Hierro y acero

Ciencias de los materiales. Metales. Proceso de obtención. Hierro. Acero. Proceso Bessemer, Thomas. Laminación. Trenes de laminación. Trefilado

  • Enviado por: Samim Abodiyat
  • Idioma: castellano
  • País: Venezuela Venezuela
  • 7 páginas
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NUCLEO CABIMAS

COORDINACION DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES

LABORATORIO DE CIENCIAS DE LOS MATERIALES

TRABAJO DE LABORATORIO

DE CIENCIAS DE LOS MATERIALES

  • El Hierro (Fe)

  • Concepto, composicion

  • El Hierro, es un elemento metálico, magnético, maleable y de color blanco plateado. Tiene de número atómico 26 y es uno de los elementos de transición del sistema periódico. También, es uno de los elementos metálicos más abundantes en el planeta. Constituye aproximadamente el 4.5% de la corteza terrestre. Existen pequeñas cantidades de hierro combinadas con aguas naturales, en las plantas, y además es un componente de la sangre. El hierro puro tiene una dureza que oscila entre 4 y 5. Es blando, maleable y dúctil. Se magnetiza fácilmente a temperatura ordinaria, y es difícil magnetizarlo en caliente. A unos 790 °C desaparecen las propiedades magnéticas. El punto de fusión del hierro, es de unos 1.535 °C, un punto de ebullición de 2.750 °C. La densidad relativa de este metal es de 7,86. Su masa atómica es 55,847. Las impurezas más corrientes del mineral de hierro son con sílice, titanio y fósforo.

  • Obtencion

  • El hierro generalmente es encontrado en forma de óxido de magnetita, hematita, limonita, u óxidos hidratados. Se extrae del mineral por medio de los hornos altos tal como puede volverse a fundir y colar para darle cualquier forma, o bien refinarse para transformarlo en acero o hierro forjado. Hoy en día los hornos pueden producir entre 500 y 1200 toneladas de hierro por día. El mineral se reduce a metal en el horno alto por medio del coque cargado en el mineral y las impurezas se escorifican mediante la castina cargada también con el mineral. El aire inyectado a través del horno, se calienta previamente en estufas que constituyen una parte importante de la instalación del horno alto. La combustión del coque suministra el calor necesario, y el óxido de carbono formado por la combustión parcial del coque, junto con el coque, producen el hierro. El hierro líquido y la escoria se depositan en el fondo del horno, de donde se sacan periódicamente por medio de sangrados. El mineral, coque y castina se elevan desde el nivel del suelo al tragante del horno mediante dos vagonetas que se mueven sobre planos inclinados. Los materiales se pesan cuidadosamente con el fin de que se carguen en proporciones correctas, las cuales varían según sea el horno y la calidad de mineral usado. Las vagonetas descargan su contenido en el tragante y cae sobre la campana inferior al bajar la campana superior; de esta forma, al bajar la campana inferior entra dentro del horno el empleo de estas dos campanas impide que los gases llamas salgan al exterior por el tragante del horno cada vez que se carga. El aire caliente se inyecta por las toberas, cerca del fondo del horno. Los gases producidos se sacan a nivel próximo al tragante y a continuación se hacen pasar por el separador de polvo y por un lavador. Estos gases contienen nitrógeno, anhídrido carbónico y óxido de carbono. El óxido de carbono es combustible y puede quemarse para producir energía o calor. Aproximadamente un tercio de estos gases se emplea para calentar los recuperadores los cuales a su vez calientan el aire inyectado en el horno alto. Al quemarse los gases calientan los ladrillos y una vez calientes se suspende la circulación de los gases y en su lugar se hace pasar el aire que se ha de inyectar en el horno. A medida que se forma el hierro y la escoria van cayendo en el crisol situado en el fondo del horno debido a que el hierro es más denso que la escoria, se deposita en el fondo, mientras que la escoria flota sobre el hierro fundido. Cerca del fondo del horno existen dos orificios. El más bajo, o piquera, sirve para sangrar el hierro y se tapa con bolas de arcilla disparadas mediante aire comprimido. El orificio superior o bigotera sirve para sacar la escoria y se cierra por medio de un tapón metálico. El hierro se sangra cada cuatro o cinco horas quitando el tapón de arcilla; la escoria se saca dos o tres veces entre cada dos sangrados de hierro. Muchas de las impurezas del mineral son recogidas y evacuadas con la castina fundida formando la escoria. El hierro que sale del horno alto se conduce por canales a la cuchara, sobre dichos canales se coloca un espumador para separar la escoria y el verterla en una vagoneta. El hierro vertido en la cuchara se calienta a continuación en lingoteras, o bien se transporta en estado líquido a los hornos para fabricar acero. Algunas veces las escorias son apropiadas para la fabricación de cemento, pero la mayoría de los casos se descargan en los escoriales. El hierro tal como sale del horno tiene de 3 a 4% de carbono y cantidades variable de silicio, azufre, fósforo y manganeso. Las cantidades de silicio y azufre se regulan entre ciertos límites con la conducción del horno pero el contenido de fósforo depende exclusivamente de las materias empleadas. El azufre y fósforo son dos de las impurezas más perjudiciales, y como quiera que la eliminación del azufre resulte difícil, excepto si se emplean tratamientos eléctricos especiales, es importante producir hierro con bajo porcentaje de azufre.

