ACEROS AREQUIPA - EL ACERO Lo Que Hay Que Saber.pdf

7/22/2019 ACEROS AREQUIPA - EL ACERO Lo Que Hay Que Saber.pdf

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EL ACERO

Lo que hay que saber

Planta 1: Certificado N33215Planta 2: Certificado N32450


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Segund a Edicin

Corporacin Aceros Arequipa S.A.

EL ACERO, LO QUE HAY QUE SABER

setiembre del 2007

Editado por Grupo Publicidad S.R.L.

Av. Jos Pardo 233, of. 22, Miraflores

E-mail: [email protected] - Per

Derechos Reservados

Hecho el depsito de Ley N 1501222000-3004

Fotografas cortesa: Aceros Arequipa


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Uno solo es el objetivo de este libro; el lograr que todo el personalque labora en la Corporacin Aceros Arequipa S.A. adquiera losconocimientos bsicos del proceso de fabricacin del acero y losaspectos que lo relacionan.

Para la lectura de este libro, la especialidad de cada uno o el sectoren que desempee su labor no importa, la razn fundamental de estaempresa es producir y comercializar acero y ello convierte en unanecesidad el conocer nuestros productos, sabiendo que en esta for-ma estamos contribuyendo a nuestro propio logro.

RICARDO CILLONIZ CHAMPIN Director Gerente Adjunto

PROLOGO

Planta 1: Certificado N33215Planta 2: Certificado N32450


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I Historia del hierro

II El acero y su microestructura

III Fabricacin del acero

IV Laminacin del acero

V Normas que regulan la calidad

en la fabricacin del acero

VI Productos de acero: Definiciones

VII Vocabulario bsico Espaol Portugus

Ingls Francs

VIII Las materias primas en la industria

siderrgica

IX La reduccin directa del mineral de hierro

X Medio ambiente

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EL ACEROLo que hay que saber

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INDICE


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HISTORIA DEL HIERRO

En los ltimos doscientos aos, el hierro, ese metal tan comn en la tierra, hademostrado ser para la industria, la combinacin ms econmica, verstil, resis-tente y duradera.

Uno de los pasos ms importantes dados por el hombre en su avance hacia lacivilizacin ha sido el descubrimiento del hierro.

Es posible que ese descubrimiento se haya realizado durante el examen casual deun meteorito por algn distante antepasado, dando origen a la palabra siderurgiacuya raz sidero o sideris para los romanos, significa austral o proveniente delos astros.

El descubrimiento del hierro en Asia Menor data de cuatro o cinco mil aos antesde Cristo, luego, se desarroll con progresiva aceleracin en otras partes del pla-neta, hasta llegar a mediados del siglo XIX, con el inicio de la revolucin indus-trial a su utilizacin masiva debido a la tecnologa del acero. Esta ruta contina

hacia el futuro.

La historia del hierro es la historia del hombre. Desde su descubrimiento, entiempos primitivos, el hombre con su inventiva ha logrado convertirlo en acero yadecuarlo a los mltiples usos que hoy tiene. Desde una aguja hasta un buque;desde un delicado instrumento hasta la Torre de Eiffel.

Para salir de su estado primitivo el hombre tena que dominar primero el fuego yno era tarea fcil porque el fuego perteneca a los dioses.

Con mucho temor el hombre observaba como los dioses demostraban su cleralanzando rayos a los bosques secos originando grandes incendios.

Cuantas veces haba visto danzar a los dioses mirando el fuego, hasta que un dase atrevi, por audaz y temerario o por ignorante y curioso, a tomar un troncoencendido, llevarlo a cierta distancia y formar su propia hoguera.

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Se ha convertido as en un dios dueo de su propio fuego.

Mucho tiempo ms tarde, posiblemente siglos, da el hombre otro paso gigantes-co, al descubrir que la friccin de dos piedras duras tambin produca fuego.

Dominado el fuego, la vida en familia comienza a organizarse. Se aprende cosassin necesidad de comprenderlas. Se observa el fuego con la conciencia mgica

del hombre primitivo. El agua en contacto con el fuego se hace invisible. El aireaviva el fuego.

As transcurren cinco o diez milenios hasta que en su constante caminar hacianinguna parte, enciende una hoguera para cocer un trozo de carne y terminada lamerienda y consumida la hoguera observa que en las cenizas hay un materialdiferente que no es otra cosa que fierro fundido. Pasar algn tiempo para que elhecho se repita y luego descubrir que la roca del lugar es coloreada y pesada ymuy diferente a la que conoce. Repite la experiencia y obtiene iguales resultados;golpea con una piedra dura el material obtenido y observa que puede cambiarle laforma, repite el experimento muchas veces mejorndolo cada vez y as nace lametalurgia del hierro, hace cuatro o cinco milenios.

Con el transcurso del tiempo suceden hechos extraordinarios. Una hoguera en-cendida sobre unas rocas negras continua encendida al terminarse los troncos,descubrindose as los carbones minerales.

El hierro se convierte en el elemento metlico de mayor uso en el mundo; sinembargo, no se le utiliza qumicamente puro sino aleado con el carbono paraobtener el acero.

El mineral de hierro se encuentra como:

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Hematita Fe2O

3

Limonita Fe2O3H2OMagnetita Fe

3O

4

Siderita Fe CO3

Pirita Fe S2Cromita FeOCr

2O

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Durante los primeros 10 siglos D.C. se incrementa la arquitectura en toda Europa,entre muchas otras, se construyen la Baslica de San Pedro, y la primera Catedralde Resena. El cristianismo fluye por todo el orbe. Entre el 532 y el 537 se producen

bellas obras de orfebrera, principalmente en oro. El hierro ya forma parte delavance humano. Un auge similar en arquitectura y construccin se experimentaen India y en China, se cree que stos ltimos fueron los primeros en hacer agujasde acero, stas llegaron a Europa con los moros alrededor del ao 1,200.

En esa poca, el consumo del hierro ya se haba generalizado en la manufacturade ciertos artculos como: clavos, cerraduras, barras y placas, apareci la plvoray el hierro se us para los caones y armas de fuego en general. Luego entre 1,300y 1,395 en Blgica se instalan los primeros hornos de propulsin hidrulica,adelanto tecnolgico que destierra para siempre los hornos primitivos construidosde barro y piedra y los hornos de cuba construidos con arcilla y piedra.

La bsqueda de mejores mtodos para hacer ms rpido y eficiente el trabajo delhombre llev a la utilizacin de la fuerza hidrulica para accionar los soplillos.Ello permiti construir hornos ms altos, pero impidi que el mayor volumen demineral procesado pudiera ser manipulado. Tambin aqu la fuerza hidrulica supli

la fuerza humana, permitiendo una tcnica de fundicin rpida y eficiente: la ForjaCatalana.

Posteriormente a la Forja Catalana se invent el fuelle en forma de abanico y enaquellos tiempos se obtenan 5 a 6 kilogramos de hierro por operacin. Pero,hacindose sentir cada da ms la necesidad del hierro se dieron mayores

proporciones a los hornos y se obtuvieron hacia 1,750, 120 K, de hierro poroperacin.

En todas las herreras a la Catalana el viento se lanzaba a brazo de hombre y de lamisma manera se ejecutaba el martillo. El obrero, por medio de un mecanismo,levantaba un grueso martillo para dejarle caer enseguida con todo su peso. Algunos

de estos martillos pesaban 1,500 kilogramos.En el ao 1,500 se construy en Los Pirineos un martillo movido por una ruedahidrulica pero slo en 1,700 se import de Italia La Trompa que es corriente deagua que impulsa el aire (fuerza hidrulica).

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Durante el auge de la Forja Catalana, las necesidades siempre crecientes de lascivilizaciones desarrollaron la industria hasta el punto que los bosques, que hastaentonces haban sido las nicas fuentes de combustible, estaban a punto deconsumirse.

Pero la inventiva del hombre ha ido descubriendo nuevos procedimientos y hoyen da los avances tecnolgicos son tan grandes, que la industria siderrgica actuales muy diferente y tan sofisticada que hace difcil imaginar como era en el pasado.

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EL ACERO Y SU MICROESTRUCTURA

1. Qu es el acero? Un metal? Una aleacin?2. Naturaleza qumica y fsica del acero:

- Hierro (Fe) y Carbono (C )- Otros elementos- Propiedades fsicas- Propiedades mecnicas- Efecto de aleantes

3. Naturaleza microestructural del acero:- Granos- Estructura cristalina- Formas alotrpicas- Microinclusiones y macroinclusiones

4. Diagramas de fases:- Fases estables y metaestables- Fases fuera del equilibrio- Importancia de la velocidad de enfriamiento sobre la microestructura

- Templabilidad.5. Efecto de la temperatura y deformacin:

- Efecto de la deformacin- Recristalizacin- Tamao de grano y sus efectos- Elementos afinadores de tamao de grano.

1. Qu es el acero? Un metal? Una aleacin?

El acero no es el rey de los metales, pero es el ms popular de ellos y es tal suimportancia que normalmente es con su ayuda que se puede alcanzar y poseer almetal dorado. Un pas, una sociedad o un particular que tiene ms acero involucrado

en su estilo de vida usualmente es el ms rico y poderoso. Y, aunque resulte para-djico, el acero no es un metal qumicamente hablando, sino una aleacin entreun metal (el hierro) y un metaloide (el carbono), que conserva las caractersticasmetlicas del primero, pero con propiedades notablemente mejoradas gracias a la

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adicin del segundo y de otros elementos metlicos y no metlicos.

Pero, qu es un metal y qu es un metaloide? En qu se diferencian y en qu seasemejan para que puedan terminar juntos en una aleacin?

Actualmente, sabemos que dentro de los tomos hay no solo electrones, protonesy neutrones, sino partculas an mucho ms pequeas. Su estudio as como el

estudio de microcristales y de una serie de elementos minsculos constituyen elcampo de accin de la nanotecnologa. Pero a nosotros, nos bastarn electrones,

protones y neutrones.

