Laminación (mecanizado de metales)

En metalistería , el laminado es un proceso de conformado de metales en el que el metal pasa a través de uno o más pares de rodillos para reducir el espesor, uniformizarlo y/o impartir una propiedad mecánica deseada. El concepto es similar al laminado de masa . El laminado se clasifica según la temperatura del metal laminado. Si la temperatura del metal está por encima de su temperatura de recristalización , el proceso se conoce como laminado en caliente . Si la temperatura del metal está por debajo de su temperatura de recristalización, el proceso se conoce como laminado en frío . En términos de uso, el laminado en caliente procesa más tonelaje que cualquier otro proceso de fabricación, y el laminado en frío procesa el mayor tonelaje de todos los procesos de trabajo en frío . ^{[1] [2]} Los soportes de rodillos que sostienen pares de rodillos se agrupan en laminadores que pueden procesar rápidamente el metal, normalmente acero , en productos como acero estructural ( vigas en I , material en ángulo, material en canal), material en barra y rieles . La mayoría de las acerías tienen divisiones de laminador que convierten los productos de fundición semiacabados en productos terminados.

Existen muchos tipos de procesos de laminado, incluidos el laminado de anillos , el doblado de rodillos , el conformado de rodillos , el laminado de perfiles y el laminado controlado .

Los primeros laminadores en forma rudimentaria pero con los mismos principios básicos se encontraron en Oriente Medio y el sur de Asia ya en el año 600 a. C. ^{[ cita requerida ]} La invención del laminador en Europa puede atribuirse a Leonardo da Vinci en sus dibujos. ^{[3] [ verificación fallida ]} Los primeros laminadores fueron los laminadores de corte longitudinal , que se introdujeron desde lo que hoy es Bélgica a Inglaterra en 1590. Estos pasaban barras planas entre rodillos para formar una placa de hierro, que luego se pasaba entre rodillos ranurados (cortadores longitudinales) para producir varillas de hierro. ^[4] Los primeros experimentos de laminado de hierro para hojalata tuvieron lugar alrededor de 1670. En 1697, el mayor John Hanbury erigió un molino en Pontypool para laminar "placas de Pontypool" - chapa negra . Más tarde, esta comenzó a ser laminada nuevamente y estañada para hacer hojalata . La producción anterior de placas de hierro en Europa había sido en forjas, no en laminadores.

El laminador de ranuras fue adaptado para producir aros (para barriles) y hierro con secciones semicirculares u otras mediante medios que fueron objeto de dos patentes de alrededor de 1679.

Algunos de los primeros trabajos sobre laminadores se remontan al ingeniero sueco Christopher Polhem en su Patriotista Testamente de 1761, donde menciona laminadores tanto para placas como para barras de hierro. ^[5] También explica cómo los laminadores pueden ahorrar tiempo y mano de obra porque un laminador puede producir de 10 a 20 o más barras al mismo tiempo.

En 1759, Thomas Blockley, de Inglaterra, obtuvo una patente para pulir y laminar metales. En 1766, Richard Ford, de Inglaterra, obtuvo otra patente para el primer laminador en tándem. ^[6] Un laminador en tándem es aquel en el que el metal se lamina en cajas sucesivas; el laminador en tándem de Ford era para laminar en caliente varillas de alambre.

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Parece que ya existían laminadores de plomo a finales del siglo XVII. También se laminaban cobre y latón a finales del siglo XVIII.

Hasta bien entrado el siglo XVIII, los molinos de laminación obtenían su energía de ruedas hidráulicas . El primer uso registrado de una máquina de vapor que accionara directamente un molino se atribuye a Bradley Works de John Wilkinson , donde, en 1786, se acopló una máquina Boulton and Watt a un molino de corte y laminación. El uso de máquinas de vapor mejoró considerablemente la capacidad de producción de los molinos, hasta que esta forma de energía fue desplazada por motores eléctricos poco después de 1900. ^[7]

La práctica moderna de laminación se puede atribuir a los esfuerzos pioneros de Henry Cort de Funtley Iron Mills, cerca de Fareham en Hampshire , Inglaterra. En 1783, se le otorgó un número de patente a Henry Cort por su uso de rodillos ranurados para laminar barras de hierro. ^[8] Con este nuevo diseño, los molinos podían producir 15 veces más producción por día que con un martillo. ^[9] Aunque Cort no fue el primero en utilizar rodillos ranurados, fue el primero en combinar el uso de muchas de las mejores características de varios procesos de fabricación y conformación de hierro conocidos en ese momento. Por eso, los escritores modernos lo han llamado "padre de la laminación moderna".

