PROCESO DE LAMINADO

Se denomina laminado al proceso del tratamiento mecánico del metal por el paso forzado

entre rodillos o cilindros giratorios de un laminador, siendo la holgura entre los rodillos,

algo menor que el espesor de la pieza a trabajar.

El laminado da a la pieza un perfil y un tamaño determinado, de manera que la producción

obtenida pueda ser utilizada como articulo acabado (rieles, viguetas, tubos, etc.). O bien

puede servir de pieza bruta para el estampado o forjado posterior.

En la siguiente figura se da el esquema del proceso de laminado. Como se ve en el esquema,

la pieza es atrapada por los rodillos que giran en el sentido indicado por las flechas.

En los puntos de contacto de la pieza con los rodillos surge el esfuerzo normal N y la fuerza

de fricción T. Descompongamos las fuerzas N y T en los componentes PS y S’Q. Las fuerzas S

y S’ que accionan en la dirección vertical deforman el metal y las fuerzas P y Q situadas en

una línea recta pero dirigidas en sentido opuestos hacen que la pieza se desplace hacia

adelante, con la condición de que Q > P. Determinando las fuerzas P y Q y poniendo sus

valores a la desigualdad se obtiene: T cos ∂ > N.Sen∂. Siendo ∂ el ángulo de contacto de la

pieza por los rodillos.

Ahora bien, la fuerza T= fN, donde f es coeficiente de fricción igual a la tangente del ángulos

de fricción φ. Poniendo en vez de T su valor se tiene: fN.cos∂ > NSen∂

Dividiendo ambos miembros de la desigualdad por N cos ∂ resulta: f > tan ∂ o Tan φ > tan ∂

y definitivamente φ > ∂.

Por consiguiente, para realizar el laminado es necesario que el ángulo de contacto ∂ sea

menor que el ángulo de fricción φ.

En la práctica, el ángulo de contacto ∂ para los rodillos lisos no se toma mayor de 20 grados,

y para los rodillos con entalladuras, hasta de 35 grados. En la laminación el espesor inicial de

la pieza H disminuye hasta un valor h. La diferencia entre los espesores H-h se denomina

magnitud de reducción absoluta. La relación entre el diámetro de los rodillos, ángulo de

contacto y la magnitud de reducción absoluta se expresa por la fórmula: H -h = D (1 – cos ∂),

o sea la magnitud de reducción absoluta se eleva con el aumento del diámetro de los rodillo

y para una misma magnitud de reducción a medida que disminuye el diámetro de los rodillo,

aumenta el ángulo de contacto. En el proceso de laminación, al disminuir el espesor de la

pieza, aumenta simultáneamente su ancho y largo, y el área de la sección transversal

disminuye. La diferencia del ancho de la sección transversal de la pieza bruta antes y

después del laminado se denomina ensanchamiento. La relación entre el largo obtenido de

la pieza l y el largo inicial L se denomina coeficiente de alargamiento K: K = l/L = F/f

Siendo F, el área de sección transversal de la pieza antes del laminado y f, el área de sección

transversal de la pieza después de pasar entre los rodillos.

De tal modo, el coeficiente de alargamiento k es proporcional a la relación entre el área de

sección transversal de la pieza antes y después del laminado. En la práctica el valor k se toma

de 1.1 a 1.6 y solamente para altos grados de reducción alcanza el valor de 2.5.

EQUIPO Y FUNCIONAMIENTO DEL LAMINADOR

El laminador esta compuesto del motor, reductor, caja de engranaje y una o varias cajas de

trabajo. Las partes del laminador se unen con ayuda de los ejes de de transmisión y los

manguitos de acoplamiento. La parte fundamental del laminador es la caja de trabajo que

representa un juego de rodillos de trabajo montados en un puente. Los rodillos laminadores

e fabrican de fundición blanqueada o acero y según el perfil de la pieza a obtener, pueden

ser lisos, escalonados con surco o especiales.

ESQUEMA DE UN LAMINADOR

En el esquema del laminador esta compuesto del motor (1), reductor (2), caja de engranaje

(3), y una o varias cajas de trabajo (4). Las partes del laminador se unen con ayuda de los

ejes de transmisión (5) y los manguitos de acoplamiento (6). La parte fundamental del

laminador es la caja de trabajo que representa un juego de rodillos de trabajo montados en

un puente. Los rodillos laminadores se fabrican de fundición blanqueada o acero, y según el

perfil de la pieza a obtener, pueden ser lisos, escalonados, con surco o especiales.

TIPOS DE RODILLOS

Los rodillos lisos sirven para laminar chapas, cinta, placas, etc. En los rodillos escalonados se

obtienen bandas de hierro, los rodillos con surcos sirven para obtener perfiles, y con rodillos

de forma especial se laminan tubos, discos, ruedas, etc.

Los rodillos del laminador constan de la parte de trabajo que se denomina cuerpo del rodillo,

al que se unen por ambos extremos los cuellos que sirven para sujetar el rodillo en los

cojinetes del puente. Los cuellos tienen una saliente especial que se denominan cabezales

motor. Por medio de acoplamientos y husillos a través de los cabezales motor se realiza la

unión de los rodillos con la caja de engranaje. Los rodillos perfilados a diferencia de los lisos,

llevan en su superficie de trabajo unas escotaduras especiales, las cuales se denomina surco

el espacio entre los surcos contiguos de dos rodillos se denomina calibre. cada par de

rodillos con surcos posee varios calibres que según su destino, se dividen en calibres re

calcadores preliminares, que según su destino, se dividen en calibres re calcadores

preliminares, que según su destino se dividen en calibre re calcadores preliminares,

desbastar y de acabado.