Empecemos con el ms elemental de los tomos como es el tomo de hidrgenoque posee un electrn girando alrededor de su ncleo constituido por un protn.Si nosotros cogemos 5 protones, 6 neutrones y 5 electrones y los colocamos en elncleo y en la periferia del tomo de hidrgeno, respectivamente, habremos cons-truido un tomo de carbono. Si a otro tomo de hidrgeno le aadimos 25 electro-nes, 25 protones y 30 neutrones y los colocamos en donde corresponden habre-mos construido un tomo de hierro. Podemos percatarnos que todos ellos (el hi-drgeno, el carbono, el hierro y los dems elementos presentes en la naturaleza)

estn constituidos por las mismas partculas elementales (electrones, protones,neutrones, etc.), pero en diferentes cantidades. Es lgico pensar que el hecho detener la misma naturaleza bsica les permita interactuar entre s y mezclarse pro-duciendo una aleacin.

Pero, sern estas cantidades relativas de electrones, protones y neutrones las quehacen que cada uno de estos elementos tenga diferentes propiedades? Sabemosque el carcter metlico se acenta al disminuir el nmero de electrones en la capaexterna y al aumentar el volumen del tomo, en cada Grupo en la Tabla Peridica.Fsicamente, un metal posee ciertas caractersticas que lo diferencian de unmetaloide o de un no-metal. As un metal posee una buena conductividad trmicay elctrica, mdulo de elasticidad elevado, buena tenacidad y maleabilidad, buen

brillo metlico, en estado slido posee una buena estructura cristalina; mientrasun metaloide puede poseer alguna conductividad, algn brillo metlico pero nin-guna plasticidad mecnica. Por supuesto, un no-metal no poseer brillo metlico,ni plasticidad ni tenacidad.

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2. Naturaleza qumica y fsica del acero

Acero en realidad es un trmino que nombra a una familia muy numerosa de alea-ciones metlicas, teniendo como base la aleacin Hierro Carbono. El hierro esun metal, relativamente duro y tenaz, con dimetro atmico d

A= 2,48 ( 1

angstrom = 10-10m), con temperatura de fusin de 1 535C y punto de ebullicin2 740C. Mientras el Carbono es un metaloide, con dimetro mucho ms pequeo(d

A= 1,54 ), blando y frgil en la mayora de sus formas alotrpicas (excepto

en la forma de diamante en que su estructura cristalogrfica lo hace el ms duro delos materiales conocidos). Es la diferencia en dimetros atmicos lo que va apermitir al elemento de tomo ms pequeo difundir a travs de la celda del otroelemento de mayor dimetro.

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Tabla I.Algunas propiedades fsicas del carbono y del hierro.

EL EMENTO EXPANSION CONDUCTIVIDAD RESISTIVIDAD MOD UL O D E NATURALEZA

TERMICA TERMICA ELECTRICA ELASTICIDAD DEL

LINEAL TENSIL ELEMENTO

x 10-6

mm/mm/C cal/cm2/cm/seg/C x 10-6 ohms-cm x106 kg/mm2

Hierro 11,76 0,18 9,71 (a 25 C) 20,1 Metal

Carbono 0,6 4,3 0,057 1 375 (a 0 C) 0,5 Metaloide

Cuando una sustancia logra disolverse en otra se tiene una solucin, donde a laprimera, que es minoritaria, se le llama soluto y a la segunda, que es mayoritaria,se le llama solvente. Estas sustancias pueden ser slidas, lquidas o gaseosas.

Al igual que el carbono, actan otros elementos que devienen en intersticiales

debido a su dimetro atmico menor a 2 , lo que les da mayor posibilidad dedifusin a travs de los intersticios de la estructura cristalina del hierro. Estoselementos son el Nitrgeno (d

A= 1,42 ), Hidrgeno (d

A= 0,92 ), Boro (d

A=

1,94 ), Oxgeno (dA= 1,20 ), etc. Va a ser esta posibilidad de difusin intersticial

la responsable de una gran cantidad de posibilidades tecnolgicas y variantes depropiedades en el acero, especialmente las vinculadas al endurecimiento, graciasa la solucin slida intersticial de carbono en hierro, y a la formacin de compues-tos intersticiales como carburos y nitruros que aparecen como componentes usual-mente muy duros en los aceros aleados.

Por otro lado, otros elementos como el cromo, nquel, titanio, manganeso, vanadio,cobre, etc. con dimetros atmicos cercanos al del hierro (condicin sine quanon),formarn soluciones slidas sustitucionales en un intervalo que depender de la

semejanza de estructura cristalina, de la afinidad qumica y de las valencias relati-vas. Estas soluciones sustitucionales son las ms frecuentes y numerosas entre losmetales, especialmente en el acero.

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Fig. 2 . Ilustracin del enlace metlico, mostrando una nube deelectrones alrededor de los iones en un slido metlico.

Si el tomo de hidrgeno se amplificara de modo que su dimetro tuviera unkilmetro, su ncleo sera del tamao de una pelota de bisbol y su electrn, amedio kilmetro de distancia, sera del tamao de una pelota de ftbol. Entoncescon tanto espacio vaco en el interior de los tomos, tendremos que llegar a ladeduccin de que toda la materia que vemos, tocamos, sentimos, es principal-mente pura energa excitando nuestros sentidos.

En un metal que est formado por la unin de electrones girando alrededor de unncleo, como es posible que pueda tener tan buena solidez, tenacidad y dureza.Qu fuerzas explican esta cohesin? El enlace metlico es un enlace muy pecu-liar que permite la movilidad de los electrones alrededor de los ncleos generan-do una cohesin entre ellos, gracias a fuerzas de repulsin entre ncleos y entreelectrones, y a fuerzas de atraccin entre ncleos positivos y electrones; y, a lavez, permite un ordenamiento muy regular de los iones (tomos que han perdidoo ganado electrones, segn su valencia) dando lugar a una estructura cristalina. Laestructura cristalina se caracteriza por una distribucin regular de los tomos (yiones) en el espacio. Hay 14 estructuras posibles de cristalizacin, aunque la ma-yor parte de los metales cristalizan en tres tipos de estructuras, dos de ellas cbi-cas y una hexagonal.


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El enlace metlico es el responsable de la dureza, la resistencia mecnica y laplasticidad que caracterizan a los metales. Es su gran movilidad de los electroneslo que explica tambin el brillo metlico y las conductividades trmica y elctrica.

Formas alotrpicasson las diversas formas en que un metal alotrpico puedepresentarse, segn su estructura cristalogrfica. Cuando un metal monocomponenteo monofsico, sin haber variado su composicin qumica, sufre un cambio rever-

sible de estructura cristalina, se dice que es alotrpico.

Se llama fasea un componente que constituye una entidad diferenciada de lasotras fases, en base a su composicin qumica, a su naturaleza fsica, a su estruc-tura cristalogrfica, a sus propiedades fsicoqumicas, etc.

El hierro es un metal alotrpico pues pasa de una estructura b.c.c., conocida comohierro alfa, que existe desde temperatura ambiente hasta los 910 C, a una estruc-tura f.c.c. del hierro gamma, que existe entre los 912 y 1 500C, y luego retorna ala estructura b.c.c., esta vez, del hierro delta, que existe hasta los 1 540C.

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Fig. 3 . Celdas unitarias b.c.c. (estructura cbica de cuerpocentrado) y f.c.c. (estructura cbica de cara centrada), corres-pondientes al hierro alfa y hierro gamma, respectivamente.


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La fase alfa y la fase delta del acero cristalizan con una estructura tipo b.c.c. (bodycentered cubic o cbica de cuerpo centrado). En las estructuras cbicas los

parmetros de red son iguales, o sea que la estructura corresponde a un cuboperfecto. En el caso de la estructura b.c.c., un tomo completo se coloca en elcentro del cubo y ocho tomos se ubican en las esquinas. En trminos totalestendremos por cada cubo o celda unitaria:

8 tomos en las esquinas x 1/8 = 1 tomo

1 tomo central = 1 tomo

Total = 2 tomos

La fase gamma cristaliza en el sistema f.c.c. (face centered cubic o cbica de caracentrada), en el cual seis tomos se ubican en las caras de la celda o cubo y ochotomos en las esquinas. La celda unitaria tendr entonces:

8 tomos en las esquinas x 1/8 = 1 tomo

6 tomos centrados en las caras x 1/2 = 3 tomo

Total = 4 tomos

Es fcil deducir que la estructura f.c.c. es ms densa que la b.c.c. Si consideramosa los tomos como esferas ubicadas en estas estructuras podremos encontrar elllamado factor de empaquetamiento que expresa, en fraccin unitaria, el espacioocupado por los tomos en la celda unitaria. Para la celda f.c.c. este factor es 0,74

mientras que para b.c.c. es 0,68 . Visto de otra manera, en la celda f.c.c. losintersticios (espacios entre los tomos) ocupan el 26 % del volumen, mientras enla celda b.c.c. ocupan el 32 %.

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Sern estas fases del hierro las cuales asimilarn los tomos de carbono principal-mente, pero tambin tomos de otros elementos en menor cantidad, para dar lugara la formidable familia de aleaciones conocida como acero. De tal forma que estasfases tambin estarn presentes en los aceros aunque, lgicamente, presentarncambios de composicin que incluyen a los nuevos elementos presentes.

Las propiedades mecnicas en los aceros son influenciadas fuertemente por elcontenido de carbono, ya que determinan cantidades diferentes de uno de los com-

ponentes ms duros en el acero, como es la cementita, o de su mezcla eutectoide,la perlita. An en estado de temple (endurecido por enfriamiento rpido), el con-tenido de carbono del acero sigue siendo importante pues una martensita de ma-yor contenido de carbono ser tambin ms dura.

3. Naturaleza microestructural del acero.

Veamos un poco ms adentro en la estructura del acero. Un producto de acero,como una barra o una plancha, es un slido que est formado por granos. Almicroscopio son granos los que se observan como microcomponentes del acero.Estos granos pueden ser de alguna de las fases, o mezcla de fases, que estn

Fig. 4.Efecto de contenido de carbono de un acerocomn sobre sus propiedades mecnicas

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presentes en todo acero normal: ferrita, perlita, cementita; por lo que pueden tenerdiferente aspecto.

