Centro de bachilleratos tecnológico industrial y de servicios no. 78

Área: Técnico en mecánica industrial

Materia: Solda piezas mecánicas

Tema: Fabricación de lámina de acero

Docente: José clemente del ángel castellanos

Nombre: Rosendo Antonio

Raga Díaz

Grado y grupo: 2nProceso de fabricación de láminas de acero

La preparación de hierro consiste básicamente en la reducción,

mediante carbón (coque), de los minerales de hierro.

El metal así obtenido contiene una media de un 4% de carbono -junto con otras impurezas, tales como Mn, P, S y Si- al que suele denominarse hierro bruto o arrabio, de naturaleza quebradiza que le imposibilita para la forja o soldadura. Mediante la disminución del su contenido en carbono (por debajo del 1,7% aproximadamente) se puede transformar en diferentes tipos de acero.

El arrabio se calienta a temperaturas algo superiores a su punto de fusión, inyectándole oxígeno con el fin de oxidar -y eliminar- tanto parte de las impurezas, como parte de su contenido en carbono. Esta oxidación se puede realizar básicamente de dos formas: en hornos Siemens-Martin o, más modernamente, en convertidores Bessemer. Véase dos ejemplos de composición de aceros así obtenidos.

Composiciones de aceros, %

C Mn P S SiHierro dulce 0,060 0,050 0,068 0,009 0,10

Acero laminado

0,17-0,5 0,40 0,035 0,025

Trazas

Durante estos procedimientos pueden añadirse otros elementos, tales como Mn, Ni, Cr, Mo, Cu, V, Si e incluso C -ya que su contenido es determinante sobre la estructura interna para entender el tratamiento térmico posterior- en forma de aleaciones previamente preparadas para ajustar la composición del acero a la deseada.

Después de refinado el acero, por uno de los métodos ya mencionados, se suele colar en moldes de hierro llamados lingoteras. En esta operación pueden introducirse muchos defectos que se manifestarán en el acero una vez laminado, por lo que la producción de acero de alta calidad exige un gran cuidado durante este proceso.

Prácticamente todo el acero producido en forma de lingotes es sometido posteriormente a algún tipo de tratamiento mecánico en caliente (entre los 1.100ºC y los 1.400 ºC según su composición). Estos tratamientos pueden ser de martillado, presión o laminación, pero siempre a una temperatura superior a su intervalo térmico crítico (dependiente de su composición), aunque tan

cercana a él como sea técnicamente posible. Al destruirse, mediante estos tratamientos mecánicos, la estructura dendrítica (arborescente) dentro del lingote y minimizar los efectos de la segregación y las inclusiones, se obtiene mejoras considerables de sus propiedades mecánicas.

El efecto del laminado es alargar las inclusiones en el sentido de la laminación, lo que proporciona al acero excelentes propiedades en esa dirección. No así en direcciones perpendiculares al sentido de la laminación (anisotropía). Por esta razón, el forjado por martillado o, todavía mejor, el prensado lento en prensa de forja modifica el interior de una pieza grande con más efectividad; este procedimiento suele usarse para piezas grandes de alta calidad.

En función del uso que se vaya a hacer del acero, se acomoda su composición química (aleaciones) y los tratamientos térmicos a los que se le somete, para adecuarlos a su utilización posterior. Así suelen distinguirse composiciones y tratamientos de aceros para Maquinaria (ejes, árboles, etc.), para Rieles, Cuchillería, Perforación (barrenas, brocas), Resortes, Herramientas para tornos, fresas y máquina herramienta, Limas, Aceros resistentes a agentes químicos determinados, a la oxidación (aceros "inoxidables"), Estructuras metálicas para la construcción, etc.

