziar o forno na reparao ou no finalde programa de produo, exceto no caso de vigascaminhantes;4. O esvaziamento do forno em caso de acidente muitotrabalhoso, provocando grandes perdas de tempo.

5. Maior perigo de haver mistura de peas de diferentes aosdentro do forno;6. Maior dificuldade para empurrar diferentes sees dentro doforno (exceto no caso de vigas caminhantes).


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Os fornos contnuos podem ser classificados quantoa maneira como as peas so aquecidas e

conduzidas no interior do forno em: Fornos de empurrar e Fornos de viga caminhantes.

Com o sistema de empurrar, teremos um fornosensvel do ponto de vista mecnico, uma vez que,habitualmente, peas mveis no interior do forno,devido s altas temperaturas reinantes no interior domesmo, sempre so crticas.


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Uma outra vantagem muito importante a

maior uniformidade de temperatura das peasaquecidas devido ao fato de no haver contatopermanente delas com os suportes (strids)para sustentao durante o aquecimento.

Os fornos de reaquecimento contnuospossuem trs zonas de combusto:


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1. Zona de pr-aquecimento

Onde o material que entra a temperatura ambiente aquecido, em contracorrente,at uma temperatura daordem de 700 C, pelos gases da combustoprocedentes das outras zonas em direo ao

recuperador onde aquecer o ar de combusto.2. Zona de aquecimento ou intermediria

Regio de grande fluxo de calor onde o material aquecido na superfcie at uma temperatura de1250C, principalmente por radiao do calor daschamas dos queimadores (em torno de 10).


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3. Zona de encharque

Equipada com queimadores (radiao de calor) ondese consegue que a diferena e temperatura entre oponto mais frio (ncleo) e o ponto mais aquecido dapea,seja reduzida ao mnimo, no representandoum problema para o trem de laminao ou para aqualidade do produto final laminado.


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Esquema mostrando um forno de reaquecimentode empurrar com trs zonas.


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Esquema mostrando detalhes do mecanismo de vigas caminhantesde modo a permitir o deslocamento de placas sem riscar a superfciedas mesmas em um forno de vigas caminhantes.


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LAMINAO

A laminao um processo de conformao mecnica noqual o material forado a passar entre dois cilindros, girandoem sentidos opostos, com praticamente a mesma velocidadesuperficial e separados entre si de uma distncia menor que ovalor da espessura inicial do material a ser deformado.Na laminao os produtos semi-acabados so transformadosem produtos acabados que devem atender as especificaesestabelecidas em termos de propriedades mecnicas, forma,

dimenses, dentre outros critrios.


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Esquema mostrando um material sendo laminado.


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Esquema mostrando cilindros com canais de um laminador fixo.

Esquema mostrando um trem contnuo de laminao.


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O processo de laminao pode ser feito a frio ou a quente.Normalmente, a laminao a quente usada para as

operaes de desbaste e a laminao a frio, para asoperaes de acabamento.

Geralmente, utiliza-se um ou dois conjuntos de cilindros para alaminao aquente, de modo que o lingote ou o esboo passavrias vezes entre os mesmos cilindros.

As ltimas etapas da laminao a quente e a maior parte dalaminao a frio so efetuadas comumente em mltiplos

conjuntos de cilindros denominados trens de laminao.


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As matrias-primas iniciais para laminao soconstitudas geralmente por lingotes fundidos;

blocos, tarugos ou placas do lingotamento contnuoou mais raramente placas eletrodepositadas.

Ainda possvel a laminao diretamente do p,atravs de um processo especial que combinametalurgia do p comlaminao.


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Os principais objetivos da laminao so:

1. obter um produto final com tamanho e formatoespecificados, com uma alta taxa de produo e umbaixo custo;2. obter um produto final de boa qualidade, compropriedades mecnicas e condies superficiaisadequadas.3. O nmero de operaes necessrias para atender aestes objetivos do processo de laminao, dependedas especificaes estipuladas para a forma,propriedades mecnicas, condies superficiais(rugosidade, revestimentos,etc.) e em relao a macroe microestrutura do produto laminado.


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Para obteno de produtos laminados as principaisetapas so:

1. Preparao do material inicial para a laminao;2. Aquecimento do material inicial;3. Laminao a quente;4. Acabamento e/ou tratamento trmico (caso deser produto final);5. Decapagem;6. Laminao a frio (caso seja necessrio);7. Tratamento trmico;8. Acabamento e revestimento.


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Durante as etapas de laminao, deve-se efetuar um

controle de qualidade do produto para se detectar apresena de defeitos, tais como trincas e vaziosinternos, afim de se evitar que um produto comexcesso de defeitos, portanto, rejeitvel, continue

sendo processado, com desperdcio de tempo eenergia.


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DEFINIES DOS PRODUTOS LAMINADOS

comum para os produtos siderrgicos a adoo deuma primeira classificao como aos planos e no-planos.

Entende-se por produtos planos aqueles cuja formada seo transversal retangular, sendo que alargura do produto vrias vezes maior do que a suaespessura.


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Produtos no-planos, pelo contrrio, tem sua seotransversal diferente da forma retangular (exceo debarras chatas, alguns blocos e tarugos), formas emgeral complexas e variadas, embora j se tenhaformas consagradas e limitadas. o caso de perfis tais como H, I, U, trilhos e outros.