De esta forma un acero al carbono, de un contenido de carbono de 0,20 %, estarformado por una proporcin de 75% de fase ferrita (cuyo contenido de carbono, atemperatura ambiente, no pasa de 0,008 %) y aproximadamente 25 % de perlita(cuyo contenido de carbono es fijo y corresponde a 0,8 %); mientras un acero de

mayor contenido de carbono (por ejemplo, 0,40 %) tendr mayor proporcin deperlita (aproximadamente 50 % para nuestro ejemplo). En la Fig. 5, aceros delprimer tipo son las barras cuadradas y los ngulos, mientras las barras corrugadas(inferior izquierda en la figura) son de acero del segundo tipo.

Los granos, a su vez, estn formados por agregados de cristales. Son estos crista-les los que van a determinar en gran medida las propiedades del acero. Como yaha sido dicho, cada fase tiene diferente estructura cristalina o cristalogrfica, y,

por tanto, cada fase posee diferentes propiedades. El acero poseer, en general yproporcionalmente, las propiedades promedio del conjunto. En algunos casos,especialmente en aceros aleados, aparecern otras fases, como carburos, nitruros,etc. que otorgarn, favorable o desfavorablemente, propiedades diferenciadas aese tipo de acero.

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Fig. 5 .Productos de acero de bajo carbono (microestructurasclaras) y medio carbono (microestructura algo gris). Se aprecia elefecto del grado de reduccin en caliente sobre la microestructura.


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Adicionalmente a estas fases propias del acero, existirn otras fases que surgencomo producto del proceso de fabricacin de acero. Estas son las llamadas inclu-siones, que son compuestos qumicos, y que corresponden a xidos, silicatos,aluminatos, etc., que ensucian el acero y cuya presencia por lo general se tratade evitar o minimizar durante su fabricacin. Por otra parte, existen tambin in-clusiones de sulfuro de manganeso y sulfuro de fierro que mejoran las caracters-ticas de maquinabilidad del acero.

Fig. 6.Diagrama de equilibrio metaestable hierro-carburo de hierro


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4. Diagramas de fases.

Bien, ya hemos dicho que los aceros estn compuestos por ciertas fases, las cualesa su vez tienen ciertas caractersticas diferenciadas. La diferente proporcin deestas fases determinar en mucho las propiedades del acero. Tambin se ha dichoque el contenido de carbono y de otros elementos influyen sobre las propiedadesdel acero, esto quiere decir que estos elementos se metern dentro de estas fases

cambiando a su vez sus propiedades. La forma ms simple de visualizar este he-cho es a travs de un diagrama de fases en equilibrio hierro-carbono.

El diagrama hierro-carbono solo tiene una zona de inters tecnolgico que loconstituye la porcin hierro-carburo de hierro. El carburo de hierro conocido comocementita es un compuesto Fe

3C con 6,67 % de carbono. Este es un diagrama

metaestable, pues para fines prcticos se puede considerar que la cementita es unafase cuasiestable y tcnicamente representa condiciones de equilibrio tiles paraentender las transformaciones que veremos en los aceros.

Considerando el contenido de carbono, es prctica comn dividir este diagramaen dos partes: la de las fundiciones (entre aproximadamente 2 y 6,67 % de carbo-

no) y la de los aceros (entre 0 y 2 % de carbono). Vemos, adems varias zonasdefinidas dentro del diagrama. Tenemos varias soluciones slidas. La solucinslida gamma (derivada de la fase gamma del hierro) se llama austenita y poseeuna estructura f.c.c. A alta temperatura se tiene la regin de la solucin slidadelta (derivada de la fase delta del hierro) con estructura f.c.c. Mientras que amenor temperatura se tiene la regin de la ferrita (derivada de la fase alfa delhierro) tambin con estructura f.c.c

La transformacin ms importante en este diagrama, desde el punto de vista de suutilizacin tcnica, lo constituye la transformacin austentica:

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Esta transformacin se verifica a 723C , que es conocida como la temperaturaeutectoide, y su control constituye un poderoso medio de determinar las propieda-des mecnicas del acero adecundolas a nuestro uso. El control y aprovechamien-to de esta transformacin constituye una buena parte del campo de aplicacin delos tratamientos trmicos.

La velocidad de enfriamiento determinar la microestructura final presente en el

acero, decidir si la fase presente es de naturaleza metaestable o estable o si es unafase fuera del equilibrio; y por tanto determinar las propiedades mecnicas, fsi-cas, qumicas, etc. asociadas a las fases presentes.

Si esta transformacin se realiza enfriando lentamente se producir la mezclaeutectoide conocida como perlita, formada por finas capas alternadas de cementitay ferrita. Cuanto ms lentamente se realice esta transformacin ms gruesas sernestas capas y mayor ser el tamao de grano del acero (esto sucede en el trata-miento trmico conocido como recocido). Si el enfriamiento es menos lento setendr una perlita con capas o lamelas ms finas, como sucede en el normalizado.El acero recocido es ms blando que el acero normalizado.

Si mediante un enfriamiento acelerado, desde la zona austentica, logramos evitarla transformacin eutectoide tendremos una fase fuera del equilibrio llamadomartensita. Este nuevo componente microestructural posee alta dureza aunquecon una cierta fragilidad. La martensita es una solucin slida sobresaturada decarbono atrapado en hierro alfa lo que lleva a una estructura b.c.t. (body centeredtethragonal o tetragonal de cuerpo centrado) derivada de la estructura b.c.c. El ejez de la celda cbica es mayor debido a la inclusin de tomos de carbono. Estafuerte alteracin de la red es la responsable de la alta dureza de la martensita ytambin de su aspecto microestructural acicular. En la Fig. 7, los temples o enfria-mientos en aceite y salmuera darn como resultado una estructura martenstica.

5. Efecto de la temperatura y deformacin.

La laminacin en caliente constituye un claro ejemplo de como interactan la

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temperatura y la deformacin plstica. Mientras la deformacin genera en el ma-terial un aumento considerable de la densidad de dislocaciones, lo cual a su vezaumenta la acritud (la dificultad para ser deformado adicionalmente), la mayortemperatura provee energa para que el proceso de recristalizacin lleve a unaregeneracin de los granos, disminuyendo su densidad de dislocaciones y elimi-nando la acritud.

Fig. 7. Curvas de enfriamiento en diferentes medios para diferentestratamientos trmicos. La zona delimitada por las lneas azules represen-ta la zona perltica.


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Qu es una dislocacin? Es una alteracin de la continuidad cristalina en unmetal que se traduce en un endurecimiento. La dislocacin de borde consta de

medio plano de tomos extra en un cristal. La dislocacin de tornillo se representacomo una superficie espiral formada por los planos atmicos alrededor de la lneade dislocacin de tornillo. La creacin, multiplicacin e interaccin entre lasdislocaciones son muy tiles parea explicar muchas propiedades de los metales.

Pero qu sucede con los granos en este proceso? Cuando el metal es deformadoen fro sus granos se estiran y deforman como una plastilina bajo la accin de una

presin. Cuanto mayor sea la deformacin sobre el metal, mayor ser el estira-miento de los granos siguiendo la direccin del flujo plstico del metal as defor-mado. Llegar un momento en que ninguna deformacin adicional podr ser apli-cada al metal pues se romper. Este es el punto de acritud mxima. Si entra enaccin la temperatura har regenerarse a los granos producindose primero unanucleacin en el borde del grano deformado. Este es un proceso cintico goberna-

do por la superficie especfica de bordes de grano; por ejemplo, a mayor deforma-cin habr mayor superficie de lmites de grano por centmetro cbico y, por tan-to, ms puntos de nucleacin. Esto favorecer la presencia de un tamao de granofino

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Fig. 8 . Esquema de una dislocacin de lnea o deborde mostrando la discontinuidad cristalogrfica querepresenta.


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inicialmente. Si la accin de la temperatura sobre el metal se alarga, se inicia laetapa del crecimiento de grano, que es un proceso termocintico que depende dela temperatura y del tiempo. A mayor temperatura y/o tiempo se tendr un mayorcrecimiento de grano.

Pero, cmo afecta el tamao de grano a las propiedades de los metales?

Un tamao de grano ms fino proporciona mejores propiedades mecnicas (ma-yor resistencia a la traccin, mayor tenacidad y resistencia al choque). Al cambiarla direccin de avance de la grieta de rotura del metal, al pasar de un grano a otro,el grano fino dificulta la rotura pues se requiere mayor energa para generar y

propagar la fractura en este metal. Esto se traduce en una mejor tenacidad y resis-tencia al choque.

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Fig. 9 . Efecto de la deformacin en fro sobre las propie-dades mecnicas de un acero.


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Un tamao de grano grande es ms blando y por lo general est ms libre dedislocaciones lo que le permite soportar mayores deformaciones plsticas, perosu resistencia a la propagacin de grietas por impacto se reduce. Un mayor gradode reduccin en caliente seguido de un enfriamiento al aire otorga un tamao degrano ms fino, como puede verse en la Fig. 5, comparando la microestructura deun ngulo delgado y de una barra redonda ms gruesa.

El tamao de grano se expresa, segn Norma ASTM, mediante el Nmero Gobtenido de la expresin:

Nmero de granos / pulg2a 100X = 2 G-1

Se considera grano grueso cuando G < 5 (dimetro de grano 62 micras) y granofino cuando G > 7 (dimetro de grano 32 micras).

Cuando se desea tener un metal con alta resistencia se trata de producir el granoms fino posible, ya sea mediante un control del grado de reduccin en caliente,

de la velocidad de enfriamiento, o mediante la adicin de ciertos elementosmicroaleantes afinadores de grano como, por ejemplo, el V, Nb, Ti, Al, etc. Deeste tipo son los llamados aceros HSLA o aceros microaleados de alta resistencia.Corporacin Aceros Arequipa produce, dentro de este rubro los siguientes pro-ductos: barras corrugadas de alta resistencia y ductilidad (ASTM A706), ngulosde alta resistencia (ASTM A572 Grado 50) y barras corrugadas gruesas (dimetromayor a 1) ASTM A615 Grado 60 microaleadas con niobio o vanadio.

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FABRICACION DEL ACERO

El arrabio es el producto obtenido por la reduccin y la fusin del mineral dehierro en el alto horno con la ayuda del coque. Su contenido de carbono varaentre 3% y 4%, lo que lo hace duro y quebradizo.