El primer laminador de rieles fue establecido por John Birkenshaw en Bedlington Ironworks en Northumberland , Inglaterra, en 1820, donde produjo rieles de hierro forjado con forma de panza de pez en longitudes de 15 a 18 pies. ^[9] Con el avance de la tecnología en los laminadores, el tamaño de los laminadores creció rápidamente junto con el tamaño de los productos que se laminaban. Un ejemplo de esto fue en la Gran Exposición de Londres en 1851, donde la Consett Iron Company exhibió una placa de 20 pies de largo, 3 1 ⁄ 2 pies de ancho y 7/16 de pulgada de espesor, y que pesaba 1125 libras . ^[9] Una mayor evolución del laminador llegó con la introducción de los laminadores de tres alturas en 1853 utilizados para laminar secciones pesadas.

El laminado en caliente es un proceso de trabajo de metales que se produce por encima de la temperatura de recristalización del material. Después de que los granos se deforman durante el procesamiento, se recristalizan, lo que mantiene una microestructura equiaxial y evita que el metal se endurezca por deformación . El material de partida suele ser piezas grandes de metal, como productos de fundición semiacabados , como lingotes , losas , tochos y palanquillas .

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  Lingote extraído del pozo de remojo
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  Fotografía de losas frías
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  Floraciones de acero en vagones de ferrocarril
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  Billetes en vagones de ferrocarril

Si estos productos proceden de una operación de colada continua , normalmente se introducen directamente en los laminadores a la temperatura adecuada. En operaciones más pequeñas, el material comienza a temperatura ambiente y debe calentarse. Esto se hace en un pozo de remojo calentado a gas o petróleo para piezas de trabajo más grandes; para piezas de trabajo más pequeñas, se utiliza calentamiento por inducción . A medida que se trabaja el material, se debe controlar la temperatura para asegurarse de que se mantenga por encima de la temperatura de recristalización.

Para mantener un factor de seguridad , se define una temperatura de acabado superior a la temperatura de recristalización; esta suele ser de 50 a 100 °C (122 a 212 °F) superior a la temperatura de recristalización. Si la temperatura desciende por debajo de esta temperatura, el material debe recalentarse antes de realizar un laminado en caliente adicional. ^[10]

Los metales laminados en caliente generalmente tienen poca direccionalidad en sus propiedades mecánicas o tensiones residuales inducidas por deformación . Sin embargo, en ciertos casos, las inclusiones no metálicas impartirán cierta direccionalidad y las piezas de trabajo de menos de 20 mm (0,79 pulgadas) de espesor a menudo tienen algunas propiedades direccionales. El enfriamiento no uniforme inducirá una gran cantidad de tensiones residuales, lo que generalmente ocurre en formas que tienen una sección transversal no uniforme, como las vigas en I. Si bien el producto terminado es de buena calidad, la superficie está cubierta de cascarilla de laminación , que es un óxido que se forma a altas temperaturas. Por lo general, se elimina mediante decapado o el proceso de superficie limpia y lisa (SCS) , que revela una superficie lisa. ^[11] Las tolerancias dimensionales suelen ser del 2 al 5% de la dimensión total. ^[12]

El acero dulce laminado en caliente parece tener una tolerancia más amplia para el nivel de carbono incluido que el acero laminado en frío y, por lo tanto, es más difícil de utilizar para un herrero.

El laminado en caliente se utiliza principalmente para producir chapas metálicas o secciones transversales simples, como vías de ferrocarril .

Los laminadores se dividen a menudo en jaulas de laminación de desbaste, intermedias y de acabado. Durante el laminado de forma, una palanquilla inicial (redonda o cuadrada) con un diámetro de borde que varía típicamente entre 100 y 140 mm se deforma continuamente para producir un determinado producto terminado con una dimensión y geometría de sección transversal más pequeñas. A partir de una palanquilla dada, se pueden adoptar diferentes secuencias para producir un determinado producto final. Sin embargo, dado que cada laminador es significativamente caro (hasta 2 millones de euros), un requisito típico es reducir el número de pasadas de laminación. Se han logrado diferentes enfoques, incluido el conocimiento empírico, el empleo de modelos numéricos y técnicas de inteligencia artificial. Lambiase et al. ^{[13] [14]} validaron un modelo de elementos finitos (FE) para predecir la forma final de una barra laminada en una pasada redonda-plana. Una de las principales preocupaciones al diseñar laminadores es reducir el número de pasadas. Una posible solución a tales requerimientos es el paso de ranura , también llamado paso dividido , que divide una barra entrante en dos o más subpartes, aumentando virtualmente la relación de reducción de sección transversal por paso como lo reporta Lambiase. ^[15] Otra solución para reducir el número de pasadas en los laminadores es el empleo de sistemas automatizados para el Diseño de Pasos de Rodamiento como el propuesto por Lambiase y Langella. ^[16] posteriormente, Lambiase desarrolló aún más un Sistema Automatizado basado en Inteligencia Artificial y particularmente un sistema integrado que incluye un motor inferencial basado en Algoritmos Genéticos una base de datos de conocimiento basada en una Red Neuronal Artificial entrenada por un modelo de elementos finitos paramétricos y para optimizar y diseñar automáticamente laminadores. ^[17]

