Conceitos de Laminação, Notas de aula de Engenharia Metalúrgica

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Maria Aparecida Pinto DEMET

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LAMINAÇÃO

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UFOP A laminação é um processo de conformação mecânica dos metais e ligas metálicas em que ocorre a redução da seção transversal e aumento do comprimento e largura pela passagem do material entre cilindros que giram à mesma velocidade periférica porém em sentido contrário. CONCEITOS INICIAIS

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UFOP (^) A passagem da peça pelos cilindros ocorre por meio da ação da força de atrito que atua na superfície de contato entre o material e o cilindro. Esta força é proporcional ao coeficiente de atrito entre o material e o cilindro e à força normal à superfície de contato. A força normal dividida pela área de contato é a pressão exercida pelos cilindros. CONCEITOS INICIAIS

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UFOP A laminação é classificada como um processo de compressão direta pelo fato de os cilindros atuarem, em esforço de compressão, diretamente sobre a peça. Na laminação, a peça entra no espaço entre cilindros com uma velocidade menor do que a velocidade com que sai, pois admite-se a hipótese da constância de volume na deformação plástica. Como a velocidade periférica dos cilindros é constante, existe um ponto no arco de contato onde a velocidade da peça se iguala à velocidade do cilindro (e no qual a tensão de laminação, ou seja, a pressão aplicada pelos cilindros à peça é máxima). Este ponto é chamado ponto neutro. CONCEITOS INICIAIS

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UFOP CONCEITOS INICIAIS Os cilindros de menor diâmetro requerem cargas de laminação menores do que as exigidas pelos cilindros grandes, para uma mesma redução de seção da peça, pois:  A área da superfície de contato de um cilindro de diâmetro menor é também menor em relação ao cilindro de maior diâmetro;  A área menor da superfície de contato de um cilindro de diâmetro menor corresponde a forças de atrito de menores intensidades e, consequentemente, a pressões médias menores.

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UFOP Então, para aumentar a rigidez do par de cilindros de diâmetros menores (cilindros de trabalho), justapõem-se cilindros aos pares, de diâmetros maiores (cilindros de encosto ou apoio). CONCEITOS INICIAIS

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HISTÓRIA

 Século XIV : laminação de ouro e prata empregando métodos manuais;  1486 : Leonardo da Vinci projeta um dos primeiros laminadores, mas é pouco provável que seu projeto tenha sido executado.  1600 : laminação de chumbo e estanho à temperatura ambiente, por meio de laminadores operados manualmente.  Início do século XVIII : surge, na Europa ocidental, o processo de laminação a quente do ferro, transformando barras em chapas.

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UFOP  A partir de 1850 : a grande demanda por ferro e aço, característica da revolução industrial, estimula o desenvolvimento da laminação, especialmente no caso de produtos planos, com grande aumento no tamanho e na capacidade dos equipamentos.  A laminação é um processo que requer uma potente fonte de energia. Até o século XVIII essa energia provinha de moinhos d’água. O advento das máquinas a vapor, durante a revolução industrial, foi o principal responsável pelo aumento da capacidade dos laminadores até que, a partir de 1900 , essas máquinas foram substituídas por motores elétricos, largamente empregados nos tempos atuais.

HISTÓRIA

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UFOP Unidade Metalúrgica kWh/t Sinterização 44 Coqueria 38 Alto Forno 27 Fábrica de Oxigênio 650 Conversor a oxigênio 33 Lingotamento Contínuo 36 Desbastador de blocos 28 - 44 Laminador de barras 130 - 165 Desbastador de placas 35 - 48 Laminador reversível para chapas grossas 110 - 130 Laminador de Tiras a Quente 120 - 140 Acabamento de tiras laminadas a quente (^30) 14

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UFOP Força/energia Calibração Controle de defeitos Controle de dimensional acurado Controle de preenchimento dos canais Manufatura de seções complexas Controle metalúrgico do produto Fatores importantes na laminação 16

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UFOP 1 – Zona de conformação 2 - Propriedades do material antes da conformação 3 – Propriedades do material após conformação 4 – Zona de contato cilindro/barra 5 – Cilindros de laminação 6 – Reações superficiais 7 – Equipamento Diferentes regiões da técnica de laminação.^8 –^ Lay out

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PRINCIPAIS OBJETIVOS DA LAMINAÇÃO

O número de operações necessárias para atender a estes objetivos 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 será necessário.

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UFOP Usina integrada Usina semi-integrada

TIPOS DE USINAS SIDERÚRGICAS

 Integradas: redução, refino e laminação  Semi-integradas: refino e laminação  Não-integradas: redução ou processamento