Hasta mediados del siglo XIX se disminua el contenido de carbono del arrabio,mediante el primitivo proceso del horno de pudelado, o del horno de crisol y as

producir el acero.

Con la revolucin industrial del siglo XIX, se fueron mejorando los mtodos parareducir el carbono del arrabio, con mayor rapidez y en mayor volumen; los mto-dos que tuvieron mayor xito se describren a continuacin

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Captulo III

Produccin de acero


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Un notable invento en Inglaterra en el ao 1850 viene a revolucionar un viejoprocedimiento: la fabricacin de acero por un sistema ms prctico, ms econ-mico y de alta produccin.

Henry Bessemer, ingeniero ingls, logra por insuflacin de aire fro a la masa dehierro en estado lquido, producir acero, el metal ms codiciado por sus mltiplesusos. El Convertidor es el nombre que le dio a este invento extraordinario, ya que

el arrabio se converta en acero.

En 1860 sucede la primera aplicacin comercial en Estados Unidos del Converti-dor Bessemer. A partir de entonces se revoluciona rpidamente toda la industriay la produccin que era de 42 mil toneladas en 1871, pasa a 10 millones en 1910.

Inicialmente los convertidores de acero eran insuflados con aire (Hornos tipoBessemer, Thomas y Siemens Martin), hasta que en 1948 en la ciudad deLinz, Austria, se empieza a utilizar el horno L.D., con inyeccin de oxgeno,que es el ms utilizado hasta nuestros das.

Por otro lado, desde el ao 1878 se hacen esfuerzos por desarrollar un horno

elctrico para producir acero, venciendo los problemas de energa elctrica sufi-ciente y la fabricacin de electrodos que pudieran soportar la carga requerida parafundir el metal. Como resultado, en 1890, se pone en operacin el primer hornoelctrico: Heroult.

Quedan as establecidas las dos vas clsicas para producir acero:

- LA VIA ALTO HORNO Y SU PROCESO DE ACERACION

- LA VIA HORNO ELECTRICO


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Los primeros procesos de aceracin desarrollados y los primeros hornos elctri-cos se enumeran a continuacin y la mayora de ellos han operado durante todo elsiglo XX.

Procesos de aceracin

Horno de pudelado Utilizado en el Siglo XVIIHorno de crisol Para convertir el arrabio en acero

Horno Bessemer Inglaterra 1850

Horno Thomas Inglaterra 1878

Horno Martn Francia 1870

Horno Siemens Alemania 1870

Horno L. D. (*) Austria 1948

(Linz Donawit)

(*) Este horno se ha impuesto sobre los otros y utiliza oxgeno en vez de aire para insuflar

el arrabio y producir acero.

HORNO ELECTRICO PARA FUNDIR LA CHATARRA

Y PRODUCIR ACERO

Horno Wilhelm Von Siemens Alemania 1890

Horno Heroult Francia 1890

Horno Stassano Italia 1895

Dado el auge que han tomado los hornos elctricos en la produccin de acero, sehace a continuacin una breve descripcin del horno elctrico, del proceso de

fabricacin de acero mediante esta va y de las partes principales que conformanun horno elctrico.

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Va horno elctrico

Va alto horno

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Bsicamente un horno elctricoest constituido por un recipiente circular cubiertode ladrillos refractarios, con una tapa mvil denominada bveda y que tiene unsistema bascular que permite el vaciado del acero lquido y de la escoria.

El horno se carga por la parte superior con chatarra o hierro esponja. La fusin dela chatarra se logra mediante el arco elctrico producido por los tres electrodos degrafito colocados en tringulo en el centro del horno. El tiempo de la fusin

depende de la potencia del transformador que alimenta a los electrodos; la tendenciaes hacer cada vez ms alta esta potencia. Como el consumo de energa elctrica

para fundir la chatarra es alto, el costo de esta energa tiene gran importancia en elcosto del acero.

Aunque inventados y perfeccionados por Siemens, Stassano y Heroult, a principiosdel Siglo XX, los hornos elctricos fueron considerados como un procedimientocaro y con perspectivas de desarrollo slo para aceros especiales. La gran capacidadde generacin elctrica desarrollada a nivel mundial posteriormente, logr revertiresta situacin y origin el fenmeno de las miniplantas o miniaceras que operancon chatarra o hierro esponja con gran eficiencia. El primero que tuvo la visin dela miniacera fue el alemn Willy Korf entre los aos 1966 y 1970, y empieza a

difundirse el concepto de hornos de alta potencia, y ultra potencia dotados detransformadores de mayor tamao; as como hornos con corriente continua.

Simultneamente se hicieron grandes avances en la calidad de los electrodos y delmaterial refractario para el horno y la bveda o tapa del horno.

Luego surge la idea de dividir el proceso de aceracin en sus dos etapas, la fusindel metal (derretirlo) y el afino del acero. Nace as el horno de cuchara, queutilizando un transformador de mucha menor potencia realiza esta operacin,denominada metalurgia secundaria.

Usualmente la colada del acero en el horno elctrico se efecta basculando elhorno para que el acero salga por la piquera y sea depositado en una cuchara orecipiente cubierto de ladrillos refractarios. En la colada del acero se tiene cuidadoen no arrastrar la escoria que flota encima.

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Una de las mejoras desarrolladas a los hornos elctricos es el efectuar la coladapor el fondo, con lo cual no se requiere el sistema basculante, pero s de un sistemade cierre mecnico, que mayormente es con una vlvula deslizante.

Sistemas de fabricacin del acero

Todos los pases desarrollados y gran parte de los semi-desarrollados poseen plantas

siderrgicas.

La denominacin que tienen las plantas siderrgicas es por el tipo de productoterminado que fabrican y en este caso se denominan de productos no planos ode productos planos.

Las plantas de productos planos tienen un costo de instalacin ms alto que lasde no planos y por esta razn en los pases en desarrollo las plantas de productos

planos eran de propiedad estatal, no as las plantas de no planos que eran depropiedad privada. Desde la decada del 80, la tendencia general ha cambiado ytanto las plantas de planos, como no planos, estn pasando a manos privadas.

En general, hay dos aspectos importantes a tener en cuenta en una planta siderrgica,uno de ellos es la disponibilidad de la materia prima (mineral de hierro o chatarra)y el otro es la disponibilidad de energa.

En el caso de las plantas siderrgicas va Alto Horno Convertidor, la materiaprima es el mineral de hierro y la energa es la disponibilidad de coque o de carbncoquificable.

En las plantas siderrgicas, va Horno Elctrico, la materia prima es la chatarra deacero o el hierro esponja y la energa necesaria depender de la disponibilidad deenerga elctrica en el pas. En el caso de disponer de gas natural abundante, ste

permitira el uso de hierro esponja mediante la reduccin directa del mineral dehierro.

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Flujo

esquemtico

delafabricacindelacero

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La solidificacin del acero lquido se efectuaba hasta hace pocos aos, en el patiode colada, convirtindose en lingotes el acero lquido que se vaciaba en moldesdenominados lingoteras.El lingote mediante nuevo calentamiento en hornosespeciales era laminado para convertirlo en planchon o tocho y luego repetir laoperacin para convertirlo en plancha o bobina, o en no planos, para lo cual eracalentado el tocho y mediante la laminacin se converta en palanquilla y luegorepetir la operacin para obtener, de la palanquilla, la barra lisa, corrugada, alambrn

o cualquier tipo de perfil.

La colada continua revolucion completamente el procedimiento y origin unincremento notable de la productividad con la consiguiente reduccin de costos,como resultado de vaciar directamente el acero lquido y salir convertido en una

palanquilla o en un planchn.

En la actualidad, las modernas plantas de productos planos, producen directamentelas bobinas de acreo mediante colada continua, suprimindose as los costosos

procedimientos de calentamiento en las diferentes etapas.

En forma similar las plantas de productos no planos pasan directamente del acero

lquido a la palanquilla y al producto terminado.

Colada continua

Uno de los mayores adelantos en la fabricacin del acero ha sido la utilizacin dela colada continua, la cual ha permitido reducir las mermas o desperdicios y reducirel consumo de energa.

En los procedimientos clsicos de fabricacin de acero, va Alto Horno o vaHorno Elctrico, el acero lquido obtenido a una temperatura del orden de 1 650 C,es vaciado a lingoteras o moldes, donde luego de volver a ser calentado es sometidoa un proceso de laminacin para convertirlo a palanquillas o planchones semi-terminados y posteriormente vuelto a calentar, se procede a laminarlo paraconvertirlo en barras, perfiles, planchas, etc.

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En cada uno de los procesos indicados se producen mermas y adicionalmente unmayor consumo de energa y de mano de obra.

La necesidad de idear un sistema que evitara el engorroso proceso descrito antes,era reconocida por los siderurgstas y es as como al comienzo del siglo XIX, elingls Henry Bessemer patenta un sistema de colada continua que si bien no tuvoel xito esperado, confirma la inquietud existente, que anim a continuar

experimentando durante todo dicho siglo.

En el siglo XX los progresos en los sistemas de colada continua son ya notables:primeramente en la colada de palanquillas y posteriormente en la colada deplanchones.

En la actualidad, no se concibe una planta de productos no planos sin la coladacontinua de palanquillas y en lo que respecta a las plantas de productos planos, el80% de ellas tienen en la actualidad colada continua de planchones y con lasmodernas tecnologas el espesor de los planchones se ha ido reduciendo.

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Desarrollo

de

la

tecnologa

delhorno

elctricodea

rco

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LAMINACION DEL ACERO

Es difcil ubicar en el tiempo el inicio de la tcnica de laminacin. Se atribuye almolido de cereales y a la molienda de la caa de azcar el inicio de los sistemas delaminacin. Los informes que hay al respecto datan del siglo XV y se cita a unitaliano procedente de Sicilia, Pietro Speciale, quien en 1449 disea en maderatres cilindros movidos manualmente y utilizados para moler azcar.

Simultneamente en Alemania, Rudolph De Nuremberg, disea un laminador parajoyera.

El dibujo ms significativo de un laminador se conserva hasta el presente y perte-nece a Leonardo Da Vinci, fue hecho en el ao 1495.