El laminado en frío se produce con el metal por debajo de su temperatura de recristalización (normalmente a temperatura ambiente), lo que aumenta la resistencia mediante endurecimiento por deformación hasta un 20 %. También mejora el acabado de la superficie y mantiene tolerancias más estrictas . Los productos laminados en frío más comunes incluyen láminas, tiras, barras y varillas; estos productos suelen ser más pequeños que los mismos productos laminados en caliente. Debido al menor tamaño de las piezas de trabajo y su mayor resistencia, en comparación con el material laminado en caliente, se utilizan laminadores de cuatro niveles o de racimo. ^[2] El laminado en frío no puede reducir el espesor de una pieza de trabajo tanto como el laminado en caliente en una sola pasada.

Las láminas y tiras laminadas en frío se presentan en varias condiciones: completamente duras , semiduras , cuarto de dureza y laminadas con revestimiento . El laminado completamente duro reduce el espesor en un 50%, mientras que los otros implican una reducción menor. Luego, el acero laminado en frío se recoce para inducir ductilidad en el acero laminado en frío, lo que simplemente se conoce como laminado en frío y recocido cerrado . El laminado con revestimiento, también conocido como skin-pass , implica la menor cantidad de reducción: 0,5-1%. Se utiliza para producir una superficie lisa, un espesor uniforme y reducir el fenómeno del punto de fluencia (al evitar que se formen bandas de Lüders en el procesamiento posterior). Bloquea las dislocaciones en la superficie y, por lo tanto, reduce la posibilidad de formación de bandas de Lüders. Para evitar la formación de bandas de Lüders, es necesario crear una densidad sustancial de dislocaciones no fijadas en la matriz de ferrita. También se utiliza para romper las lentejuelas en el acero galvanizado. El material laminado en frío se utiliza generalmente en procesos posteriores de trabajo en frío donde se requiere una buena ductilidad.

Se pueden laminar en frío otras formas si la sección transversal es relativamente uniforme y la dimensión transversal es relativamente pequeña. El laminado en frío de formas requiere una serie de operaciones de conformado, generalmente en las líneas de dimensionado, desbaste, desbaste, semidesbaste, semiacabado y acabado.

Si es procesado por un herrero, los niveles más bajos, más suaves y consistentes de carbono encapsulado en el acero hacen que sea más fácil de procesar, pero al costo de ser más costoso. ^[18]

El doblado con rodillos produce un producto con forma cilíndrica a partir de placas o metales de acero. ^[19]

El laminado, plegado o laminado de placas es una operación de plegado continuo en la que una tira larga de metal (normalmente acero en bobinas) pasa por conjuntos consecutivos de rodillos o cajas, cada uno de los cuales realiza solo una parte incremental del plegado, hasta que se obtiene el perfil de sección transversal deseado. El laminado es ideal para producir piezas con longitudes largas o en grandes cantidades. Hay tres procesos principales: 4 rodillos, 3 rodillos y 2 rodillos, cada uno de los cuales tiene diferentes ventajas según las especificaciones deseadas de la placa de salida.

El laminado plano es la forma más básica de laminado, en la que el material inicial y el final tienen una sección transversal rectangular. El material se introduce entre dos rodillos , llamados rodillos de trabajo , que giran en direcciones opuestas. El espacio entre los dos rodillos es menor que el espesor del material inicial, lo que hace que se deforme . La disminución del espesor del material hace que este se alargue. La fricción en la interfaz entre el material y los rodillos hace que el material sea empujado a través de ellos. La cantidad de deformación posible en una sola pasada está limitada por la fricción entre los rodillos; si el cambio de espesor es demasiado grande, los rodillos simplemente se deslizan sobre el material y no lo atraen. ^[1] El producto final es una lámina o una placa, siendo la primera de menos de 6 mm (0,24 pulgadas) de espesor y la segunda de más; sin embargo, las placas pesadas tienden a formarse utilizando una prensa , lo que se denomina forjado , en lugar de laminado. ^{[ cita requerida ]}