  • Procesos para la obtención del Acero

  • Se introducen en el alto horno los materiales necesarios tales como el mineral de hierro, el carbón de coque que hace de combustible y también se introduce la piedra caliza que realiza la función de acelerar la fundición del hierro y su fusión con el carbono. Del alto horno salen dos productos uno llamado escoria que son los residuos del propio alto horno y otro es el producto deseado que se llama arrabio pero el arrabio es un acero con alto contenido en carbono por eso se transporta cuando sale del alto horno en vagonetas llamadas torpedos hasta el convertidor donde este arrabio y se le baja el contenido de carbono mediante ferroaleaciones, fundentes o chatarra; estos tres productos pueden ir directamente al convertidor para ayudar en la obtención del acero o también puede ser convertidos en acero en un horno eléctrico y pasar directamente al paso posterior al convertidor que es el transportado en cucharas hasta los tres tipos de colada que son:

    ð COLADA CONTINUA: Se produce cuando el acero liquido se vierte sobre un molde de fondo desplazable cuya sección tiene la forma que nosotros deseamos que tenga el producto final " cuadrados, redondos, triangulares, planchas..." se le llama colada continua porque el producto sale sin parar hasta que se acaba el contenido de la cuchara, por lo tanto con este método se ahorra mucho dinero ya que no se necesita moldes, se consume menos energía, etc.

    ð COLADA DE LINGOTES: El acero se vierte sobre unas lingoteras o moldes que tienen una forma determinada y que al enfriarse y solidificarse dan un producto deseado para su transformación.

    ð COLADA CONVENCIONAL: El acero se vierte sobre unos moldes que tienen la forma del producto final y que cuando se enfría tiene la forma del mismo de las tres coladas vistas es la única que no necesita una transformación posterior al proceso.

    Desde el punto de vista químico-metalúrgico, todos los procesos de fabricación de acero se pueden clasificar en ácidos y básicos (según el refractario y composición de la escoria utilizada), y cada proceso tiene funciones específicas según el tipo de afino que puede efectuar. Los procesos ácidos utilizan refractarios de sílice y por las condiciones de trabajo del proceso hay que poder formar escorias que se saturen de sílice. Los procesos ácidos pueden utilizarse para eliminar carbono, manganeso y silicio; no son aptos para disminuir el contenido en fósforo y azufre, y por esto requieren el consumo de primeras materias seleccionadas, cuyo contenido en fósforo y azufre cumple las especificaciones del acero final que se desea obtener. Los procesos básicos utilizan refractarios de magnesita y dolomita en las partes del horno que están en contacto con la escoria fundida y el metal. La escoria que se forma es de bajo contenido de sílice compensada con la cantidad necesaria de cal. El proceso básico elimina, de manera tan eficaz como el proceso ácido, el carbono, manganeso y silicio, pero además eliminan el fósforo y apreciables contenidos de azufre. De aquí las grandes ventajas del proceso básico, por su gran flexibilidad par consumir diversas materias primas que contengan fósforo y azufre y por los tipos y calidades de acero que con él se pueden obtener. Desde el punto de vista tecnológico existen tres tipos fundamentales de procesos:

    1) Proceso por soplado, Bessemer ácido y Thomas básico.

