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Polski¿Qué es el proceso de laminación?
El proceso de laminación es un subconjunto del proceso metalúrgico que aprovecha la plasticidad de los metales. En lugar de crear productos finales, este método suele utilizarse para producir materiales como chapas y varillas. La principal ventaja del proceso de laminación es su capacidad para producir en serie materiales metálicos uniformes a un coste relativamente bajo. En este artículo, profundizaremos en los distintos tipos de tratamiento del laminado y la maquinaria utilizada.
¿Qué es el proceso de laminación?
El proceso de laminado consiste en hacer pasar el metal a través de rodillos giratorios para comprimirlo y alargarlo. Esta técnica de deformación plástica es conocida por su eficacia para producir con secciones transversales uniformes a altas velocidades. Los productos van desde chapas y varillas metálicas hasta componentes más largos e incluso materiales tubulares cuadrados o redondos.
Estas piezas laminadas se utilizan mucho en la construcción y la industria manufacturera. En particular, las chapas metálicas producidas mediante laminado se aplican comúnmente como latas de bebidas, baterías y piezas de automóviles.
Los procesos de laminado pueden clasificarse en tres tipos en función de la temperatura durante el procesamiento: laminado en caliente, laminado en frío y laminado en caliente.
Laminación en caliente
El laminado en caliente consiste en calentar el metal para hacerlo maleable antes de procesarlo. En el caso del acero, esto significa trabajar a temperaturas de entre 900 °C y 1.200 °C, cuando el metal se pone al rojo vivo y pasa por los rodillos. He aquí los pros y los contras de la laminación en caliente:
Ventajas
- Mejor trabajabilidad: La resistencia del metal a la deformación disminuye a altas temperaturas, lo que mejora su trabajabilidad.
- Propiedades mejoradas de Material : el proceso refuerza la estructura cristalina, lo que da como resultado un material más resistente.
- Sin endurecimiento por deformación: Como la temperatura de transformación está por encima del punto de recristalización del metal, no se produce endurecimiento por deformación.
INCONVENIENTES
- Precisión dimensional: Los cambios significativos de temperatura durante y después del procesamiento pueden dar lugar a una menor precisión dimensional.
- Calidad de la superficie: La oxidación en presencia de aire da lugar a una cascarilla (capa de óxido) en la superficie, lo que provoca un acabado menos agradable estéticamente.
- Energía y costes: Calentar el material requiere mucha energía e incurre en costes más elevados.
Laminación en frío
El laminado en frío es un proceso metalúrgico que se realiza a temperatura ambiente. A diferencia de la laminación en caliente, el material no se calienta antes de la transformación. Sin embargo, al deformarse, el material genera calor, lo que hace que aumente su temperatura. En el caso del acero, el laminado en frío suele realizarse por debajo de 600°C. He aquí las principales ventajas e inconvenientes del laminado en frío:
Ventajas
- No se necesita equipo de calentamiento: Como el material se procesa a temperatura ambiente, no se necesita equipo de calentamiento, lo que facilita su manipulación.
-Alta precisión dimensional: El laminado en frío ofrece una mayor precisión dimensional en comparación con el laminado en caliente.
- Acabado agradable: El proceso produce una superficie brillante, lo que da como resultado un acabado estéticamente agradable.
Desventajas
-Alta resistencia a la deformación: la resistencia del metal a la deformación es mayor a temperaturas más bajas, lo que requiere más fuerza para su procesamiento.
- Endurecimiento por deformación: El laminado en frío puede provocar endurecimiento por deformación, lo que requiere un tratamiento térmico posterior, como el recocido, para aliviar las tensiones residuales.
Rodar en caliente
La laminación en caliente se sitúa entre los procesos de laminación en caliente y en frío. En el caso del acero, suele realizarse a temperaturas que oscilan entre 600 °C y 900 °C. Este método mitiga algunas desventajas de la laminación en caliente y en frío y se utiliza habitualmente en la producción de papel de aluminio .
Laminadoras clave en la metalurgia
Las laminadoras son equipos especializados que se utilizan para el procesamiento de laminados. Sus configuraciones varían en función de la forma deseada y del número de rodillos implicados. He aquí seis máquinas laminadoras de uso común en la fabricación:
Tren de laminación de dos alturas
El laminador de dos alturas consta de dos rodillos opuestos que comprimen el metal. Esta sencilla configuración se utiliza para la laminación en bruto, como la conversión de lingotes en desbastes de espesores comprendidos entre 20 mm y 30 mm, y para la laminación de chapas finas.
Tren de laminación de cuatro alturas
Un laminador de cuatro alturas cuenta con dos rodillos de trabajo y dos rodillos de apoyo, que soportan cada rodillo de trabajo por detrás. Este diseño permite un procesamiento de alta precisión al reducir la desviación del cilindro de trabajo. Se utiliza para laminar no sólo acero, sino también cobre y aluminio.
Trenes de rodillos múltiples (trenes de rodillos)
Los laminadores de varios rodillos, también conocidos como laminadores en racimo, cuentan con más rodillos de apoyo que los laminadores de cuatro rodillos. El nombre "racimo" proviene de los numerosos rodillos de apoyo que soportan el rodillo de trabajo, lo que permite aplicar una mayor presión. Este diseño permite procesar metales duros como el acero inoxidable. Además, el pequeño diámetro del cilindro de trabajo, combinado con un soporte robusto, evita la desviación, por lo que resulta ideal para el laminado en frío de materiales extremadamente finos, como la lámina de cobre.
Laminadores planetarios
Los laminadores planetarios se caracterizan por la disposición de varios rodillos de trabajo pequeños alrededor de la circunferencia de un rodillo de apoyo más grande. Estos pequeños rodillos de trabajo ruedan sobre el material en un movimiento planetario, lo que permite una reducción sustancial y una alta eficiencia de laminación. Esta configuración es especialmente eficaz para las reducciones pesadas y el procesamiento de grandes cantidades de metal.
Trenes de laminación Universal
Los laminadores universales se distinguen porque incluyen rodillos colocados horizontal y verticalmente. Esta configuración permite al molino aplicar presión en varias direcciones simultáneamente. Es especialmente adecuado para crear formas de sección transversal complejas, como vigas en H, a partir de materiales inicialmente simples con forma de varilla.
Molinos de perforación (Molinos Mannesmann)
Las plantas de perforación, o plantas Mannesmann, están especializadas en la producción de tubos de acero sin soldadura. Utilizan un tapón perforador en el interior del metal hueco y rodillos cónicos externos para dar forma al tubo. La ausencia de costuras hace que estos tubos sean ideales para aplicaciones de alta presión, como oleoductos, calderas y otras infraestructuras críticas en las que se transportan líquidos o gases.
Conclusión
El proceso de laminación es un tipo de método de deformación plástica que consiste en hacer pasar metal a través de rodillos para crear chapas, varillas o tubos. En función de la temperatura de procesamiento, el laminado puede clasificarse en laminado en caliente, laminado en frío y laminado en caliente. Las máquinas utilizadas para laminar varían mucho en función de la aplicación prevista. Para los materiales en hojas, son habituales los molinos de dos y cuatro alturas, así como los molinos en racimo. Los laminadores universales se utilizan para producir formas complejas como vigas en H, mientras que los perforadores se emplean para crear tubos sin soldadura.
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