A menudo, los rodillos se calientan para facilitar la trabajabilidad del metal. A menudo se utiliza lubricación para evitar que la pieza de trabajo se adhiera a los rodillos. ^{[ cita requerida ]} Para afinar el proceso, se ajustan la velocidad y la temperatura de los rodillos. ^{[ 20 ]}

Para chapas finas con un espesor inferior a 200 μm (0,0079 in), ^{[ cita requerida ]} el laminado se realiza en un laminador de racimo porque el pequeño espesor requiere rodillos de diámetro pequeño. ^[10] Para reducir la necesidad de rodillos pequeños se utiliza el laminado en paquetes , que lamina varias láminas juntas para aumentar el espesor inicial efectivo. A medida que las láminas pasan por los rodillos, se recortan y cortan con cuchillos circulares o similares a cuchillas . El recorte se refiere a los bordes de la lámina, mientras que el corte implica cortarla en varias láminas. ^[20] El papel de aluminio es el producto que se produce con mayor frecuencia mediante el laminado en paquetes. Esto es evidente por los dos acabados superficiales diferentes; el lado brillante está en el lado del rollo y el lado opaco está contra la otra lámina de aluminio. ^[21]

El laminado de anillos es un tipo especializado de laminado en caliente que aumenta el diámetro de un anillo. El material de partida es un anillo de paredes gruesas. Esta pieza de trabajo se coloca entre dos rodillos, un rodillo loco interior y un rodillo accionado , que presiona el anillo desde el exterior. A medida que se produce el laminado, el espesor de la pared disminuye a medida que aumenta el diámetro. Los rodillos pueden moldearse para formar varias formas de sección transversal. La estructura de grano resultante es circunferencial, lo que proporciona mejores propiedades mecánicas. Los diámetros pueden ser tan grandes como 8 m (26 pies) y las alturas de cara tan altas como 2 m (79 pulgadas). Las aplicaciones comunes incluyen neumáticos de ferrocarril, cojinetes , engranajes , cohetes , turbinas , aviones , tuberías y recipientes a presión . ^[11]

El laminado controlado es un tipo de procesamiento termomecánico que integra la deformación controlada y el tratamiento térmico . El calor que lleva la pieza de trabajo por encima de la temperatura de recristalización también se utiliza para realizar los tratamientos térmicos, de modo que cualquier tratamiento térmico posterior sea innecesario. Los tipos de tratamientos térmicos incluyen la producción de una estructura de grano fino; el control de la naturaleza, el tamaño y la distribución de varios productos de transformación (como ferrita , austenita , perlita , bainita y martensita en acero); la inducción del endurecimiento por precipitación ; y el control de la tenacidad . Para lograr esto, todo el proceso debe ser monitoreado y controlado de cerca. Las variables comunes en el laminado controlado incluyen la composición y la estructura del material de partida, los niveles de deformación, las temperaturas en varias etapas y las condiciones de enfriamiento. Los beneficios del laminado controlado incluyen mejores propiedades mecánicas y ahorro de energía. ^[12]

El laminado por forja es un proceso de laminado longitudinal que permite reducir el área de la sección transversal de barras o palanquillas calentadas al pasarlas entre dos segmentos de rodillos que giran en sentido contrario. El proceso se utiliza principalmente para proporcionar una distribución optimizada del material para los procesos de forjado en matriz posteriores. Gracias a esto, se puede lograr una mejor utilización del material, menores fuerzas de proceso y una mejor calidad de la superficie de las piezas en los procesos de forjado en matriz. ^[22]

Básicamente, cualquier metal forjable también se puede laminar mediante forja. El laminado mediante forja se utiliza principalmente para preformar tochos de gran tamaño mediante una distribución de masas específica para piezas como cigüeñales, bielas, muñones de dirección y ejes de vehículos. Las tolerancias de fabricación más estrechas solo se pueden lograr parcialmente mediante el laminado mediante forja. Esta es la razón principal por la que el laminado mediante forja rara vez se utiliza para el acabado, sino principalmente para el preformado. ^[23]

Características del laminado en forja: ^[24]

• Alta productividad y alto aprovechamiento del material
• Buena calidad superficial de piezas laminadas en forja
• Mayor vida útil de la herramienta
• Herramientas pequeñas y de bajo costo
• Propiedades mecánicas mejoradas gracias al flujo de grano optimizado en comparación con piezas forjadas exclusivamente en matriz