Proceso de laminación

El conformado del acero por laminado se adopta en todos los casos en que sea posible, por la rapidez de la operación y,

consiguientemente, su menor costo. Las operaciones de laminado se llevan a cabo en trenes de laminación que se denominan según el tipo de producto que proporcionan. El acero se produce en una gran variedad de formas y tamaños, como chapas, varillas, tubos, raíles (rieles) de ferrocarril o perfiles en I, en H, en T, L, etc. Estas formas se obtienen en las instalaciones siderúrgicas laminando los lingotes calientes o modelándolos de algún otro modo. Como ya se ha indicado, el laminado del acero mejora también su calidad al refinar su estructura cristalina y aumentar su resistencia.

El método principal de trabajar el acero se conoce como laminado en caliente. En este proceso, el lingote colado se calienta al rojo vivo en un horno denominado foso de termo difusión y a continuación se hace pasar entre una serie de rodillos metálicos, colocados en pares, que lo aplastan hasta darle la forma y tamaño deseados.

La distancia entre los rodillos va disminuyendo a medida que se reduce el espesor del acero. El primer par de rodillos por el que pasa el lingote, se conoce como tren de desbaste o de eliminación de asperezas. Después del tren de desbaste, el acero pasa a trenes de laminado en bruto y a los trenes de acabado que lo reducen a perfiles con la sección transversal correcta.

Los rodillos para producir rieles de ferrocarril o perfiles en H, T o en L, tienen estrías para proporcionar la forma adecuada. Los trenes o rodillos de laminado continuo también producen tiras y láminas con anchuras de hasta 2,5 m. Estos laminadores procesan con rapidez la chapa de acero antes de que se enfríe y no pueda ser trabajada. Las planchas de acero caliente de más de 10 cm de espesor se pasan por una serie de cilindros que reducen progresivamente su espesor hasta unos 0,1 cm y aumentan su longitud de 4 a 370 metros.

Los trenes de laminado continuo para chapa están equipados con una serie de accesorios como rodillos de borde, aparatos de decapado y dispositivos para enrollar de modo automático la chapa cuando llega al final del tren. Los rodillos de borde son grupos de rodillos verticales situados a ambos lados de la lámina para mantener su anchura.

El llamado trabajo en frío es el efectuado sobre el metal por debajo del intervalo térmico crítico y se realiza generalmente a la temperatura ambiente. Mejora particularmente la resistencia a la tracción y a la fluencia, reduciendo la ductilidad. Se aplica especialmente para la producción de chapa y alambre (trefilado).mejorando muchísimo su acabado superficial.

Composición metalúrgica del acero

Aunque es difícil establecer las propiedades físicas y mecánicas del acero debido a que estas varían con los ajustes en su composición y los diversos tratamientos térmicos o a los métodos de endurecimiento por acritud, con los que pueden conseguirse aceros con combinaciones de características adecuadas para infinidad de aplicaciones, se pueden citar algunas características genéricas:

Densidad Media: 7850 kg/m3

Comportamiento respecto a la Temperatura: se puede contraer, dilatar o fundir.

Punto de Fusión: depende del tipo de aleación, pero al ser su componente principal el hierro éste anda alrededor de los 1510 ºC. Sin embargo los aceros aleados presentan frecuentemente temperaturas de fusión de alrededor de 1375 ºC.

Punto de Ebullición: alrededor de los 3000 ºC.

Es muy tenaz

Es Dúctil: esta propiedad permite obtener alambres

Es Maleable: es posible deformarlo hasta obtener láminas

Es fácil de mecanizar: para un posterior tratamiento térmico

Fácilmente soldable

Dureza variable según el tipo de elementos de aleación

Templable o endurecible por tratamientos térmicos.

La Corrosión: es la mayor desventaja de los aceros, ya que el acero se oxida con suma facilidad incrementando su volumen y provocando grietas superficiales que posibilitan el progreso de la oxidación hasta que se consume la pieza por completo. Tradicionalmente los aceros se han venido protegiendo mediante tratamientos superficiales diversos. Además de con elementos de aleación, prueba de ello son los aceros inoxidables.

Alta Conductividad Térmica y Eléctrica

Calibres de lámina