    El proceso Bessemer ácido ha sido el primero utilizado y el más sencillo. Desde su inicio permite obtener en una sola operación, partiendo de hierro líquido, coladas de 10-25 tm al ritmo de 1 tm/ min. Por ser ácido, no defosfora ni desulfura y debe utilizar hierro líquido de análisis adecuado. La gran abundancia de mineral de hierro rico en fósforo, que al ser tratado en horno alto pasan gran parte al hierro líquido, provoca el desarrollo de procesos que pueden desfosforar y ha sido causa de que los procesos básicos se empleen en Europa mucho más que el Bessemer ácido, limitados éstos a utilizar hierro bajo en fósforo. La operación se realiza en el convertidor, cuba de acero revestida de refractario, con toberas en su fondo y abierta en su parte superior, montada sobre apoyo con mecanismo basculante. La carga de hierro líquido se realiza con el convertidor en posición horizontal, lo que deja abiertas las toberas. Se insufla el aire necesario a través de uno de los soportes huecos a la caja de viento, que lo distribuye a través de las toberas a una presión de 2 kg / cm2. Se inicia el soplado al mismo tiempo que se pone el convertidor vertical; el aire a presión pasa a través del hierro líquido, introduciéndose así el oxígeno necesario para el afino. El silicio contenido en el hierro líquido es el factor termoquímico más importante para regular y obtener la temperatura necesaria. La llama expulsada por la boca del convertidor cambia de color y luminosidad, lo que permite juzgar el desarrollo del afino e interrumpir el soplado en el momento final adecuado; entonces se hace bascular el convertidor y se cuela el acero líquido en una cuchara de transporte. El revestimiento ácido de este tipo de convertidores proporciona el exceso de sílice indispensable para formar escoria, además del silicio que contiene el hierro líquido. En el caso del convertidor básico, llamado “proceso Thomas”, el revestimiento es de magnesita o dolomía calcinada y alquitrán. Por la acción fuertemente oxidante del soplado se elimina primero el carbono y después se oxida el fósforo, que actúa de importante elemento termógeno. La cal necesaria se añade con la carga; se funde durante el soplado y se combina con el fósforo oxidado, formando la escoria Thomas, utilizada como fertilizante. Este proceso ha sido un factor muy importante del desarrollo industrial alcanzado en Europa a fines del siglo pasado. Se controla como el Bessemer por el aspecto de la llama. El tiempo necesario del soplado es sólo de 15 minutos, por lo que el éxito del proceso depende de la pericia del operario. Tan corto tiempo no permite efectuar control por análisis de muestras.

    2) Proceso sobre solera, básico y ácido.

    Desde principios de siglo este proceso es el que domina en todos los países por el tonelaje producido, siempre en aumento; sin embargo, en la actualidad, aunque se perfeccione, puede perder terreno, debido a las mejoras del convertidor y del horno eléctrico. Los dos procesos, de afino por soplado y de afino por solera, constituyen la base de la moderna producción de acero a bajo coste y elevado tonelaje. El rápido auge inicial del proceso Bessemer se debió a su sencillez. El predominio final del proceso sobre solera obedece, a su posibilidad de utilizar con ventaja chatarra para poder fundirla, a su flexibilidad en el uso de otras materias primas y a su cualidad de obtener una gama más amplia de aceros de muy buena calidad. Se puede trabajar en forma ácida o básica con refractarios adecuados, y en ambos casos son posibles amplias variaciones de trabajo. La solera, en un horno básico, está revestida con magnesita o dolomita calcinada y en horno ácido con refractarios o arenas silicosas. La bóveda, que forma un amplio arco de medio punto, se construye de ladrillo de sílice, pero en la actualidad se tiende a fabricarla con ladrillos básicos formando arcos suspendidos. El tipo de refractario de la bóveda es independiente del de la solera, ya que la bóveda no está en contacto con la escoria fundida en el baño. Los quemadores situados en ambos extremos del horno funcionan alternativamente en ciclo controlado, por lo general de 10-15 min. Los combustibles que se suelen utilizar son gas de hulla, gas natural o aceite pesado; su elección depende de lo que se disponga y de su coste, sin ninguna otra condición. Para conseguir en el horno una temperatura suficiente (superior a 1650 º C) con coste mínimo de combustible, se precalienta el aire para la combustión en un sistema de recuperadores de calor reversibles. El régimen de trabajo del horno es continuo para conseguir un mejor aprovechamiento del calor, un descascarillado mínimo del refractario y una producción máxima en toneladas de acero (200-300 tm por colada). Los materiales que se cargan fríos en el horno son caliza o cal, mineral de hierro y chatarra de acero, y se colocan por este orden en el horno. La chatarra constituye algo más de la mitad del peso de hierro necesario para una colada. Se forma así una mezcla de material ligero, voluminosa y pesada; distribuido de esta manera, se consigue una rápida absorción de calor, economía de espacio y que se mantengan en el fondo, durante el mayor tiempo posible, la cal y el mineral. Se calculan las cantidades necesarias de cal y mineral, que dependerán del tipo de chatarra y del análisis de la carga de hierro, con vistas a seguir un correcto análisis del acero y escoria final. Durante el calentamiento, y conseguida la fusión de la carga, aumenta su oxidación por la acción de la atmósfera del horno, que debe contener un exceso de oxígeno para mantener una combustión eficaz. Cuando la chatarra está parcialmente fundida, se añade el hierro líquido necesario para completar el peso total de la carga. La acción oxidante tiene su origen en el proceso de afino por solera, en la atmósfera del horno, en el aire y productos de la combustión y en el mineral de hierro que pasa a la escoria fundida en gran cantidad en forma de óxido de hierro. Cualquiera que sea el origen del oxígeno, existirá suficiente presión del mismo, y el acero líquido disolverá, de acuerdo con su temperatura y composición, una cantidad de oxígeno. Éste oxígeno disuelto reacciona a su vez con otros elementos del baño de acero. Para un contenido dado de carbono la cantidad de oxígeno disuelto en el baño aumentará con la temperatura, mientras que para una temperatura determinada los contenidos de carbono y oxígeno del baño están en proporción inversa. La escoria es un producto de la calcinación de la pieza caliza durante el período de fusión.