Un laminador , también conocido como molino reductor o molino , tiene una construcción común independiente del tipo específico de laminación que se esté realizando: ^[25]

• Rollos de trabajo
• Rodillos de respaldo: están destinados a proporcionar el soporte rígido que requieren los rodillos de trabajo para evitar que se doblen bajo la carga rodante.
• Sistema de equilibrio de rodadura: para garantizar que los rodillos de trabajo superiores y de respaldo se mantengan en la posición adecuada en relación con los rodillos inferiores
• Dispositivos de cambio de rollos: uso de una grúa aérea y una unidad diseñada para acoplarse al cuello del rollo que se va a extraer o insertar en el molino.
• Dispositivos de protección del molino: para garantizar que las fuerzas aplicadas a los calzos de los rodillos de respaldo no sean de tal magnitud que fracturen los cuellos de los rodillos o dañen la carcasa del molino
• Sistemas de lubricación y refrigeración de rodillos
• Piñones: engranajes para dividir la potencia entre los dos husillos, girándolos a la misma velocidad pero en diferentes direcciones.
• Engranaje: para establecer la velocidad de laminación deseada
• Motores de accionamiento: laminación de productos de láminas estrechas a miles de caballos de fuerza
• Controles eléctricos: voltajes constantes y variables aplicados a los motores.
• Enrolladores y desenrolladores: para desenrollar y enrollar bobinas de metal.

Las placas son la materia prima para los laminadores de bandas en caliente o los laminadores de placas, y los tochos se laminan para formar palanquillas en un laminador de palanquillas o secciones grandes en un laminador estructural. El producto de un laminador de bandas se enrolla y, posteriormente, se utiliza como materia prima para un laminador en frío o directamente por los fabricantes. Las palanquillas, para el relaminado, se laminan posteriormente en un laminador comercial, de barras o de varillas. Los laminadores comerciales o de barras producen una variedad de productos con formas, como ángulos, canales, vigas, redondos (largos o enrollados) y hexágonos.

Los molinos están diseñados en diferentes tipos de configuraciones, siendo la más básica la de dos alturas sin inversión de sentido , lo que significa que hay dos rodillos que solo giran en una dirección. El molino de dos alturas con inversión de sentido tiene rodillos que pueden girar en ambas direcciones, pero la desventaja es que los rodillos deben detenerse, invertirse y luego volver a alcanzar la velocidad de laminación entre cada pasada. Para resolver esto, se inventó el molino de tres alturas , que utiliza tres rodillos que giran en una dirección; el metal se alimenta a través de dos de los rodillos y luego se devuelve a través del otro par. La desventaja de este sistema es que la pieza de trabajo debe elevarse y bajarse utilizando un elevador. Todos estos molinos se utilizan generalmente para laminación primaria y los diámetros de los rodillos varían de 60 a 140 cm (24 a 55 pulgadas). ^[10]

Para minimizar el diámetro de los rodillos se utiliza un laminador de cuatro rodillos o de racimo . Un diámetro de rodillo pequeño es ventajoso porque hay menos rodillos en contacto con el material, lo que da como resultado un menor requerimiento de fuerza y ​​potencia. El problema con un rodillo pequeño es una reducción de la rigidez, que se supera utilizando rodillos de respaldo . Estos rodillos de respaldo son más grandes y entran en contacto con el lado posterior de los rodillos más pequeños. Un laminador de cuatro rodillos tiene cuatro rodillos, dos pequeños y dos grandes. Un laminador de racimo tiene más de cuatro rodillos, generalmente en tres niveles. Estos tipos de laminadores se utilizan comúnmente para laminar en caliente placas anchas, la mayoría de las aplicaciones de laminado en frío y para laminar láminas. ^[10]

Históricamente los molinos se clasificaban según el producto producido: ^[26]