Os produtos siderrgicos podem tambm serclassificados em acabados ou semi-acabados quantoa aplicabilidade direta destes.So denominados semi-acabados, ou intermedirios,em virtude de praticamente no existir aplicaodireta para os mesmos, salvo para posteriorprocessamento por laminao, extruso, trefilao,etc. que os transformaro em produtos finais ou sejaacabados.


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Os produtos siderrgicos podem tambm serclassificados em acabados ou semi-acabados quantoa aplicabilidade direta destes.

So denominados semi-acabados, ou intermedirios,em virtude de praticamente no existir aplicaodireta para os mesmos, salvo para posteriorprocessamento por laminao, extruso, trefilao,etc. que os transformaro em produtos finais ou sejaacabados.


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CLASSIFICAO DOS PRODUTOS LAMINADOSBlocos: Seo quadrada ou ligeiramente retangular, entre 150e 300mm de lado.

Placas : Seo retangular com espessura entre 50 e 230mm e610 a 1520mm de largura.

Tarugos : Seo quadrada ou circular, entre 50 e 125 mm delado, (ou dimetro).

Fio-mquina : normalmente de seo circular com o dimetro

menor que 12,7mm, produzido em rolos ou bobinas.Barras : Seo quadrada, circular ou poligonal com dimensesmenores que 100mm.


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CLASSIFICAO DOS PRODUTOS LAMINADO

Perfis Normais : Com seo mais elaborada, como cantoneiras,

T, Z, U, etc., com altura da alma maior que 80 mm.Chapa Grossa : Largura acima de 200 mm, espessura maiorque 5 mm.

Tiras Laminadas a Quente : largura entre 610 a 2438 mm,espessuras entre 1,19 a 12,7mm.

Tiras Laminadas a Frio : larguras entre 400 e 1650 mm,espessura entre 0,358 mm e 3mm.

Bobina : Produto plano laminado com largura mnima de 500mm enrolado na forma cilndrica.


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Duo com retomo por cima : Consiste em dois cilindros, colocados umsobre o outro. A pea laminada ao passar entre os dois e devolvidapara o passe seguinte, passando sobre o cilindro superior.

Duo reversvel: aquele em que o sentido de rotao dos cilindros invertido aps cada passagem da pea atravs do laminador .

Duplo Duo: Usado na laminao de barras de aos especiais, consiste emdois conjuntos Duo, com sentidos de movimento opostos, colocados emplanos verticais paralelos e montados numa cadeira de laminao nica.

Contnuo: Vrias cadeiras so colocadas uma aps a outra, numa linhareta, de modo que a pea a ser laminada avana continuamente, sendo

trabalhada sucessivamente em vrios passes ao mesmo tempo, at quesaia da ltima cadeira, como produto acabado .

TIPOS DE CADEIRAS DE LAMINACO


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Trio: Trs cilindros so dispostos um sobre o outro e a pea

introduzida no laminador, passando entre o cilindro de baixo eo mdio e retoma entre o superior e o central.

Qudruo: Nos laminadores Qudruo, as chapas grossas ouas tiras a quente podem ser laminadas com espessura maisuniforme no sentido transversal, porque os cilindros deapoio, superior e inferior, impedem a flexo excessiva dos detrabalho.

Universal: Constitui uma combinao de cilindros horizontaise verticais, normalmente montados na mesma cadeira delaminao.

TIPOS DE CADEIRAS DE LAMINACO


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Esquema de cadeiras duo com retorno por cima (I)e duplo duo (II)


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Esquema de cadeiras duo reversvel e trio.


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Cadeiras qudruo esquerda e universal direita.


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Laminador universal tipo Grey .


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Laminadores com mltiploscilindros, direita , Laminador

planetrio.

Com seis cilindros esquerda

Laminadores com mltiplos cilindros,


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CLASSIFICAO DOS LAMINADORES PELAS CONDIES DE TRABALHO

Laminao a quente:

aquela que se realiza a temperaturas acima do pontocrtico do ao, ou seja: a cada passe no laminador reduz otamanho do gro, o qual cresce novamente, assim que apresso retirada. O tamanho do gro final determinadopela temperatura e pela porcentagem de reduo do ltimopasse.


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Antes do trabalho a frio, necessrio remover a camada

de xido por meio da decapagem, com o intuito de seobter boa superfcie no produto acabado.

A laminao a frio tem como conseqncia um aumento dadureza e da resistncia trao, ao mesmo tempo quereduz a ductilidade e o tamanho do gro do ao.


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Os laminadores desbastadores, tambm conhecidos pelonome de blooming ou slabbing, operam a partir de lingotes.

No caso de lingotes grandes, os seus produtos sero osblocos (blooms) ou as placas (slabs).

No caso de lingotes pequenos, produzem diretamentetarugos ou platinas.


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Os laminadores de tarugos ou de platinas operam sempre apartir de blocos ou de placas cortadas longitudinalmente,

transformando-os em tarugos ou platinas.

Laminadores de produtos acabados:So aqueles que transformam semi-produtos (blocos,placas, tarugos e platinas) em produtos acabados, taiscomo: perfis, trilhos, tubos, etc.

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