En relación con la cantidad de rodillos: los laminadores se dividen en los de dos rodillos

(laminador dúo), de tres rodillos (laminador trió) o de varios rodillos (multi laminador).

La caja de trabajo del laminador dúo lleva dos rodillos.

Según el sentido de rotación de los rodillos, estos

laminadores pueden ser de recorrido directo de la

pieza o reversible. En el primer caso, el sentido de

rotación de los rodillos es constante, y en el segundo,

la rotación es en uno u otro sentido. Los laminadores

con cambio de dirección de rotación se denominan

reversibles. Loas laminadores trío llevan en la caja de

trabajo tres rodillos; en estas máquinas el laminado se

realiza en direcciones opuestas siendo constante el

sentido de rotación de los rodillos. En los laminadores doble dúo, los dos rodillos

intermedios son de trabajo, y los dos de los extremos son de apoyo (de fricción), los

laminadores doble dúo pueden ser reversibles o irreversibles.

Según el orden de ubicación de las cajas: los laminadores se dividen en: lineales,

escalonados, continuos, semi continuos, sucesivos, etc. Los laminadores con ubicación lineal

tienen el inconveniente de que todas las cajas funcionan con velocidades iguales. Este

inconveniente no existe en los laminadores escalonados ya que las cajas forman varias

líneas, que funcionan con distintas velocidades, lo que permite aumentar la velocidad de la

caja acabadora y, por consiguiente elevar el rendimiento del laminador. En los laminadores

continuos el metal que se está laminando pasa sucesivamente a través de todas las cajas,

ubicadas una tras otra. La velocidad de laminado en cada caja siguiente es mayor que en la

anterior. El funcionamiento del laminador continuo requiere una relación determinada de

velocidades para evitar que se formen lazos del metal o se tense el mismo entre las cajas. En

los laminadores semicontinuos, las cajas re-calcadoras y una parte de las cajas

desbastadores forman un grupo continuo, y las demás cajas se ordenan en línea o

escalonada-mente.

Según el tipo de piezas a producir: los laminadores se dividen en desbastadores de

perfiles, de chapado, de tubos y de propósito especial.

Laminadores desbastadores: sirve para reducir lingotes de acero, convirtiéndolos en

grandes piezas brutas. Los laminadores comprenden los bloomings y laminadores de

palastro (slabbings). Los bloomings son potentes trenes de acción reversible , con diámetro

de 800 a 1400 mm y longitud del cuerpo del rodillos hasta 3000 mm. Según el numero de

cajas, los bloomings son de una y de dos cajas (doble). El peso promedio de los lingotes

laminados varía de 2 a 10 toneladas, y en algunos casos alcanza 20 toneladas. Los bloomings

están totalmente mecanizados y tienen control automático. El rodillos superior se puede

subir y bajar con ayuda de los tornillos de apriete (husillos de prensa) con mando de motores

eléctricos. El grado de elevación del rodillo lo indica una aguja que se encuentra en la escala

instalada en el puente del tren desbastador. Para hacer pasar el lingote a los rodillos, el

blooming está provisto, por las partes delantera y trasera, de la mesa de rodillos, que consta

de varios rodillos locos,. Con ayuda de la mesa de rodillos delantera el lingote calentado se

dirige a los rodillos del tren en los que se somete a la primera reducción.

Luego los mecanismos de mando de los rodillos de trabajo y de la mesa cambian el sentido

de su rotación y el tornillo de rotación hace bajar el rodillo superior. El lingote un poco

reducido se envía al mismo calibre por la mesa de rodillos trasera y es recibido por la

delantera. Después de que el lingote pase entre los rodillos dos veces este se hace girar

( se vuelca) en 90 o por medio de un volcador automático, dispuesto en la parte frontal del

tren de laminación. A Continuación, el lingote llega al calibre (vecino y se hace pasar a través

del mismo varias veces volcándose periódicamente. Corrientemente el número de pasadas

en el blooming varía de 13 a 19. La barra laminada que sale del último calibre se hace pasar

por una guillotina, donde se efectúa el corte de los extremos. Y si se requiere la barra se

corta en partes, que se denominan tochos.

El laminador de palastro (slabbing) se emplea para obtener palastro plano, en forma de

plancha de 75 a 300 mm de espesor y de 400 a 1600 mm de ancho, para elaborar artículos

de chapas. El laminador de palastro es un potente laminador dúo reversible de dos cajas. Los

rodillos de trabajo de la primera caja son de hasta 1100 mm de diámetro y están situados

horizontalmente, los mismo que en los trenes d laminación corrientes, los rodillos de trabajo

de hasta 700 mm de diámetro de la segunda caja se hallan en la posición vertical, lo que da

la posibilidad de laminar palastros con bordes laterales iguales, sin ponerlos de canto. Los

trenes laminadores con tal disposición de los rodillos se denominan trenes universales.

Los trenes de laminación de perfil están destinados a laminar perfiles de construcción y de

forma complicada (vigas, raíles, etc.). Se dividen en trenes de grandes perfiles comerciales

con rodillos de 500 a 750 mm de diámetro, de perfiles medios comerciales con rodillos de

350 a 500 mm de diámetro y de perfiles pequeños comerciales con rodillos de 250 a 350 mm

de diámetro. Según sea el numero de rodillos, los laminadores de perfiles pueden ser de dos

rodillos (reversibles e irreversibles), y también de tres rodillos.