• Los laminadores desbastadores , dentados y desbastadores son los laminadores preparatorios para el laminado de rieles , perfiles o placas terminados, respectivamente. Si son de inversión, tienen un diámetro de 34 a 48 pulgadas, y si son de tres alturas, de 28 a 42 pulgadas.
• Los laminadores de palanquilla , de tres alturas, con rodillos de 24 a 32 pulgadas de diámetro, se utilizan para la reducción adicional de los tochos hasta palanquillas de 1,5 x 1,5 pulgadas, siendo los laminadores preparatorios para las barras y varillas.
• Laminadores de vigas, de tres alturas, con rodillos de 28 a 36 pulgadas de diámetro, para la producción de vigas pesadas y canales de 12 pulgadas y más.
• Laminadores de rieles con rodillos de 26 a 40 pulgadas de diámetro.
• Laminadores con rodillos de 20 a 26 pulgadas de diámetro, para tamaños más pequeños de vigas y canales y otras formas estructurales.
• Laminadores de barras comerciales con rodillos de 16 a 20 pulgadas de diámetro.
• Pequeños laminadores de barras comerciales con rodillos de acabado de 8 a 16 pulgadas de diámetro, generalmente dispuestos con una caja de desbaste de mayor tamaño.
• Laminadores de varillas y alambres con rodillos de acabado de 8 a 12 pulgadas de diámetro, siempre dispuestos con cajas de desbaste de mayor tamaño.
• Molinos de aros y de lazos de algodón, similares a pequeños molinos de barras comerciales.
• Laminadores de placas de blindaje con rodillos de 44 a 50 pulgadas de diámetro y cuerpo de 140 a 180 pulgadas.
• Laminadores de placas con rodillos desde 28 hasta 44 pulgadas de diámetro.
• Laminadores de chapa con rodillos de 20 a 32 pulgadas de diámetro.
• Laminadores universales para la producción de chapas de cantos rectos o llamadas universales y de diversas formas de ala ancha mediante un sistema de rodillos verticales y horizontales.

Un laminador en tándem es un tipo especial de laminador moderno en el que el laminado se realiza en una sola pasada. En un laminador tradicional, el laminado se realiza en varias pasadas, pero en el laminador en tándem hay varias cajas (>=2 cajas) y las reducciones se realizan de forma sucesiva. El número de cajas varía entre 2 y 18.

Los laminadores tándem pueden ser de tipo laminador en caliente o en frío.

Los laminadores en frío pueden dividirse además en procesamiento continuo o por lotes.

Un laminador continuo tiene una torre de enrollado que permite que el laminador continúe enrollando lentamente la tira en la torre, mientras que un soldador de tiras une la cola de la bobina actual con la cabeza de la siguiente bobina. En el extremo de salida del laminador normalmente hay una cizalla volante (para cortar la tira en la soldadura o cerca de ella) seguida de dos bobinadoras; una se descarga mientras la otra enrolla la bobina actual.

Las torres de bucle también se utilizan en otros lugares, como en líneas de recocido continuo , estañado electrolítico continuo y líneas de galvanización continua .

En el laminado en caliente, si la temperatura de la pieza no es uniforme, el flujo del material se producirá más en las partes más calientes y menos en las más frías. Si la diferencia de temperatura es lo suficientemente grande, pueden producirse grietas y desgarros. ^[10] Las secciones más frías son, entre otras cosas, el resultado de los soportes en el horno de recalentamiento.

Durante el laminado en frío, prácticamente toda la variación del espesor de la banda es el resultado de la excentricidad y la falta de redondez de los rodillos de apoyo desde aproximadamente el puesto 3 del laminador de bandas en caliente hasta el producto terminado.

La excentricidad del rodillo de respaldo puede alcanzar una magnitud de hasta 100 μm por pila. La excentricidad se puede medir fuera de línea al trazar la variación de fuerza en función del tiempo con el molino en movimiento lento, sin fleje presente y el soporte del molino debajo de la cara.

Desde 1986 hasta el cesamiento de la producción en 2009 , en el laminador en frío de 5 puestos de Bluescope Steel, Port Kembla, se empleó un análisis de Fourier modificado . En cada bobina, se almacenó en un archivo la desviación del espesor de salida multiplicada por 10 por cada metro de fleje. Este archivo se analizó por separado para cada frecuencia/longitud de onda desde 5 m hasta 60 m en pasos de 0,1 m. Para mejorar la precisión, se tuvo cuidado de utilizar un múltiplo completo de cada longitud de onda (100*). Las amplitudes calculadas se graficaron en función de la longitud de onda, de modo que los picos se pudieran comparar con las longitudes de onda esperadas creadas por los rodillos de respaldo de cada puesto.

Si un soporte de laminación está equipado con pistones hidráulicos en serie con los tornillos mecánicos accionados eléctricamente o en lugar de ellos, es posible eliminar el efecto de la excentricidad del rodillo de apoyo de ese soporte. Durante el laminado, la excentricidad de cada rodillo de apoyo se determina mediante un muestreo de la fuerza del rodillo y asignándola a la parte correspondiente de la posición de rotación de cada rodillo de apoyo. Estos registros se utilizan luego para operar el pistón hidráulico a fin de neutralizar las excentricidades.

