Apres Laminação, Notas de estudo de Química Industrial

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LAMINAÇÃO

Marcelo Lucas P. Machado

FORNOS DE REAQUECIMENTO E LAMINAÇÃO A QUENTE

TIPOS DE FORNOS DE REAQUECIMENTO

Os fornos de reaquecimento são divididos em dois grupos principais, a saber: intermitentes e contínuos. Intermitentes: São aqueles em que o material a ser aquecido é carregado e permanece estacionário sobre a soleira até atingir a temperatura de laminação ou forjamento. Algumas vezes é costume virarem-se os blocos ou lingotes a fim de homogeneizar o aquecimento. Trabalham segundo uma curva determinada de aquecimento e de resfriamento. Contínuos: Têm aplicação para placas ou tarugos, em grandes quantidades repetitivas. Estes fornos possuem, em geral, várias zonas e o material é carregado em uma extremidade, sendo forçado através do forno pela ação de um empurrador.

Vantagens dos fornos descontínuos podemos citar:

1. Permitir o aquecimento de vários tipos de aços ou dimensões

diferentes de peças que necessitam um processo de aquecimento

específico, o que pode ser melhor executado em lotes separados do que

misturados no mesmo forno;

2. Podem operar a temperaturas mais elevadas do que um forno

contínuo, podendo-se 'lavar' a superfície do aço, isto é, fundir

parcialmente a crosta de óxido para remover defeitos da superfície, sem

haver o perigo das peças colarem umas nas outras;

3. Possibilidade de misturar de peças de aços diferentes dentro do forno é

menor;

4. Sem despesas adicionais para esvaziar o forno, no fim de um

programa de aquecimento.

FORNOS CONTÍNUOS

Estes fornos possuem, em geral, várias zonas de aquecimento em seu

interior. O material é carregado em uma extremidade, sendo forçado a

caminhar pelo interior do forno pela ação de empurradores ou vigas.

Nos fornos contínuos, tanto a carga como a descarga, se realizam de

maneira periódica durante a operação.

Vantagens podemos citar:

1. Elevada produção;

2. Menor quantidade de mão-de-obra por tonelada aquecida;

3. Menores custos de depreciação e manutenção por tonelada aquecida;

grande produção por metro quadrado de área ocupada.

4. No caso de várias zonas, melhor controle do ritmo de aquecimento;

Desvantagens dos fornos contínuos:

1. Falta de flexibilidade no atendimento de pequenas encomendas ou

diversos tipos de aços;

2. Os lados do material devem ser planos para evitar empilhamento de

peças na soleira;

3. maior custo para esvaziar o forno na reparação ou no final de

programa de produção, exceto no caso de vigas caminhantes;

4. O esvaziamento do forno em caso de acidente é muito trabalhoso,

provocando qrandes perdas de tempo.

5. Maior perigo de haver mistura de peças de diferentes aços dentro do

forno;

6. Maior dificuldade para empurrar diferentes seções dentro do forno

(exceto no caso de vigas caminhantes).

1. Zona de pré-aquecimento Onde o material que entra a temperatura ambiente é aquecido, em contra- corrente, até uma temperatura da ordem de 700oC, pelos gases da combustão procedentes das outras zonas em direção ao recuperador onde aquecerá o ar de combustão. 2. Zona de aquecimento ou intermediária Região de grande fluxo de calor onde o material é aquecido na superfície até uma temperatura de 1250oC, principalmente por radiação do calor das chamas dos queimadores (em torno de 10). 3. Zona de encharque Equipada com queimadores (radiação de calor) onde se consegue que a diferença de temperatura entre o ponto mais frio (núcleo) e o ponto mais aquecido da peça, seja reduzida ao mínimo, não representando um problema para o trem de laminação ou para a qualidade do produto final laminado. Os fornos de reaquecimento contínuos possuem três zonas de combustão:

Esquema mostrando um forno de reaquecimento de empurrar com três zonas.