    3) Proceso del horno eléctrico.

    El progreso de la electricidad permitió, hacia el año 1900, que el horno eléctrico se introdujera a escala industrial para fabricar acero (50 años después de los procesos de afino por soplado y por solera). El horno de arco calienta directamente el baño de acero por debajo de la escoria y consigue la alta temperatura necesaria de trabajo. Sin requerir la presencia de oxígeno en su atmósfera, el horno eléctrico ocupa una posición privilegiada para la fabricación de una amplia gama de calidades de aceros finos aleados, con elevados contenidos de elementos de aleación oxidables, tales como el carbono, vanadio y wolframio. El horno de tres electrodos ha alcanzado gran auge y perfeccionamiento, no sólo por la alta calidad del acero que se obtiene, sino también en muchos casos por ser competitivo con el proceso de afino por solera para cualquier calidad de acero; parece que continúa aumentando su importancia, incluso para la producción de grandes tonelajes, merced a la menor inversión necesaria o también cuando se dispone de energía eléctrica a coste inferior o similar a la caloría gas. Existen asimismo las dos variedades, básico y ácido, con los mismos fundamentos que en los procesos anteriores, pero con notable predominio del horno básico dadas las dificultades y fluctuaciones que experimenta el mercado para poder adquirir primeras materias suficientes para el trabajo ácido. El tamaño del horno es muy variable, desde 500 tm hasta 200 tm. Los más pequeños tienden a desaparecer; los de 5 tm y más se utilizan para el moldeo y aceros aleados, y las grandes unidades para la producción en serie de lingotes. Normalmente trabajan con carga sólida; en algunas acerías lo hacen con carga de acero líquido en proceso duplex, conjunto de convertidor u horno de solera y horno eléctrico para el acabado. La carga de los grandes hornos es un factor determinante de su rendimiento; en general se ha adoptado la bóveda desplazable para carga por encima del horno abierto, con recipiente metálico de fondo de fácil abertura, o por otros rápidos procesos mecanizados. La marcha de la colada se inicia con la carga sólida de mineral, caliza o cal, según se disponga, chatarra y lingote de afino. La proporción de estos materiales dependerá del acero que se quiera fabricar y del análisis que convenga que tenga la carga fundida a la temperatura necesaria; para el afino oxidante, el mineral y las batiduras de laminación proporcionan el oxígeno que necesitan el silicio, manganeso, fósforo y carbono que contiene la carga; se introduce suficiente cal para que la escoria tenga la basicidad que requiere el fósforo para pasar a ella. En el horno eléctrico el aire de su atmósfera interior está en contacto con los electrodos de grafito, y su oxígeno es rápidamente consumido para mantener el equilibrio y conseguir la temperatura de régimen del horno. La escoria básica y oxidante contendrá el fósforo que fue oxidado durante el afino; se bascula el horno para facilitar el desescoriado. Eliminada la escoria, si la especificación de calidad del acero requiere adiciones de elementos aleables, la siguiente etapa es preparar una escoria reductora, añadiendo cal apagada y electrodos o coque triturados. En todo momento se pueden sacar muestras del baño para su análisis y ajustar los elementos aleados hasta que se cumpla la especificación pedida, y también regular la temperatura hasta que el baño esté a punto para colar. Aunque con menor intensidad que en otros procesos de obtención de aceros, es necesaria la adición de desoxidantes en la cuchara.