En el siglo XVI el francs Brulier, en 1553, disea un laminador para planchas deoro y plata; y un alemn, Hans Lobsinger, en la misma poca disea el primerlaminador en caliente de la historia, logrando transformar el hierro en flejes o cintas.

En el museo de Cluny en Francia, se conserva hasta hoy un laminador-estirador,fabricado en Alemania, en 1565.

En el mismo siglo XVI Berius Bulmer de Inglaterra, fabrica un laminador en elao 1588.

El siglo XVII presenta un progreso acentuado en los procesos de laminacin,existiendo documentos suficientes que as lo demuestran. Una de las ilustracio-nes ms detalladas de una mquina de laminacin se debe a Vittorio Zonca. Ya en1615, se hacan laminadores ms grandes, como el diseado por Caus en Francia.Merecen tambin sealar en este siglo, los diseos de Giovanni Branca, en Italiaen 1629 y Richard Foley, en Suecia, Thomas Hale en 1670, en Inglaterra y en

1678 otro ingls, Thomas Harvey.

En este siglo XVII hay evidencia de la utilizacin de cilindros fundidos en laLaminacin.

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Captulo IV


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Laminadores diseadospor Leonardo Da Vinci

-1495-

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El siglo XVIII marca el asentamiento definitivo de los sistemas de laminacin. Elpapel principal lo tuvo el ingls Henry Cort, que es conocido hasta hoy como Elpadre de la laminacin. Tambin sobresalen en este siglo el sueco ChristoferPohiem y el ingls John Payne, asi como los franceses Fayolle y Remond.

En 1783, Henry Cort patenta un sistema de laminacin en caliente el cual fue elresultado de un trabajo realizado en su taller de herrera en Fontiev, Inglaterra,

cuando en 1780 la marina inglesa le envi un lote de chatarra de acero para serfundido y transformado en perfiles laminados, utilizados en la fabricacin de bu-ques de guerra.En la siguiente pgina se puede apreciar a un grupo de marinos inglesesinspeccionando los perfiles.

En la poca moderna hay que mencionar a Tadeusz Sandzimir, ingeniero polacoque en las dcadas de 1930 a 1950 desarrolla notablemente los sistemas delaminacin hasta espesores delgados.

Adicionalmente a los procesos de laminacin en caliente y en fro, las plantas deproductos planos cuentan con lneas de revestimiento. Las que usualmente seutilizan, son las de zincado o galvanizado que consiste en cubrir la plancha conuna delgada capa de zinc, mediante un proceso de inmersin en caliente. El otrotipo de recubrimiento es el estaado (para obtener la hojalata) producto que seutiliza en la industria de envases. Las plantas de hojalata utilizan el procedimien-to de estaado electroltico. Otro tipo de recubrimiento es el cromado, pero sumercado es menor.

En la distribucin de una planta de laminacin de planos y una de productos lar-gos o de no planos, existe una gran diferencia, por lo que obligadamente hay quereferirlas en forma separada.

Sin tener en cuenta la procedencia del acero, que puede ser va Alto Horno o vaHorno Elctrico, una planta de no planos tiene bsicamente lo siguiente:

- El acero sale de la colada continua en forma de palanquilla, la palanquilla esuna barra cuadrada de acero que tiene de lado 100 mm, 120 mm o 150 mm yuna longitud que depende del proceso de laminacin. Usualmente salen 4lneas de palanquilla en forma simultnea.

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- La palanquilla puede seguir uno de los dos caminos siguientes:

A - Ir directamente al tren de laminacinB - Ir a una zona de enfriamiento

- En el caso de ir directamente al tren de laminacin deber estar a la tempera-tura adecuada.

- Si ha estado en la zona de enfriamiento, deber calentarse en el horno depalanquillas hasta la temperatura adecuada de laminacin (1 200 - 1 250C).

- El tren de laminacin est constituido por una serie de cajas de laminacinen las cuales hay rodillos que progresivamente van transformando la

palanquilla en el producto final, para lo cual los rodillos son previamentetallados en funcin al producto final que se ha programado producir.

Los laminadores modernos se clasifican en dos grupos principales: los que produ-

cen formas planas, por ejemplo: planchas, lminas, bandas y otros, en los que loscilindros son lisos y paralelos entre s; y los diseados para producir seccionesformadas, como por ejemplo: cuadrados, redondos, rieles y perfiles, en los que seusan cilindros tallados.

El castillo metlico que contiene a los cilindros laminadores se denomina caja ygeneralmente es de acero fundido. En las cajas existen dos acanaladuras vertica-les en las cuales van colocadas la chumacera que tienen cojinetes sobre los cualesvan asentados los cuellos de los cilindros. Existen adems soportes especiales

para asegurar la posicin de los cilindros y tambin tornillos de ajuste para loscilindros superior e inferior.

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Laminacin no planos y planos

Palanquilla

Palanquilla

Palanquilla

Plancha

Alambrn

Perfiles

Barras

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En los trenes para productos no planos se colocan guas delante de los cilindros yguardas detrs de stos que tienen por finalidad guiar a la barra en proceso alingresar a un canal de laminacin o al salir de l respectivamente. Tales guas yguardas van aseguradas a una barra transversal llamada Somier.

El movimiento de rotacin de los cilindros es generado por un motor que lo trans-mite a travs de una caja de piones o reductor que est conectado mediante aco-

plamientos a un extremo de los cilindros laminadores.

Los cilindros poseen las siguientes partes: cuerpo o tabla, cuellos, y cabezalesmotor.

La laminacin es la deformacin plstica de los metales o aleaciones, realizadapor deformacin mecnica entre cilindros, obtenindose como resultado una for-ma deseada y propiedades definidas en el material laminado; consiste en modifi-car la seccin de una barra de metal al pasar entre dos cilindros, obtenindose unespesor menor. Es el mtodo ms barato y ms eficiente para reducir el rea trans-versal de una pieza de material, de tal manera que el espesor final sea uniforme alo largo de todo el producto.

En el caso de laminacin de productos planos, los cilindros tienen generatrizrectilnea, y para la laminacin de productos no planos o perfilados, los cilindrostendrn canales entallados de forma ms o menos complicada en muchos casos.

Los productos son arrastrados por los cilindros por efecto de fuerzas de rozamien-to que se originan en la superficie de contacto de los cilindros y el metal lamina-do. En ausencia de fuerzas de rozamiento sera imposible laminar.

Segn el orden de ubicacin de las cajas, los laminadores se dividen en: lineales,escalonados, continuos, semi-continuos, etc.

Los laminadores con ubicacin lineal tienen el inconveniente de que todas lascajas funcionan con velocidades iguales. Este inconveniente no existe en loslaminadores escalonados ya que las cajas forman varias lneas, que funcionan condiferentes velocidades, lo que permite tener mayor velocidad en la caja acabadora,

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y por consiguiente, elevar el rendimiento del laminador. En los laminadores conti-nuos, el metal que se lamina pasa sucesivamente a travs de todas las cajas,ubicadas una detrs de la otra; se puede tener un motor para cada caja o uno solocon accionamiento, en derivacin, para las cajas. La velocidad del laminador encada caja siguiente es mayor que en la anterior. El funcionamiento del laminadorrequiere una relacin determinada de velocidad para evitar que se formen lazosdel metal que se lamina o se tense la barra entre las cajas. Los laminadores semi-

continuos son combinaciones de continuo y de lineales, o de escalonados.

Durante la laminacin, mientras el metal permanece caliente, la resistencia a lacomprensin es pequea aun cuando se lamine a baja velocidad; pero ocurre que

por radiacin y conduccin al contacto con los cilindros entre pase y pase, el metaltiende a bajar su temperatura originando un incremento en la resistencia a la com-

presin, que va acompaado con una tensin excesiva en los cilindros, lo cual seevita reducindose las proyecciones de las reas de contacto.

De igual modo si el metal tiene una gran longitud, va a permanecer mayor tiempoen contacto con el aire, lo cual va a dar lugar a un enfriamiento mayor que lonormal y va a ocurrir lo descrito en el prrafo anterior.

Un balance de calor puede ser establecido considerndose:

a) Prdidas de calor por radiacin, conveccin, conduccin a los cilin-dros y al agua de refrigeracin.

b) Ganancia de calor resultante de la energa liberada por la deformacinplstica del metal, el cual es mnimo.

Si la separacin de los cilindros es pequea, lo cual dara una reduccin excesiva-mente alta, la barra no podr entrar debido a que los cilindros no la pueden agarrar.

A mayor reduccin, se tendr una mayor proyeccin por rea de contacto o seauna mayor tensin en los cilindros. Una resistencia baja de los cilindros limita lareduccin.

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A mayor reduccin, mayor ser la potencia requerida; por lo tanto la potencia delmotor limitar la magnitud de la reduccin.

Cuanto mayor son las reducciones, mayor es el desgaste de los cilindros.

El laminado en caliente casi siempre empieza por el rompimiento de la estructurainicial o dendrtica de los lingotes o de los tochos, palanquillas y planchones de

colada continua, ya que a temperaturas elevadas la maleabilidad es generalmentealta, permitiendo la deformacin de los metales con relativa facilidad. El procesode laminado en caliente se lleva a cabo a una temperatura superior a la derecristalizacin del material que se lamina, de manera que conforme tiene lugar ladeformacin de este material metlico en la abertura de los cilindros, larecristalizacin se inicia casi de inmediato. El crecimiento de los granos del metallaminado seguir a la recristalizacin y nuevamente se tendr la deformacin enel siguiente juego de cilindros y tambin ser seguida de recristalizacin. Este

proceso se repite sucesivamente para los distintos pares de cilindros. Siempre quela temperatura final no sea demasiado elevada, el tamao final del grano sersatisfactorio.

Antes de efectuar la laminacin es necesario calentar el metal hasta una tempera-tura dada durante un tiempo determinado, ya que de esto depende la obtencin deuna estructura homognea, un calentamiento uniforme en todo el volumen delmetal y una oxidacin mnima del metal.

La forma, el tamao y la calidad del acero influyen en el tiempo de calentamiento;mientras sea de forma ms complicada y/o de mayores proporciones es mayor eltiempo de permanencia en el horno.

