LAMINAÇÃO - INTRODUÇÃO

A laminação é um processo de conformação no qual o material é forçado a passar entre dois cilindros, girando em sentidos opostos, com praticamente a mesma velocidade superficial e espaçados entre si a uma distância menor que o valor da dimensão inicial do material a ser deformado. A espessura é diminuída, o comprimento é aumentado e a largura pode ser aumentada ou diminuída.

Normalmente são utilizados cilindros em linha ou diferentes canais no mesmo cilindro para reduzir o material até uma espessura desejada. O processo pode ser feito a frio (acabamento) ou a quente (desbaste).

Produtos planos (chapas, tiras e folhas) ou não-planos (tarugos, perfis e barras). Podem ser semi-acabados (Bloco, tarugo retangular ou redondo, pré-forma, placa grossa, placa fina e tiras) ou acabados (produtos finais para aplicação específica).

Produtos acabados planos – Bobina, chapa, fita, tira, rolo, folha.

Produtos acabados não-planos – Cantoneira, Barra redonda, perfil U e I, Tubo sem costura e com costura, etc.

Força de laminação – Força de atuação do material laminado nos cilindros. Tende a separar os cilindros.

Recristalização – Acima de 500°C. Refino dos grãos que gera uma maior resistência mecânica e tenacidade.

Encruamento – Sem a recristalização aumenta-se significativamente a resistência mecânica, de forma que a tenacidade caia muito.

Oxigênio – pouco= atmosfera mais redutora que gera maior quantidade de carepa.

Muito= gera menos carepa, que se solta mais facilmente.

Óleo de laminação – usado para diminuir o atrito. Geralmente não é usado na 1ª cadeira.

Obs: Porém deve ser adicionado de forma que o atrito ainda aconteça, para que o material seja puxado pelos cilindros.

CLASSIFICAÇÃO DOS LAMINADORES

Tipo de produtos – (produtos acabados)

- De perfis; De fio-máquina; De tubos sem costura; De chapas grossas; De rodas; De esferas, etc;

Tipo de cadeira

Cadeira Duo – Dois cilindros colocados um sobre o outro na posição horizontal, ou paralelamente na posição vertical. Pode ser reversível ou não. Normalmente empregadas como desbastadoras ou para perfis.

Cadeira Trio – Três cilindros dispostos um sobre o outro horizontalmente. Usado para perfis. Necessária a aplicação de mesa elevatória para alternar os passes entre o cilindro de cima e o de baixo.

Cadeira Quádruo – Foi criada para substituir as Duo, já que dessa forma evitam a flexão dos cilindros e uma diferença na espessura ao longo do material laminado. É constituída de dois cilindros de encosto (Maior diâmetro) e dois cilindros de trabalho (Menor diâmetro). São usados em laminadores de chapas a frio ou a quente.

Cadeira 6Hi e 5Hi – Mesmo principio das cadeiras quádruo. São usados nos laminadores de encruamento de chapas laminadas a frio e na laminação a frio de folhas de alumínio.

Cadeiras universais – Constituída de cilindros verticais e horizontais. Usada para laminação de placas a partir de lingotes.

Cadeira Cantiléver – Normalmente usada na laminação de produtos longos quando não muda o seu formato com frequência.

Cadeiras com cilindros agrupados – Mesmo princípio do laminador quádruo, porém com a utilização de até 20 cilindros. Normalmente usado para laminação de aço inox. Atinge tolerâncias dimensionais mínimas e pequenas dimensões. Menor potência com cilindros de pequeno diâmetro.

Laminador de tubo sem costura – Ex: Laminador do tipo Mannesmann com mandril para perfurar o material a ser laminado.

Cadeiras de calibração com seção cilíndrica – Utilizam roletes para a laminação de fio-máquina, tubos sem costura e barras redondas.

Cadeira planetária para barras – 3 cilindros cônicos que aplicam uma deformação na periferia do tarugo cilíndrico girando em torno do próprio eixo.

Laminadores especiais – Ex: Laminadores de anéis, de rodas, etc.

Disposição das cadeiras

- Trem simples; Trem aberto ou em linha ou cross-country; Trem em série; Trem contínuo; Trem semi-contínuo; Trem em ziguezague; Trem múltiplo.

Temperaturas de Trabalho

- Laminação a quente – após certa deformação estabelece-se um equilíbrio entre o encruamento e a recristalização do material (amaciamento).

- Laminação a frio – deformação por encruamento.

- Temperatura homóloga – Relação entre a temp. de trabalho do material e a temp. de início de fusão.

CONDIÇÕES DE AGARRAMENTOS DOS ESBOÇOS PELOS CILINDROS

Depende das seguintes variáveis:

- Coeficiente de atrito; Diâmetro dos cilindros; Redução de espessura; Velocidade dos cilindros; Temperatura do esboço; Impulso do esboço.

Melhoram ou diminuem a mordida dos cilindros no esboço = Diâmetro do cilindro; Espessura do esboço; Velocidade de laminação.

Cedagem da cadeira de laminação – Deformação elástica que a cadeira sofre quando está com carga (com material laminando). Tende a afastar os cilindros, logo a espessura do material fica maior com essa cedagem. Esse Hf deve levar em conta a cedagem para não ocorrer erro de espessura.

S=P/M M=P/Hf –g(gap do laminador)

Comprimento do arco de contato

Arco medido sobre o cilindro de laminação, compreendido entre os pontos limites de contato entre o cilindro e a chapa. Ponto de entrada A e ponto de saída C.

Desde que, geralmente, o raio dos cilindros é maior que a espessura da chapa, substitui-se o arco AC pela projeção L.

Ângulo de Contato

Para ângulos pequenos:

Condições de mordida e arrastamento da chapa pelos cilindros

No momento em que a chapa entra em contato com os cilindros, duas forças atuam: A força neutra N e a força de atrito T, tangente ao mesmo. Se F é a resultante, fica claro que para ocorrer o arraste da chapa, Fx>0. Ah Max= redução máxima para que haja a condição de mordida dos cilindros.

Ângulo neutro

Ângulo Neutro

Deformação Verdadeira

Deformação Nominal

Cálculo da carga de laminação de chapas a frio

- Deformação homogênea