  • Laminación

  • Concepto, tipos de trenes y productos

  • Podemos definir la laminación como el proceso de manufactura mediante el cual se transforma el acero haciéndolo pasar entre dos rodillos o cilindros, que giran a la misma velocidad y en sentidos contrarios de una forma y longitud inicial a una forma final más pequeña y longitud mayor definida por el trazado del producto que se quiera fabricar. Es por esto que la calidad del producto dependerá mucho de la calidad del acero que se utilice. Este proceso aprovecha la ductilidad del acero, es decir, su capacidad de deformarse, tanto mayor cuanto mayor es su temperatura, por lo tanto se puede realizar en frío o en caliente

    Laminación en Frío

    El molino de laminación en frío, reduce el espesor de la lámina, a la vez que le dan propiedades de resistencia, dureza y modifican la  microestructura del acero. El proceso cuenta con funciones automáticas que incluyen la regulación de la velocidad además de un control de espesores, lo que permite una gran precisión en toda la gama de calibres. La lámina puede pasar a un proceso de lavado electrolítico, que consiste en eliminar cualquier remanente de aceite soluble en la lámina, o bien directamente a los hornos de recocido. En el proceso de recocido se restablecen tanto las propiedades de maleabilidad como de troquelabilidad de la lámina modificados por la reducción en frío. Para asegurar una óptima calidad, se cuenta con atmósfera base 100% hidrógeno que garantiza limpieza superficial y mejor control de propiedades mecánicas. El proceso de templado le da a la lámina las propiedades metalúrgicas de dureza, resistencia y control de rugosidad superficial. Por último, en el proceso de tensionivelado se inspeccionan y mejoran las características de forma y planeza que se crean en el proceso de laminación, teniendo como resultado un producto extraplano y sin defecto. Los principales usos de la lámina rolada en frío son:

    • Partes expuestas y no expuestas para artículos de línea blanca.
    • Aplicaciones en maquinaria y equipo.
    • Perfiles y tubería.
    • Tambores y envases.
    • Insumo para procesos de galvanizado.
    • Laminación de motor.

    Laminación en Caliente


    En este proceso, el lingote colado se calienta al rojo vivo en un horno denominado foso de termodifusión, donde básicamente las palanquillas o tochos, se elevan a una temperatura entre los 900°C y los 1.200°C. Estas se calientan con el fin de proporcionar ductilidad y maleabilidad para que sea más fácil la reducción de área a la cual va a ser sometido.

    Durante el proceso de calentamiento de las palanquillas se debe tener en cuenta:

    • Una temperatura alta de calentamiento del acero puede originar un crecimiento excesivo de los granos y un defecto llamado “quemado” del acero que origina grietas que no son eliminables.

    • Una temperatura baja de calentamiento origina la disminución de la plasticidad del acero, eleva la resistencia de deformación y puede originar grietas durante la laminación.