Una temperatura alta de calentamiento del acero puede originar un crecimientoexcesivo de los granos y un defecto llamado quemado del acero que originagrietas que no son eliminables.

Una temperatura baja de calentamiento origina la disminucin de la plasticidaddel acero, eleva la resistencia a la deformacin y puede originar grietas durante lalaminacin.

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Circuitodeproduc

cinplantadenoplanos

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Por lo tanto la temperatura ptima de trabajo no es un solo valor, sino que vara encierto rango de temperatura entre un lmite superior y un lmite inferior.

Considerando el diagrama Fe C, (Fierro Carbono) cuando el acero durante elcalentamiento pasa a travs de los puntos crticos AC

1y AC

3va a estar acompaa-

do de un cambio volumtrico y de una absorcin de calor, si no hay una buenaprctica de calentamiento, puede conducirse a un agrietamiento del acero; por lo

tanto durante el paso a travs de los puntos crticos hay que calentar el acero concuidado y lentamente. Una vez pasados estos puntos, se hace necesario de uncalentamiento a la velocidad mxima hasta la temperatura deseada con el fin deevitar prdida del acero por oxidacin y descarburacin.

La oxidacin y descarburacin son procesos de difusin, se determinan medianteel control de la atmsfera del horno.

Por oxidacin, la prdida puede ser del orden de 1% a 4% del peso. A altastemperaturas se forman generalmente FeO y Fe

2O

3, mientras que el Fe

3O

4se for-

ma a temperatura ms moderada ( < 500C)

Durante la descarburacin, las capas exteriores del acero pierden carbono y por lotanto la calidad del material baja. La descarburacin se difunde a mayor profun-didad que la oxidacin, por una mayor afinidad qumica del carbono con el oxge-no que con el hierro.

Variables que influyen en las propiedades mecnicas de los aceros

La composicin qumica, la limpieza del acero, la estructura interna, las tempera-turas de laminacin y de fin de laminacin, el grado de reduccin y la velocidadde enfriamiento, son las principales variables que influyen en las propiedadesmecnicas del acero.

En el caso especfico de barras corrugadas se tiene como variables fundamenta-les, las siguientes:

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a) Carbono.-es el de mayor importancia para incrementar o disminuir la resisten-cia y el porcentaje de alargamiento. Un mayor contenido vuelve duro y tenaza la vez que hace quebradizo el acero, adems, influye en un mayor carbonoequivalente que es el ndice de una menor aptitud para la soldabilidad.

b) Manganeso.-contribuyen de igual modo que el carbono en la resistencia .

c) Micro-aleacin.-se tiene el caso de Ferro Vanadio, que permite aumentar laspropiedades fsicas en un acero comn al carbono, al retardar el crecimientodel grano del producto laminado en caliente.

d) Temperatura de laminado.-mediante la temperatura de igualizacin se con-trola indirectamente la temperatura de laminado en cada pase y al final de lalaminacin.

Si la temperatura de entrada del material a laminar en el tren es baja se va aobtener una baja temperatura de acabado. A mayor temperatura de acabadose va a obtener menores propiedades mecnicas.

e) Porcentaje de reduccin.-a mayor porcentaje de reduccin se va a obtenermenores tamaos de grano, lo cual da lugar a mayores propiedades mecni-cas. Este porcentaje est ligado al nmero de pases a efectuar y al dimetrodel producto a obtener.

Entre otras variables se puede considerar el contenido de silicio, azufre, fs-foro, cromo, nquel, cobre; el ciclo de calentamiento, el sistema de enfria-miento, el peso mtrico, etc.

Todas estas variables son las que se han tenido en cuenta para ir mejorandohasta lograr la optimizacin en la calidad.

Control de proceso.-para controlar el proceso se hace el seguimiento del metaldesde su etapa de carguo a los hornos hasta el producto obtenido de la laminacin.

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En la etapa de carguo se controla:

a) Que el lingote, tocho o palanquilla no presenten defectos superficia-les que dificulte el posterior proceso en el laminado. En el caso derechupe se debe evitar su cargado por que se puede generar atracos enlas cajas del tren laminador y porque afecta la calidad del producto.

b) Que el metal a laminar sea de la calidad programada, con lo cual seevita posibles mezclas de calidades.

c) El seguimiento por colada permite que en cualquier anormalidad so-bre la calidad sea rpidamente analizada las causas e inmediatamentesolucionado.

En la etapa de calentamiento se controla:

a) Temperaturas de la zona de calentamiento y de igualizacin.

b) La atmsfera del horno, para evitar prdidas de metal sea por oxida-cin o por descarburacin.

En el proceso de laminacin se controla:

a) El aspecto superficial, para detectar y eliminar los defectos como:pliegues, marcas, rayaduras, exfoliaciones, grietas, rugosidad super-ficial, etc.

b) El aspecto de forma, para eliminar los defectos de ovalizacin, canalcruzado, varios, etc.

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NORMAS QUE REGULAN LA CALIDADEN LA FABRICACION DEL ACERO

Podemos decir que las normas representan un Lenguaje comn para que se co-muniquen:

FabricantesCompradoresVendedoresConstructoresCalculistas

Cada pas tiene sus normas, las ms importantes estn indicadas a continuacin:

SAE ESTADOS UNIDOSASTM ESTADOS UNIDOSDIN ALEMANIA

JIS JAPONBS INGLATERRAAFNOR FRANCIAITINTEC PERCOVENIM VENEZUELAUNE ESPAAUNI ITALIAGOST RUSIA

En el caso de los aceros para construccin las normas ms comunes son:

ASTM A615 GRADO 60 Barras de construccinASTM A706 Barras de construccin soldablesASTM A36 Perfiles de acero estructurales

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Captulo V


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Qu contiene un estndar?

DefinicionesUsosComposicin QumicaPropiedades MecnicasDimensiones y toleranciasPesos y ToleranciasSistema de muestreoIdentificacinEmpaquetamiento, etc.

NORMA SAE (SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERS)

La norma SAE suministra un medio uniforme de designacin de aceros. Los cdigosSAE establecen rangos de composicin qumica que deben de cumplir el acero

para poder usar el prefijo SAE.

NORMA SAE

La norma SAE J403e establece la composicin qumica de los aceros al carbonoSAE:

SAE 1005 SAE 1095SAE 1110 SAE 12L14SAE 1513 1572

La norma SAE J404F establece la composicin qumica de los aceros aleados.

La norma J405b establece la composicin qumica de los aceros aleados forjados.

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ESTRUCTURA DE LA CODIFICACION SAE (SAE J402b)

El primer dgito del cdigo indica el tipo al cual pertenece el acero:

1 indica un acero al carbono2 indica un acero al nquel3 indica un acero al cromo nquel

En el caso de un simple acero aleado, el 2 dgito del cdigo generalmente indicaun aleante o combinacin de aleantes y, algunas veces, el porcentaje aproximadodel elemento aleante predominante.

Usualmente los ltimos 2 3 dgitos indican el contenido aproximado de carbono,en puntos o centsimos de uno por ciento. As el SAE 5135 indica un acero alcromo de aproximadamente 1% de cromo (0,80 a 1,05%) y 0,35% de carbono(0,33% a 0,38%)

Ejemplos:

ACEROS AL CARBONO(Mn = 1.0 % max.)

1 0 X X

El 1 indica el acero Contenido de al carbono carbono

Ejemplos:

1. El acero SAE 1020, tiene los siguientes rangos de composicin qumica

C = 0,18 0,23 %Mn = 0,30 - 0,60 %P = 0,040 % max.S = 0,050 % max.Si = 0,035 % max

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El cdigo SAE nos indica SAE 1020

S A E 1 0 2 0

Acero al Carbono = 0,20%carbono

2. El acero SAE 1045, tiene la siguiente composicin qumica:

C = 0,43 0,49 %Mn = 0,60 0,90 %P = 0,040 % mximoS = 0,050 % mximoSi = 0,35 % mximo

El cdigo SAE 1045 indica:

S A E 1 0 4 5

Acero al Carbono = 0,45%carbono

ACEROS RESULFURADOS

1 1 X X

acero al carbono acero resulfurado contenido de carbono carbono

Ejemplo:

El acero SAE 1116 tiene la siguiente composicin qumica:

Carbono = 0,14 0,16 %Manganeso = 1,10 1,40 %

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Fsforo = 0,040 % max.Azufre = 0.,16 / 0,23 %


S A E 1 1 1 6

Acero al Acero Carbono = 0,16%carbono resulfurado

ACEROS RESULFURADOS Y REFOSFORADOS

S A E 1 2 X X

Acero al Resulfurado y Contenido de carbonocarbono refosforado

EjemploSAE 1213

El acero 1213 tiene la siguiente composicin qumica:

Carbono = 0,13 % mximoManganeso = 0,70 1,0 %Fsforo = 0,07 0,12 %Azufre = 0,24 0,33 %


S A E 1 2 1 3

Acero al resulfurado y carbono = 0,13carbono refosforado

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ACEROS AL MANGANESO

S A E 1 3 X X

Aceros al Al manganeso Contenido decarbono carbono

Ejemplo:SAE 1345

El acero 1345 tiene la siguiente composicin qumica:

Carbono = 0,43 0,48 %Manganeso = 1,60 1,90 %Fsforo = 0,035 %Azufre = 0,040 %Silicio = 0,20 % - 0,35 %

El cdigo SAE que corresponde es el :

S A E 1 3 4 5

Acero al Al manganeso Carbono = 0,45%carbono

ACEROS AL MOLIBDENO

S A E 4 4 X X

Acero al Molibdeno contenido demolibdeno carbono carbono

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Ejemplo:SAE 4012


Carbono = 0,09 0,14 %Manganeso = 0,75 1,00 %Fsforo = 0,035 %

Azufre = 0,040 %Silicio = 0,20 0,35 %Molibdeno = 0,15 0,25 %


S A E 4 0 1 2

Acero al Molibdeno Carbono = 0.12%molibdeno

ACERO AL CROMO

S A E 5 0 1 5

Acero al cromo Cromo Contenido de carbono

Ejemplo:SAE 5015


Carbono = 0,12 0,17 %Manganeso = 0,30 0,50 %Fsforo = 0,035 % mximoAzufre = 0,040 % mximoSilicio = 0,20 0,35 %Cromo = 0,30 0,50 %

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S A E 5 0 1 5

Acero al cromo Cromo Carbono = 0,15 %

NORMA ASTM

(AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS)

Estructura del cdigo ASTM

Est formado de la siguiente manera:

A S T M A 3 6 / A 3 6 M - 9 6 a

Norma Cdigo (sistema Ingls y Ao de Revisin enSistema Mtrico) adopcin ao

Ejemplos:

ASTM A 6 / A 6M - 9 6 b Requerimientos generales para3 revisin planchas, perfiles y lminas deen 1996 acero estructural laminados.