LAMINAÇÃO A laminação é um processo de conformação mecânica no qual o material é forçado a passar entre dois cilindros, girando em sentidos opostos, com praticamente a mesma velocidade superficial e separados entre si de uma distância menor que o valor da espessura inicial do material a ser deformado. Na laminação os produtos semi-acabados são transformados em produtos acabados que devem atender as especificações estabelecidas em termos de propriedades mecânicas, forma, dimensões, dentre outros critérios.

Esquema mostrando um material sendo laminado

Esquema mostrando cilindros com canais de um laminador fixo.

Esquema mostrando um trem contínuo de laminação.

1. obter um produto final com tamanho e formato especificados, com uma alta taxa de produção e um baixo custo;
2. obter um produto final de boa qualidade, com propriedades mecânicas e condições superficiais adequadas. O número de operações necessárias para atender a estes objetivos do processo de laminação, depende das especificações estipuladas para a forma, propriedades mecânicas, condições superficiais (rugosidade, revestimentos, etc.) e em relação a macro e microestrutura do produto laminado. Quanto mais detalhadas forem estas especificações, mais complicado será o procedimento e um maior número de operações serão necessário. Os principais objetivos da laminação são:

Para obtenção de produtos laminados as principais etapas são:

1. preparação do material inicial para a laminação;
2. aquecimento do material inicial;
3. laminação a quente;
4. acabamento e/ou tratamento térmico (caso de ser produto final);
5. decapagem;
6. laminação a frio (caso seja necessário);
7. tratamento térmico; 8 acabamento e revestimento. Durante as etapas de laminação, deve-se efetuar um controle de qualidade do produto para se detectar a presença de defeitos, tais como trincas e vazios internos, afim de se evitar que um produto com excesso de defeitos, portanto, rejeitável, continue sendo processado, com desperdício de tempo e energia.

CLASSIFICAÇÃO DOS PRODUTOS LAMINADOS

Blocos: Seção quadrada ou ligeiramente retangular, entre 150 e 300mm de lado. Placas : Seção retangular com espessura entre 50 e 230mm e 610 a 1520mm de largura. Tarugos : Seção quadrada ou circular, entre 50 e 125 mm de lado, (ou diâmetro). Fio-máquina : normalmente de seção circular com o diâmetro menor que 12,7mm, produzido em rolos ou bobinas Barras : Seção quadrada, circular ou poligonal com dimensões menores que 100mm. Perfis Normais : Com seção mais elaborada, como cantoneiras, T, Z, U, etc., com altura da alma maior que 80 mm. Chapa Grossa : Largura acima de 200 mm, espessura maior que 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 mínima de 500 mm enrolado na forma cilíndrica.

TIPOS DE CADEIRAS DE LAMINACÃO

Duo com retomo por cima : Consiste em dois cilindros, colocados um sobre o outro. A peça é laminada ao passar entre os dois e é devolvida para o passe seguinte, passando sobre o cilindro superior. Duo reversível: É aquele em que o sentido de rotação dos cilindros é invertido após cada passagem da peça através do laminador. Duplo Duo: Usado na laminação de barras de aços especiais, consiste em dois conjuntos Duo, com sentidos de movimento opostos, colocados em planos verticais paralelos e montados numa cadeira de laminação única. Contínuo: Várias cadeiras são colocadas uma após a outra, numa linha reta, de modo que a peça a ser laminada avança continuamente, sendo trabalhada sucessivamente em vários passes ao mesmo tempo, até que saia da última cadeira, como produto acabado. Trio: Três cilindros são dispostos um sobre o outro e a peça é introduzida no laminador, passando entre o cilindro de baixo e o médio e retoma entre o superior e o central. Quádruo: Nos laminadores Quádruo, as chapas grossas ou as tiras a quente podem ser laminadas com espessura mais uniforme no sentido transversal, porque os cilindros de apoio, superior e inferior, impedem a flexão excessiva dos de trabalho. Universal: Constitui uma combinação de cilindros horizontais e verticais, normalmente montados na mesma cadeira de laminação.