    Por tanto la temperatura óptima de trabajo no es un solo valor, sino que varía en cierto rango de temperatura entre un límite superior y un límite inferior. A continuación del proceso de calentamiento se hace pasar los lingotes entre una serie de rodillos metálicos colocados en pares que lo aplastan hasta darle la forma y tamaño deseados. La distancia entre los rodillos va disminuyendo a medida que se reduce el espesor del acero. El primer par de rodillos por el que pasa el lingote se conoce como tren de desbaste o de eliminación de asperezas. Después del tren de desbaste, el acero pasa a trenes de laminado en bruto y a los trenes de acabado que lo reducen a láminas con la sección transversal correcta. Los trenes o rodillos de laminado continuo producen tiras y láminas con anchuras de hasta 2,5 m. Estos laminadores procesan con rapidez la chapa de acero antes de que se enfríe y no pueda ser trabajada. Las planchas de acero caliente de más de 10 cm. de espesor se pasan por una serie de cilindros que reducen progresivamente su espesor hasta unos 0,1 cm. y aumentan su longitud de 4 a 370 m. Los trenes de laminado continuo están equipados con una serie de accesorios como rodillos de borde, aparatos de decapado o eliminación y dispositivos para enrollar de modo automático la chapa cuando llega al final del tren. Los rodillos de borde son grupos de rodillos verticales situados a ambos lados de la lámina para mantener su anchura. Los aparatos de decapado eliminan la costra que se forma en la superficie de la lámina apartándola mecánicamente, retirándola mediante un chorro de aire o doblando de forma abrupta la chapa en algún punto del recorrido. Las bobinas de chapa terminadas se colocan sobre una cinta transportadora y se llevan a otro lugar para ser recocidas y cortadas en chapas individuales. A demás de las chapas de acero también se pueden producir perfiles con formas (en H, en T o en L) esto se hace por medio de rodillos que tienen estrías que proporcionar la forma adecuada. Todo este proceso es completamente automatizado, lo que garantiza la consistencia en el producto final, tanto en las propiedades metalúrgicas como en la calidad superficial, con un control de calibre y ancho muy superior a las normas establecidas. Sus principales aplicaciones son:

    -Troquelados profundos y extraprofundos.
    -Tubería para diversos usos de alta y mediana resistencia.

    -Industria Automotriz para partes no expuestas.
    -Aplicaciones en maquinaria y equipo.
    -Flejes de alta resistencia.
    -Uso Industrial para piezas con embutido severo.

    Trenes de laminación

    El tren de laminación está formado por parejas de cilindros que van reduciendo la sección de la palanquilla. Primero de la forma cuadrada a forma de óvalo, y después de forma de óvalo a forma redonda. A medida que disminuye la sección, aumenta la longitud del producto transformado y, por tanto, la velocidad de laminación. El tren se controla de forma automática, de forma que la velocidad de las distintas cajas que lo componen va aumentando en la misma proporción en la que se redujo la sección en la anterior.

    Los trenes de laminación se dividen en tres partes:

    Tren de desbaste: donde la palanquilla sufre una primera pasada muy ligera para romper y eliminar la posible capa de cascarilla formada durante su permanencia en el horno.

    Tren intermedio: formado por distintas cajas en las que se va conformando por medio de sucesivas pasadas la sección

    Tren acabador: donde el producto experimenta su última pasada y obtiene su geometría de corrugado.

    Las barras ya laminadas se depositan en una gran placa o lecho de enfriamiento, de donde es trasladado a las líneas de corte a medida y empaquetado, de donde pasa a la zona de almacenamiento y expedición. En el caso de la laminación de rollos, éstos salen del tren acabador en forma de espira, siendo transportados por una cinta enfriadora, desde la que van siendo depositadas en un huso, donde se compacta y se ata para su expedición, o bien se lleva a una zona de encarretado, donde se forman bobinas en carrete. A partir de 1963 se empiezan a consolidar las operaciones en SIDOR, con la puesta en marcha del resto de las instalaciones; los trenes de laminación de 1.100 y 800 mm, para transformar lingotes en tochos y palanquillas y perfiles de hasta 200 mm de altura. Siguieron los trenes de laminación de 500 y 300 mm, para la fabricación de perfiles mayores de 80 mm y de cabillas y alambrón. Finalmente, entraron en operación los trenes medio y pequeño de la planta de tubos.

    Tipos de trenes

    El Tren de laminación en caliente es un equipo en el que el acero solidificado y recalentado a altas temperaturas se aplasta de forma continua entre cilindros rotativos. En el tren de laminación en frío se reduce el espesor de los productos planos de acero laminando el metal entre dos cilindros a temperatura ambiente.

    - El Tren de laminación digital: Apoyado en un sólido banco de acero, la máquina permite la realización de cables de hilo redondo o perfilado, hasta un espesor de 0,03 mm. La laminación se lleva a cabo automáticamente en pasajes repetidos gracias al sistema de bobinado y desbobinado formado por dos aspas motorizadas, con el rehilado del cable en el pasaje final.