ASTM A615/A615M - 9 a Barras de acero deformado y2 revisin lisa para refuerzo de concretoao 1996 armado

Cuando el acero tiene varios grados, se indica el grado del acero a continuacin dela norma. Ejemplos:

ASTM A615/A615M 96 a Grado 60 ASTM A572 /A572M 94c Grado 50

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Generalmente en estos casos el grado indica el valor del lmite de fluencia en milesde libras por pulgada cuadrada (Kips). As por ejemplo:

ASTM A615 /A615M 96a Grado 60 indica las barras de construccin con unlmite de fluencia mnimo de 60 000 libras por pulgada cuadrada.

El acero ASTM A572/A572M-94c Grado 50 indica que el lmite de fluencia mnimo

de este acero estructural es de 50 000 libras por pulgadas al cuadrado.

Las normas ASTM de materiales establecen valores mnimos para:

Lmite de fluenciaResistencia a la traccinAlargamientoDoblado

Ejemplo:

En el acero ASTM A 36 los valores mnimos establecidos por la norma son:

Lmite de fluencia: 36 000 lbs/pul2Resistencia a la traccin: 58 000 80 000 lbs /pulg2Alargamiento: 20 %

En el caso del alargamiento hay que indicar la distancia entre marcas que puede serde 2 u 8.

Composicin qumica

Para efectos de garantizar la soldabilidad la norma ASTM establece valores mximospermisibles para el:

CarbonoManganesoAzufreFsforo

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As por ejemplo la Norma ASTM A615 Grado 60 establece como lmite mximode fsforo de 0,050 %.

La norma ASTM A 36 establece valores mnimos siguientes:

S = 0,050 % mximo

P = 0,040 % mximo

La norma ASTM es la ms utilizada internacionalmente y es esa la razn por lacual se ha hecho tantas referencias a ella en este captulo.

Por ejemplo, la norma peruana para las barras de construccin es similar a lanorma norteamericana ASTM - AGIS GR.60

La norma ASTM es la ms utilizada internacionalmente y es esa la razn por lacual se ha hecho tantas referencias a ella en este captulo.

Por ejemplo, la norma peruana para las barras para construccin es similar a lanorma norteamericana ASTM - AGIS GR.60.

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PRODUCTOS DE ACERO: DEFINICIONES

CLASIFICACION GENERAL

De acuerdo a su estado de fabricacin, el conjunto de productos de acero conside-rados, se agrupa en tres categoras principales:

- PRODUCTOS BRUTOS- PRODUCTOS SEMITERMINADOS- PRODUCTOS TERMINADOS LAMINADOS Y PRODUCTOS TERMINADOS FORJADOS LARGOS

PRODUCTOS BRUTOS

Son los productos que se encuentran en estado lquido o en estado slido, enforma de lingotes y que no han sufrido ninguna transformacin.

Acero lquido:acero en estado lquido listo para la colada y obtenido directa-mente de la fusin de materias primas. Se hace una distincin entre lo siguiente:

- Acero lquido para vaciar en lingoteras o para colada continua;- Acero lquido para piezas fundidas

Lingotes: productos obtenidos vaciando el acero lquido en molde de formaapropiada.

Las estadsticas de produccin incluyen bajo la denominacin de acero en brutono solamente a los productos slidos que se obtienen al vaciar en lingoteras y alacero en bruto lquido para colada, sino tambin los que, de otra manera, se con-

sideran productos semiterminados.

Los lingotes utilizados para la produccin de tubos sin costura se clasifican comoproductos en bruto.

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Captulo VI


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La forma de los lingotes generalmente se parece a una pirmide o a un conotruncado. Sus caras laterales pueden ser corrugadas y las esquinas, ms o menosredondeadas. Dependiendo de su necesidad de transformacin posterior y sin mo-dificar su denominacin, los lingotes pueden ser total o parcialmente escarpados,

por ejemplo con herramienta o soplete, para eliminar defectos superficiales.

De acuerdo con su seccin transversal, se clasifican en lingotes y en lingotes

planos.

Los lingotes tienen una seccin transversal que puede ser cuadrada, rectangular(ancho menor que dos veces el espesor), poligonal, redonda, ovalada, o perfiladasegn el perfil a laminar.

Los lingotes planos tienen una seccin transversal rectangular, siendo el anchoigual o mayor que dos veces el espesor.

PRODUCTOS SEMITERMINADOS

Productos semiterminados:productos obtenidos, sea por laminacin o forja delingotes o por colada continua, y generalmente destinados a la transformacin en

productos terminados por laminacin o forja.

Su seccin transversal puede tener diversas formas, sus dimensiones son constan-tes en el largo, con una mayor tolerancia que las correspondientes a productosterminados, y sus aristas son ms o menos redondeadas. Las caras laterales pue-den ser, a veces, ligeramente convexas o cncavas, conservando marcas delaminacin o forja.

Aunque su estructura es similar a la de los lingotes, los productos obtenidos porcolada continua son considerados como productos semiterminados, de acuerdo asus formas y dimensiones; mientras que en estadsticas de produccin son consi-derados como productos en bruto y se les puede desbastar total o parcialmente,

por ejemplo con herramienta, soplete o rectificado.

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Los productos semiterminados se clasifican de acuerdo a su forma, sus dimensio-nes de seccin transversal y su utilizacin.

Productos semiterminados de seccin transversal cuadrada:de acuerdo a susdimensiones laterales, estos productos tradicionalmente se clasifican en:

Tochos cuadrados:productos con lado mayor que 120 mm.

Palanquillas cuadradas:productos con lado generalmente igual o mayorque 50 mm y menor o igual que 150 mm.

Nota: las dimensiones de las palanquillas cuadradas pueden ser menores que las indica-

das en ciertos tipos de acero de alta aleacin, tales como los aceros rpidos, etc.

Productos semiterminados de seccin transversal rectangular:de acuerdo asus dimensiones de seccin transversal, estos productos tradicionalmente se cla-sifican en:

Tochos rectangulares:productos de seccin transversal mayor que14 400mm2, con una razn de ancho a espesor mayor que 1 y menor que 2.

Palanquillas rectangulares: productos de seccin transversal igual o ma-yor que 2 500 mm2y menor o igual que 22 500 mm2, con una razn deancho a espesor mayor que 1 y menor que 2.

La designacin utilizada para ciertos tipos de productos semiterminados (tochos,palanquillas, planchones), proviene de la poca cuando el tipo de laminador enel cual estos productos eran laminados dependa principalmente de la seccin

transversal del producto a reducir. Hoy en da, los tochos pueden laminarse enlos llamados trenes de palanquillas, y los lingotes en los llamados trenes de

planchones.

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Productos semiterminados planos:

Planchones: productos semiterminados planos en los que el espesor es igual omayor que 50 mm y la relacin entre el ancho y el espesor es igual o mayor que 2.Los planchones en los que la relacin entre el ancho y el espesor es mayor que 4son llamados platina.

Llantones: productos semiterminados planos de ancho igual o mayor que 60mmy menor que 500mm.

Esbozos para perfiles: productos semiterminados destinados a la fabricacin deperfiles y cuya seccin ha sido preformada para este propsito. El rea de laseccin transversal de estos productos semiterminados es generalmente mayorque 2 500mm2(sin embargo, en la mayora de los casos los perfiles se obtienendirectamente de la laminacin de productos semiterminados de seccin transver-sal cuadrada o rectangular)

Productos semiterminados para tubos sin costura: La seccin transversal deestos productos puede ser redondeada, cuadrada, rectangular o poligonal.

PRODUCTOS TERMINADOS LAMINADOS Y PRODUCTOS TERMINA-DOS FORJADOS LARGOS

Productos terminados laminados.-los productos terminados laminados se agrupanseparadamente de los productos forjados, los que cada vez tienen un mercado msreducido. En cambio en los productos terminados laminados se distinguenclaramente los dos tipos existentes; los laminados no planos y los laminados

planos.

Generalmente se definen por una norma que establece las dimensiones y lastolerancias de forma y de dimensin. La superficie es generalmente lisa, pero enalgunos casos, por ejemplo las barras para hormign o las planchas de piso pueden

presentar intencionalmente relieves o endentaciones regularmente espaciados.

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De acuerdo a la forma y dimensiones, se distingue:

* Productos largos

* Alambrn

* Productos planos

Segn el modo de fabricacin, se distingue:

Productos terminados laminados en caliente.- productos obtenidos generalmentepor laminacin en caliente de productos semiterminados y por laminacin en ca-liente de productos brutos.

Productos terminados laminados en fro.- productos generalmente obtenidos porlaminacin en fro de productos terminados laminados en caliente.

De acuerdo al estado de la superficie, se distinguen:

Productos que no han sufrido ningn tratamiento de superficie.Productos que han recibido un tratamiento de superficie.

* Productos largos laminados en caliente

Por su utilizacin comercial hay que considerar separadamente las barras paraconstruccin y los perfiles.

Barras redondas para construccin.- barras de acero de seccin redonda con lasuperficie estriada, o con resaltes, para facilitar su adherencia al concreto al utili-zarse en la industria de la construccin. Se fabrican cumpliendo estrictamente lasespecificaciones que sealan el lmite de fluencia, resistencia a la traccin y sualargamiento, as como su composicin qumica. Las especificaciones tambin

sealan dimensiones y tolerancias. Se les conoce como barras para construccin,barras deformadas y en Venezuela con el nombre de cabillas. Las barras paraconstruccin se identifican por su dimetro, que puede ser en pulgadas o milme-tros. Las longitudes usuales son de 9 metros y 12 metros de largo.

