Laminación
Laminación
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En este trabajo se mostrarán y explicarán las variables necesarias para llevar a cabo una simulación del proceso de laminación en caliente de productos largos , al igual que la forma en que estas pueden ser calculadas de acuerdo a los requerimientos de un molino de laminación en caliente .
Figura 2
Pases de laminación y geometrías de deformación
El proceso de laminación en largos comienza con el acero en formas de billets o palanquillas que se calientan a temperaturas por arriba de la temperatura de austenización , después el material comienza a pasar por estantes donde se encuentran los rodillos que irán dando las reducciones a la palanquilla en cada pase . Estos billets o palanquillas tienen un área transversal definida por una forma cuadrada que conforme se vea sometida a cada pase de laminación va cambiando su forma y al mismo tiempo reduciéndose hasta llegar al área o diámetro requerido . En la figura 1 se muestra un ejemplo de la secuencia de deformación durante el proceso de laminación de productos largos .
Cuando se habla de laminación de productos largos , la interpretación de la sección transversal del material durante el proceso es uno de los puntos clave a considerar para establecer una metodología clara al momento de presentar un modelo de simulación . Por lo regular en los laminadores de productos largos , primero se comienza con formas transversales cuadradas y rectangulares en los primeros pases , después se tienen formas ovaladas y circulares , esto es dependiendo de la cantidad de deformación que se busca a lo largo del proceso . Para determinar estas geometrías es necesario conocer las dimensiones de los rodillos de laminación utilizados en cada pase de laminación , así como la disposición de los mismos , esto es debido a que estos terminan marcando la forma y dimensión final de la sección transversal de la palanquilla después de cada pase de laminación [ 2-4 ] .
Figura 1
Secuencia de deformación en proceso de laminación de productos largos [ 5 ] .
En la figura 2 se muestra cómo son las formas ovaladas y circulares de los diferentes pases de laminación , así mismo se describe el método que considera las dimensiones de estas figuras para tomar los valores de ancho ( W ) y altura ( H ) y así llevar a cabo los cálculos necesarios para la simulación del proceso [ 6 ] .
Método para calcular dimensiones de ancho ( W ) y altura ( H ) del material en cada pase de laminación .
Es importante considerar que la deformación aplicada es sobre la altura ( H ) del material , por lo que a la salida de cada pase de laminación siempre se obtendrá una altura menor , por otro lado , el ancho ( W ) del material siempre será mayor después de cada pase debido al ensanchamiento generado por la deformación en el eje de la altura [ 7 ] .
Cálculo de deformación y velocidad de deformación
Este modelo para la simulación de un proceso de laminación está basado en el análisis matemático del desarrollo mecánico a lo largo del proceso , el cual principalmente considera los valores de deformación y velocidad de deformación que se dan en cada pase de laminación . Para llevar a cabo estos cálculos es necesario contar con variables del proceso que se desea replicar y del mismo entendimiento de la geometría de las deformaciones como ya se ha mencionado . En la tabla 1 se presentan todas las variables a considerar para desarrollar el modelo matemático para la simulación del proceso de laminación de productos largos .
Para calcular la deformación del material en cada pase de laminación se consideran dos ejes donde se aplica fuerza para lograr reducir el material a la forma siguiente después de cada estante , esta forma está definida por el diámetro de los rodillos y su radio efectivo dependiendo la configuración del molino que se desee replicar . Primero es necesario pasar las dimensiones de los círculos y óvalos a rectángulos para después poder llevar a cabo el cálculo de la deformación en cada uno de los ejes antes mencionado . En la figura 3 observamos cómo se realizan las deformaciones a lo largo del proceso de laminación [ 7 ] .
De esta manera definimos dos ejes donde se lleva a cabo deformación en cada pase de laminación , por lo que al momento de realizar el cálculo de la deformación por pase primero utilizamos las ecuaciones ( 1 ) y ( 2 ). La deformación existente en el sentido longitudinal del material se descarta , ya que no afecta en nuestra geometría de la sección transversal del material a lo largo del proceso .
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