    Para la Compañía Española (CELSA) la laminación en caliente de las palanquillas se realiza en tres trenes de diversas características:

    Tren de laminación para redondos

    Donde las palanquillas son introducidas automáticamente en un horno para su recalentamiento. Una vez han obtenido la temperatura adecuada y mediante sucesivas pasadas entre los cilindros de laminación, que llevan canales tallados en una secuencia cuadrado/óvalo - óvalo/redondo, van reduciendo su sección a la vez que aumentan su longitud. Este proceso tiene lugar en un "tren continuo", de tal forma que la velocidad está automáticamente controlada, para que aumente en cada pasada, en la misma proporción en que se redujo la sección en la anterior. Este "tren continuo" que es de dos líneas, se halla formado por el tren de desbaste, seguido del tren intermedio: a partir de aquí se ramifica en tres trenes acabadores, según el material a obtener sean barras finas, barras gruesas o rollos. En las barras para el armado de hormigón, las corrugas se consiguen en la última pasada, dado que el cilindro correspondiente está diseñado para tal función. Durante todo el proceso, el material está identificado y separado por coladas, siendo las mismas la unidad básica de referencia para todos los efectos del Control de Calidad, desde el inicio, hasta el final. Durante la laminación, se vigilan los parámetros básicos de la misma y especialmente los que afectan al enfriamiento controlado por el sistema Tempcore. Por otra parte, durante la laminación de la colada y una vez obtenido el producto final (sean barras o rollos), se van tomando diferentes muestras. Con dichas muestras, al ser sometidas a ensayos de tracción, doblado y comprobación de su acabado, se constata que sus características mecánicas, geométricas y tecnológicas cumplan con lo establecido en las Normas, según las cuales se fabrica el producto y que le son aplicables. Las barras ya laminadas, se depositan en una placa o lecho para su enfriamiento; posteriormente son cortadas a la longitud deseada, empaquetadas y expedidas al almacén de productos acabados. Los rollos, con otro sistema de formación y evacuación, se empaquetan previa compactación, antes de su almacenaje definitivo. Todos estos procesos son totalmente automáticos.



    Tren de laminación Pomini y minitren

    El tren de laminación POMINI es el segundo tren que se montó en las instalaciones que CELSA tiene en Barcelona, el cual se puso en funciona miento a finales del año 93. Cuenta con una gama de fabricación muy extensa: Perfiles ligeros (UPN, IPN, IPE), pletinas, cuadrados, angulares y redondos lisos. Se trata de un tren continuo (al igual que el tren Danielli para redondo corrugado), que a partir del recalentamiento de palan quilla en el horno, esta se hace pasar por un gran número de cajas de rodillos colocados en serie, siendo estos los encargados de dar forma a la barra inicial y conseguir el producto final deseado. Este tren consta de 22 cajas y un medidor dimensional en línea, que controla constantemente las dimensiones del producto que se fabrica. Además, cuenta con un VRSM (Variable Reducing Sizing Mill) imprescindible para obtener una buena geometría en los redondos lisos. Análogamente al tren para redondos, el producto se enfría en el lecho de enfriamiento, pero a diferencia del primero, tras éste, se cuenta con una cizalla volante y una máquina enderezadora para aquellos productos cuyo acabado así lo requiera. Por último, el equipo de empaquetado agrupa las barras en paquetes uniformes y perfectamente identificados.

    Tren de laminación de Perfiles Estructurales'Hierro y acero'