En una pieza de metal plana, la planitud es un atributo descriptivo que caracteriza el grado de desviación geométrica con respecto a un plano de referencia. La desviación con respecto a la planitud completa es el resultado directo de la relajación de la pieza después del laminado en caliente o en frío, debido al patrón de tensión interna causado por la acción compresiva transversal no uniforme de los rodillos y las propiedades geométricas desiguales del material de entrada. La distribución transversal de la tensión diferencial inducida por deformación/elongación con respecto a la tensión media aplicada del material se conoce comúnmente como forma. Debido a la estricta relación entre forma y planitud, estos términos se pueden utilizar de manera intercambiable. En el caso de tiras y láminas de metal, la planitud refleja la elongación diferencial de la fibra a lo largo del ancho de la pieza de metal. Esta propiedad debe estar sujeta a un control preciso basado en retroalimentación para garantizar la maquinabilidad de las láminas de metal en los procesos de transformación finales. Algunos detalles tecnológicos sobre el control de retroalimentación de la planitud se dan en ^{[27] .}

El perfil se compone de las medidas de la corona y la cuña. La corona es el espesor en el centro en comparación con el espesor promedio en los bordes de la pieza de trabajo. La cuña es una medida del espesor en un borde en comparación con el otro borde. Ambos pueden expresarse como medidas absolutas o como medidas relativas. Por ejemplo, uno podría tener 2 milésimas de corona (el centro de la pieza de trabajo es 2 milésimas más grueso que los bordes), o uno podría tener un 2% de corona (el centro de la pieza de trabajo es 2% más grueso que los bordes).

Generalmente es deseable tener algo de corona en la pieza de trabajo, ya que esto hará que esta tienda a tirarse hacia el centro de la fresadora y, por lo tanto, funcionará con mayor estabilidad.

Mantener una separación uniforme entre los rodillos es difícil porque los rodillos se desvían bajo la carga necesaria para deformar la pieza de trabajo. La deflexión hace que la pieza de trabajo sea más delgada en los bordes y más gruesa en el medio. Esto se puede solucionar utilizando un rodillo abombado (corona parabólica), sin embargo, el rodillo abombado solo compensará un conjunto de condiciones, específicamente el material, la temperatura y la cantidad de deformación. ^[12]

Otros métodos para compensar la deformación de los rodillos incluyen la corona de variación continua (CVC), el laminado cruzado de pares y el doblado de los rodillos de trabajo. El CVC fue desarrollado por SMS-Siemag AG e implica rectificar una curva polinómica de tercer orden en los rodillos de trabajo y luego desplazar los rodillos de trabajo lateralmente, de manera uniforme y opuesta entre sí. El efecto es que los rodillos tendrán un espacio entre ellos que tiene forma parabólica y variará con el desplazamiento lateral, lo que permite controlar dinámicamente la corona de los rodillos. El laminado cruzado de pares implica el uso de rodillos con corona plana o parabólica, pero desplazando los extremos en un ángulo de modo que el espacio entre los bordes de los rodillos aumente o disminuya, lo que permite un control dinámico de la corona. El doblado de los rodillos de trabajo implica el uso de cilindros hidráulicos en los extremos de los rodillos para contrarrestar la deflexión de los rodillos.

Otra forma de superar los problemas de deflexión es reducir la carga sobre los rodillos, lo que se puede hacer aplicando una fuerza longitudinal; esto es esencialmente estirar . Otro método para reducir la deflexión de los rodillos incluye aumentar el módulo elástico del material del rodillo y agregar soportes de respaldo a los rodillos. ^[12]

Las diferentes clasificaciones para los defectos de planitud son:

• Onda de borde simétrica: los bordes de ambos lados de la pieza de trabajo son "ondulados" debido a que el material en los bordes es más largo que el material en el centro.
• Onda de borde asimétrica: un borde es "ondulado" debido a que el material de un lado es más largo que el del otro.
• Hebilla central: el centro de la tira es "ondulado" debido a que la tira en el centro es más larga que la tira en los bordes.
• Pandeo en cuartos: este es un defecto poco frecuente en el que las fibras se alargan en las regiones de cuartos (la parte de la tira entre el centro y el borde). Esto normalmente se atribuye al uso de una fuerza de doblado excesiva del rollo, ya que es posible que la fuerza de doblado no compense la deflexión del rollo en toda su longitud.