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Perfiles pesados.- productos laminados cuya seccin transversal es semejante alas letras I, H o U. Estos tienen en comn las caractersticas siguientes:

a) la altura h, es igual o mayor que 80mm;b) las superficies del alma se empalman con las caras interiores de las alas;c) las alas son generalmente simtricas y de igual ancho;d) las caras exteriores de las alas son paralelas;e) 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 unifor-me las que se denominan de alas paralelas.

Estos productos se subdividen en:

Perfiles I y H.- productos con seccin transversal semejante a las letras I o H. Sedistingue entre:

a) perfiles nominales.-perfiles de espesor de alma y de alas considerados comonormales.

b) perfiles delgados.-perfiles fabricados con la misma serie de cilindros de

laminacin que se usa en producir los perfiles normales.c) perfiles reforzados.-perfiles fabricados con la misma serie de cilindros de

laminacin que se usa en producir los perfiles normales.

De entre los perfiles I y H nuevamente se distingue:

Alas angostas y medianas (perfiles I).-Alas cuyo grosor es igual o menor que0,66 veces la altura nominal del perfil y menor que 300mm.

Alas anchas o muy anchas (perfiles H y columnas).-Alas cuyo grosor es mayorque 0,66 veces la altura nominal, o 300mm o ms excepto perfiles para arcos demina. Los perfiles con alas ms anchas que 0,8 veces la altura nominal se llaman

a veces columnas.Pilote de apoyo.-Perfiles I o H en los que los espesores de almas y alas sonidnticos.

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Perfiles U.-Perfiles cuya seccin transversal es semejante a la letra U y con lascaractersticas detalladas. En las series normales, las alas con las caras internasinclinadas tienen un ancho mximo de 0,5 de la altura.

Perfiles para arcos de minas.-Productos con seccin transversal, semejante a laletra I o a la letra griega W. En primer caso, estos perfiles a veces se diferenciande otros perfiles I por tener una mayor inclinacin de las caras interiores de las

alas del orden del 30%. Tambin tienen un ancho mayor que 0,70 veces la alturanominal.

Barras y perfiles livianos y medianos.-Son conocidos en algunas partes deEuropa como laminados comerciales.

Barras.-Incluyendo platinas (con excepcin de productos para la elaboracin dehormign armado).

Redondos.-Barras que tienen una seccin transversal circular con un dimetrogeneralmente de 8mm.

Barras cuadradas, hexagonales y octogonales.-Barras cuya seccin transver-sal es cuadrada, hexagonal u octogonal.

Platinas.-Barras que tienen una seccin transversal rectangular. El producto eslaminado por sus cuatro caras, generalmente el espesor no es menor que 5mm y elancho no excede los 150mm.

Perfiles livianos y medianos

Perfiles U pequeos.-La seccin transversal se asemeja a la letra U y la alturah es menor que 80mm.

Perfiles L (ngulos).- La seccin transversal se asemeja a la letra L. La clasifica-cin en ngulos iguales o desiguales depende de la razn del ancho de alas. Lasesquinas de las alas son redondeadas.

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Perfiles T de alas iguales.- La seccin transversal se asemeja a la letra T. Lasesquinas son redondeadas, y las alas y el alma son ligeramente inclinadas; las alasson iguales.

Perfil de bulbo plano.- La seccin transversal generalmente es rectangular, conuna protuberancia a todo lo largo del borde longitudinal de una de las caras msanchas, y con un ancho generalmente menor que 430mm.

* Alambrn

Alambrn.- Redondos que son laminados en caliente a partir de palanquillas, auna seccin recta aproximadamente redonda en rollos de una longitud continua.

Los productos en barras pueden haber sufrido una deformacin en fro controlada,por ejemplo un estirado o torsionado alrededor de su eje longitudinal.

Material de va ferroviaria y material similar.

Dentro de la categora de material de va ferroviaria se encuentra:

a) productos laminados en caliente que se usa en la construccin de vasferroviarias, por ejemplo rieles, durmientes, eclisas, placas de apoyo, silletas;

b) productos laminados en caliente de forma y uso similares como:- rieles para puente gra;- rieles conductores de corriente;- rieles para carriles;- rieles para agujas/cruces de vas;- rieles especiales: rieles de gras, rieles de freno.

Los materiales de va ferroviaria se sub-dividen de la siguiente forma:

a) materiales de va ferroviaria pesados, que incluyen:- rieles de masa lineal de al menos 20 kg/m;- durmientes de masa lineal de al menos 15 kg/m;

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b) materiales de va ferroviaria livianos, que incluyen:- rieles de masa lineal menor que 20 kg/m;- durmientes de masa lineal menor que 15 kg/m;- eclisas, placas de apoyo, silletas, y otros materiales livianos laminados

en caliente para la construccin de vas ferroviarias.

Tablestacas.- Productos obtenidos por laminacin en caliente o perfilacin en

fro (embutido, estampado en mquinas conformadores, etc.) con una forma talque, por engatillado de las uniones o por ajuste en ranuras longitudinales o pormedio de fijadores especiales, se pueden usar para formar tabiques o paredescontinuas. Se usan en obras martimas e hidrulicas.

Las tablestacas se diferencias segn su seccin transversal o su aplicacin.

Por ejemplo:

a) tablestacas U y Z;b) tablestacas planas;c) tablestacas armadas (fabricadas a partir de tablestacas y trozos de ngulos o

perfiles similares;d) tablestacas livianas (tablestacas para zanjas);e) tablestacas H de ajuste;f) tablestacas tubular y cajn.

Pilotes armados.- Es un pilote elaborado con una seccin transversal en forma deU o similar, usada para apoyo.

Pilote tubular.- Es un tubo de seccin transversal circular o rectangular (tambinpuede ser cuadrada), que se introduce dentro del terreno para transmitir el peso dela estructura al suelo por la resistencia desarrollada en su base y por friccin a lolargo de su superficie.

Algunas operaciones de terminacin, como perforacin, punzonado, soldadurade accesorios u operaciones similares, no alteran la clasificacin del producto.

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* Productos terminados planos(caractersticas generales)

Productos planos terminados.- Productos terminados de laminacin cuyaseccin transversal es casi rectangular y con un ancho mucho mayor que el espesor.

Segn el tipo de producto, se hace la siguiente diferencia entre:

Planos universales.- Producto plano terminado de ancho mayor que 150mm yespesor generalmente mayor que 4mm, siempre entregado en tramos, es decir, noenrollados. Las aristas son afiladas. Los planos universales son laminados encaliente por las cuatro caras (o en canales cerrados) o se produce por cizallado uoxicorte de productos planos ms anchos. Los planos universales laminados ensus cuatro caras a veces se denominan planos anchos.

Planchas laminadas en caliente.- Producto plano laminado en caliente, a cuyasaristas se les permite deformarse libremente. Se entrega en plano, y generalmente,cuadrado o rectangular; sin embargo, tambin se entrega con diseo. Los bordes

pueden ser brutos de laminacin, cizallados, oxicortados o chaflanados. Elproducto tambin se puede entregar precurvado.

Las planchas laminadas en caliente pueden producirse:a) directamente por laminado en un tren reversible o por corte de una plancha

matriz laminada en un laminador reversible;b) por corte de una banda laminada en caliente en un laminador continuo.

La plancha que proviene de un laminador reversible tambin se conoce comoplancha cuarto.

Las planchas de laminador continuo generalmente se conocen como planchaslaminadas en caliente.

Cuando por motivos estadsticos se necesita una divisin posterior hecha en baseal espesor, se recomienda lo siguiente:a) plancha delgada.- espesor menor que 4.5mm (con excepcin de las usadas

para aplicaciones elctricas)

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b) plancha gruesa.- espesor igual o mayor que 5mm.

Banda laminada en caliente.- Es un producto plano laminado en caliente que,inmediatamente despus de la pasada por el cilindro o despus del decapado o delrecocido, se enrolla en espiras para formar una bobina.

La banda bruta de laminacin tiene orillas ligeramente convexas, tambin se puede

entregar con orillas cizalladas, o se puede obtener al cortar una banda laminadams ancha.

De acuerdo con su ancho real, independientemente del ancho del laminado, lasbandas laminadas en caliente se clasifican en:

a) banda ancha laminada en caliente.- banda de un ancho igual o mayor que600mm, tambin llamada bobina..

b) banda estrecha laminada en caliente.- banda de ancho menor que 600mm.tambin llamada fleje.

Productos planos terminados laminados en fro.- Productos que durante la

terminacin han sufrido una reduccin de seccin transversal de al menos 25%,como consecuencia de la laminacin en fro sin recalentamiento previo. En elcaso de productos planos con un ancho menor que 600mm y para ciertas calidadesde acero especial, se puede incluir niveles de reduccin de secciones transversalesmenores que 25%.Los productos planos terminados laminados en fro comprenden:

Plancha laminada en fro.- Se clasifica segn el espesor de la misma manera quela plancha laminada en caliente:

a) plancha delgada: espesor menor que 2mmb) plancha gruesa: espesor igual o mayor que 2mm

Banda laminada en fro.-Segn el ancho de laminacin la banda laminada enfro se clasifica en:

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Banda ancha laminada en fro.- Banda de ancho igual o mayor que 600mm. Labanda ancha laminada en fro, en un ancho igual o mayor que 600mm, se llamabobina laminada en fro.

Banda estrecha laminada en fro.- Banda de ancho menor que 600mm llamadafleje laminado en fro

PRODUCTOS FINALES

Productos planos con tratamiento de superficie

Sumndose a las condiciones referidas a la clasificacin y designacin, que sonlas mismas que para los productos planos terminados, los productos pueden tenerun revestimiento permanente, como se describe a continuacin:

Los revestimientos pueden ser aplicados:

a) en ambas caras1) de igual espesor en cada cara;

2) de espesor diferente: revestimiento diferencial;b) en una sola cara

De acuerdo con el tipo de revestimiento y tipo de tratamiento de superficie, losproductos se clasifican como sigue:Planchas, bobinas y flejes con revestimiento metlico que comprenden:

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