    Celsa comenzó el milenio poniendo en marcha el tren de laminación SMS para laminación de perfiles estructurales, completando la gama hasta 600 mm. de canto. El citado tren está construido con la más alta tecnología para dar respuesta al constante incremento de exigencias de nues tros clientes. Se trata de un tren muy flexible que puede hacer indistintamente medidas de las normas EN, ASTM, BS, JIS y otras, pudiendo además alcanzar las calidades de mayor límite elástico gracias al proceso "ON-LINE" de tratamiento termomecánico y consiguiendo una alta rotación de laminación por medida. El proceso total comprende, el horno eléctrico existente, una nueva colada continua de "beam-blank" y el tren propiamente dicho, que consta de dúo reversible y un tandem de cajas universales. El proceso de laminación empieza con el recalenta miento de palanquillas, cuyas características de forma cambian con respecto al utilizado en el resto de trenes. La palanquilla utilizada en este proceso para la mayoría de productos de este tren es el llamado 'beam-blank' o hueso de perro, utilizándose también en menor medida la palanquilla convencional o 'bloom'. Estas barras se someten a una temperatura aproximada de 1.250º C en el horno de recalentamiento para garantizar su maleabilidad. Acto seguido, la palanquilla pasa por un área de desbaste donde se descascarilla y se libra de impurezas. Una vez efectuado este proceso, entra en un proceso totalmente automatizado en el cual es reconducida por un camino de rodillos hacia el "Beakdown", una caseta de rodillos reversibles donde la barra empieza a tomar unas dimensiones y una longitud más aproximada al perfil a laminar. A continuación, la palanquilla se dirige al Tandem, que es el encargado de definir tanto la forma como la longitud final del perfil. Está formado por tres casetas (UR, UF y ED); las dos primeras son universales mientras que la tercera es una caseta recalculadora. El perfil se desplaza por un camino de rodillos hacia la placa de enfriamiento, donde la aplicación de agua hace que el perfil disminuya hasta la temperatura óptima, pasando a la zona de enderezado, donde se consigue la rectitud óptima del perfil antes de continuar el proceso. Ya enderezados, los perfiles son cortados a las medidas pertinentes y finalmente son empaquetados, perfectamente identificados y almacenados para el posterior envío a nuestros clientes con la máxima diligencia.


  • Trefilado

  • Concepto

  • Se entiende por trefilar a la operación de conformación en frío consistente en la reducción de sección de un alambre haciéndolo pasar a través de un orificio cónico practicado en una herramienta llamada hilera o dado. El Trefilado Es un proceso de deformación en frío que permite reducir el diámetro, sin generación de virutas, de la mayoría de los materiales metálicos de forma alargada y sección simétrica cuya fabricación se haya originado en procesos de laminación. En efecto, aplicando importantes fuerzas mecánicas de tracción a un material metálico de sección circular (o cuadrada, hexagonal, etc.) éste es obligado a atravesar una matriz llamada Hilera, perforada interiormente y con entrada de forma cónica. Al interior de dicha Hilera, se produce una reducción de área entre la sección de material que entra y el que sale de aquélla, resultando un ordenamiento cristalino longitudinal, que mejora la resistencia a la tracción entre 20 y 40% en los aceros de bajo contenido de carbono, porcentaje que depende de la magnitud de dicha reducción de área.

  • Productos obtenidos

  • 1.- Barras de Construcción: Productos laminados en caliente de diversas secciones transversales que tienen en común las siguientes características: la altura h, es igual o mayor de 80mm; las superficies del alma se empalman con las caras interiores de las alas; las alas son generalmente simétricas y de igual ancho; las caras exteriores de las alas son paralelas; las alas pueden ser de espesor decreciente desde el alma hacia los bordes, en este caso los perfiles se denominan de "alas inclinadas", o de espesor uniforme las que se denominan de "alas paralelas".

    Barras de Construcción ASTM A615: Barras de acero rectas de sección circular, con resaltes Hi-bond de alta adherencia con el concreto.

    Barras de Construcción ASTM A706 : Barras de acero microaleado de alta ductilidad, rectas de sección circular, con resaltes Hi-bond de alta adherencia con el concreto.

    Barras Corrugadas 4.7 mm : Varillas de acero corrugado obtenidas por conformado en frío.

    2.- Alambrones y Derivados: Redondos que son laminados en caliente a partir de palanquillas, a una sección recta aproximadamente redonda en rollos de una longitud continua. Los productos en barras pueden haber sufrido una deformación en frío controlada, por ejemplo un estirado o torsionado alrededor de su eje longitudinal.

    Alambrón Liso para Construcción: Es un producto laminado en caliente de sección circular y de superficie lisa.

    Alambre Negro Recocido: Alambre de acero obtenido por trefilación y posterior tratamiento térmico recocido, para otorgarle la debida ductilidad para su fácil utilización.

    Clavos de Acero : Los clavos son productos de acero obtenidos conformando el alambre trefilado en tres partes: Cabeza, Espiga y Punta.

    SIDOR suministra Alambrón en dos calidades básicas: trefilación y fabricación de electrodos de soldadura. En la tabla siguiente se dan algunos de los usos más frecuentes para estas calidades:

    'Hierro y acero'

    7

    (1.1)

    (1.6)

    (1.3)

    (1.4)

    (1.5)

    136º

    D/2

    0.375D

    (1.6)

    O'

    (1.7)