Laminación
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OCT-DIC 2023 l ASOCIACIÓN TECNOLÓGICA DEL HIERRO Y EL ACERO l AISTMEXICO . ORG . MX
Laminación
Predicción de propiedades mecánicas de productos bajo y medio carbono , correlacionando composición química y condiciones en la laminación en caliente
Autores :
Blanca A . Martínez Carreón Ingeniería de Procesos Laminación – GASA 122 bcarreon @ fonderia . com
Rodolfo Olivares Robles Gerencia de Producción / Procesos Acería – GASA 122 , rolivares @ fonderia . com
Carlos Burgos Cabrera Jefe de Producción Laminación Largos – GASA 122 ccabrera @ fonderia . com
Óscar Villalón Salinas Responsable UNAL – 122 , ovillalon @ fonderia . com
Grupo Acerero , S . A . de C . V . Acería y Laminación Largos , Eje 122 esq . Av . CFE , Zona Industrial 78395 , San Luis Potosí , S . L . P .
Palabras Clave : Regresión múltiple , propiedades mecánicas , composición química , parámetros de laminación , aspectos microestructurales .
Resumen
En el presente trabajo se analizaron , mediante regresión múltiple , un conjunto de datos que consisten en propiedades mecánicas , composiciones químicas y parámetros de enfriamiento en el tren de laminación para productos de bajo y medio carbono ( alambrones y varilla ). A partir del análisis se establecieron ecuaciones empíricas para predecir el esfuerzo de cedencia ( Fy ), el esfuerzo máximo a la tensión ( RT ) y el porcentaje de elongación (% EL ). Se discute la validación de las ecuaciones propuestas mediante la correlación entre datos obtenidos y calculados obteniéndose para aceros bajo carbono una R 2 de 87.3 %, 85.93 % y 50.86 % respectivamente y para aceros medio carbono una R 2 87.3 %, 77.58 % y 50.18 %.
Adicionalmente también se validó con un modelo matemático que considera aspectos microestructurales para determinar Fy en comparación con la ecuación determinada para este proyecto obteniéndose 7.5 % y 4.15 % de error respectivamente .
Introducción
Las empresas siderúrgicas tienen como prioridad optimizar la producción y a su vez satisfacer el control de calidad del producto requerido por los clientes . Los principales criterios de calidad para los productos largos bajo y medio carbono laminados en caliente son , entre otros , las propiedades mecánicas : esfuerzo de cedencia ( Fy ), esfuerzo máximo en tensión ( RT ) y el porcentaje de elongación (% EL ) [ 1 ] . En esta industria es prácticamente imposible evaluar para cada producto las propiedades mecánicas en la línea de producción , por lo tanto , la predicción de estas propiedades ha sido un tema de investigación [ 2 , 3 , 4 ] .
Por practicidad y bajo costo el análisis estadístico es una herramienta útil para establecer ecuaciones empíricas que puedan predecir propiedades mecánicas del acero [ 2 ] . En algunos modelos se toma en consideración parámetros microestructurales , como el tamaño de grano ( ecuación de Hall Peach )
[ 5 ] y % porcentajes de fases , espaciamiento interlaminar de perlita , tamaño de grano , % Mn , % Si , % P y % N libre o en solución [ 6 , 7 ] , los cuales se correlacionan con la composición química , en tal caso , se debe realizar un análisis metalográfico para obtener valores numéricos de estos parámetros . Sin embargo , en la práctica no es usual llevarlo a cabo debido a las implicaciones de costo y tiempo . El presente trabajo se basó en investigaciones previas [ 2 ] para establecer ecuaciones empíricas como alternativa en la predicción de propiedades mecánicas de aceros medio y bajo carbono laminados en caliente ( alambrón y varilla ). Se utilizaron parámetros de variables del proceso cuyos valores normalmente se registran en la interfaz de monitoreo y en la base de datos del departamento de control de calidad . Los parámetros considerados fueron : composición química y condiciones de laminación en caliente los cuales se describirán en la siguiente sección .
Metodología experimental
El conjunto de datos analizados en este trabajo consiste en valores de las propiedades mecánicas , composiciones químicas y parámetros de laminación en caliente recopilados de la base de datos calidad y de la interfaz Iba Analayzer respectivamente . Las propiedades mecánicas fueron : el esfuerzo de cedencia ( Fy ), la resistencia máxima a la tensión ( RT ) y el porcentaje de