Se podría tener un defecto de planitud incluso si la pieza de trabajo tiene el mismo espesor en todo el ancho. También se podría tener una corona o cuña bastante alta, pero aun así producir material que sea plano. Para producir material plano, el material debe reducirse en el mismo porcentaje en todo el ancho. Esto es importante porque se debe preservar el flujo de masa del material y cuanto más se reduce un material, más se alarga. Si un material se alarga de la misma manera en todo el ancho, entonces la planitud que entra al molino se conservará a la salida del mismo.

La diferencia entre el espesor de la pieza inicial y la pieza laminada se denomina calado. Por lo tanto, si es el espesor inicial y es el espesor final, entonces el calado d viene dado por$estilo de visualización t_{i}}$$estilo de visualización t_{f}}$

${\displaystyle d=t_{i}-t_{f}}$

El tiro máximo que se puede lograr mediante rodillos de radio R con coeficiente de fricción estática f entre el rodillo y la superficie metálica está dado por

${\displaystyle d_{\max}=f^{2}R}$

Este es el caso cuando la fuerza de fricción sobre el metal del contacto de entrada coincide con la fuerza negativa del contacto de salida.

Existen seis tipos de defectos superficiales: ^[28]

Regazo

Este tipo de defecto ocurre cuando una esquina o aleta se dobla y se enrolla pero no se suelda al metal. ^[29] Aparecen como costuras a lo largo de la superficie del metal.

Cizallamiento de molino

Estos defectos se presentan como una especie de pliegue similar al de una pluma.

Báscula enrollable

Esto ocurre cuando la cascarilla de laminación se convierte en metal.

Costras

Se trata de largos parches de metal suelto que se han enrollado en la superficie del metal.

Costuras

Son líneas abiertas y discontinuas que recorren la longitud del metal y que son ocasionadas por la presencia de cascarilla así como por la rugosidad del paso del laminador de desbaste.

Astillas

Rupturas superficiales prominentes.

Muchos defectos superficiales pueden eliminarse mediante raspado de la superficie de productos laminados semiacabados antes de continuar con el laminado. Los métodos de raspado incluyen el raspado manual con cinceles (siglos XVIII y XIX); raspado y pulido a motor con cinceles y amoladoras neumáticas; quemado con un soplete de oxicombustible , cuya presión de gas elimina el metal o la escoria derretida por la llama; ^[30] y raspado con láser.

• Bernard Lauth , inventó y patentó el proceso de laminación en frío del hierro.
• John B. Tytus , inventor del primer proceso práctico de laminación continua de tiras anchas para la fabricación de acero
• Tadeusz Sendzimir , cuyo nombre se dio a los métodos revolucionarios de procesamiento del acero y los metales.
• Texturizado por haz de electrones , utilizado para aplicar rugosidad a la superficie de los cilindros de los laminadores.
• Máquina formadora de perfiles para guías de cajones
• Calandrar
• Dobladora de rollos

• Degarmo, E. Paul; Black, J T.; Kohser, Ronald A. (2003), Materiales y procesos en la fabricación (novena edición), Wiley, ISBN 978-0-471-65653-1.
• Roberts, William L. (1978), Laminación en frío de acero, Marcel Dekker, ISBN 978-0-8247-6780-8.
• Roberts, William L. (1983), Laminación en caliente de acero, Marcel Dekker, ISBN 978-0-8247-1345-4.
• Doege, E.; Behrens, B.-A.: Handbuch Umformtechnik: Grundlagen, Technologien, Maschinen (en alemán), 2.ª edición, Springer Verlag, 2010, ISBN 978-3-642-04248-5 

• Ginzburg, Vladimir B.; Ballas, Robert (2000), Fundamentos de laminación plana, CRC Press, ISBN 978-0-8247-8894-0.
• Lee, Youngseog (2004), Laminado de varillas y barras, CRC Press, ISBN 978-0-8247-5649-9.
• Swank, James M. (1965), Historia de la fabricación de hierro en todas las épocas (2.ª ed.), Ayer Publishing, ISBN 978-0-8337-3463-1.
• Reed-Hill, Robert, et al. Principios de metalurgia física , 3.ª edición, PWS publishing, Boston, 1991. ISBN 978-0-534-92173-6 . 
• Callister Jr., William D., Ciencia e ingeniería de materiales: una introducción , 6.ª edición, John Wiley & Sons, Nueva York, NY, 2003. ISBN 0-471-13576-3 
• Suhel khan pathan, IJSRDV5I70206 "Máquina laminadora de tres rodillos" (IJSRD/Vol 5/Edición 07/2017/270). ISSN  2321-0613

Wikisource tiene el texto del artículo Molino de laminación de la Enciclopedia Collier de 1921 .