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HISTORIA DE LA TECNOLOGÍA, TECNOLOGÍA, OBJETOS ALREDEDOR DE NOSOTROS
Taller de laminación. Historia de la invención y la producción.
Directorio / La historia de la tecnología, la tecnología, los objetos que nos rodean. Un laminador es una máquina para formar metales entre rodillos giratorios. Después de que los trabajadores siderúrgicos moldean el lingote, esta enorme barra de acero debe convertirse en productos: en una carrocería de automóvil, un riel de ferrocarril o una viga de construcción. Pero para esto es necesario que el lingote tome una forma conveniente para la fabricación de piezas, ya sea una viga larga con una sección transversal en forma de cuadrado, círculo, viga, lámina de acero o alambre, etc. El lingote toma estas diversas formas en los trenes de laminación.
El laminado en caliente comenzó a usarse solo a principios del siglo XVIII, y al principio se prepararon láminas de hierro más o menos delgadas de esta manera, pero ya a partir de 1769 comenzaron a enrollar alambre de esta manera. El primer laminador de lingotes de hierro fue propuesto por el inventor inglés Kort cuando estaba desarrollando el método de charcos. Kort fue el primero en adivinar que en la fabricación de algunos productos es más racional cargar el martillo solo con la extracción de escoria y darle la forma final mediante laminación.
En 1783, Kort recibió una patente por un método que inventó para laminar hierro moldeado usando rodillos especiales. Desde el horno de charcos, la galleta pasó bajo el martillo, aquí se forjó y recibió su forma original, y luego pasó por los rodillos. Este método luego se volvió muy común. Sin embargo, fue solo en el siglo XIX que la tecnología de rodadura alcanzó su altura adecuada, lo que se debió en gran parte a la construcción intensiva de vías férreas. Luego se inventaron los trenes de laminación para la producción de rieles y ruedas de vagones, y luego para muchas otras operaciones. La construcción de un tren de laminación en el siglo XIX era sencilla. Los rollos que giraban en direcciones opuestas capturaban una tira de metal al rojo vivo y, comprimiéndola con más o menos fuerza, la transportaban entre sus superficies. Por lo tanto, el metal del producto se sometió a una fuerte compresión a alta temperatura y la pieza de trabajo adquirió la forma requerida. En este caso, por ejemplo, el hierro recibió propiedades que no tenía por naturaleza. Los granos de metal separados, que antes de rodar se encontraban desordenados en su masa, se estiraron durante una fuerte compresión y formaron largas fibras. Después de eso, el hierro blando y quebradizo se volvió elástico y duradero.
A finales de siglo, la técnica de laminación había mejorado tanto que con este método no solo se obtenían productos sólidos, sino también huecos. En 1885, los hermanos Mennesmann inventaron un proceso para laminar tubos de hierro sin costura. Antes de esto, las tuberías tenían que estar hechas de láminas de hierro: se doblaban y soldaban. Fue largo y costoso. En la fábrica de Mennesmann, se pasaba una pieza redonda entre dos rodillos colocados oblicuamente entre sí, que actuaban sobre ella de dos maneras. Primero, debido a las fuerzas de fricción entre los rodillos y el tocho, este último comenzó a girar. En segundo lugar, debido a la forma de los rollos, las puntas de su superficie media giraban más rápido que las exteriores. Por lo tanto, debido a la disposición oblicua de los rodillos, la pieza de trabajo parecía estar atornillada en el espacio entre ellos. Si el espacio en blanco fuera sólido, no podría pasar. Pero como se calentó preliminarmente fuertemente a un calor blanco, el metal de la pieza de trabajo comenzó a torcerse y estirarse, y se produjo un aflojamiento en la zona axial: apareció una cavidad que se extendió gradualmente a lo largo de toda la pieza de trabajo. Después de pasar por los rollos, el tocho se montó en una varilla especial (mandril), por lo que se le dio la sección circular correcta a la cavidad interna. El resultado fue una tubería de paredes gruesas.
Para reducir el espesor de la pared, la tubería se pasó a través de un segundo laminador peregrino. Tenía dos rollos de perfil variable. Al enrollar la tubería, la distancia entre los rodillos primero disminuyó gradualmente y luego se hizo más grande que el diámetro de la tubería. ¿Cuál es la estructura de los trenes de laminación modernos? El lingote suele pasar por varios laminadores. El primero de ellos es el floreado o laminado. Estos son los laminadores más potentes. Se denominan engarzados porque su propósito es comprimir el lingote, convertirlo en una viga larga (bloom) o una placa (losa), a partir de la cual se fabricarán ciertos productos en otros molinos. Bloomings y losas son máquinas gigantescas. La productividad de los desbastes y losas modernos es de aproximadamente 6 millones de toneladas de lingotes por año, y la masa de lingotes es de 1 a 18 toneladas. Antes de prensar, los lingotes deben calentarse bien. Se mantienen de cuatro a seis horas en pozos de calentamiento a 1100-1300 grados centígrados. Luego, los lingotes se extraen con una grúa y se colocan en un carro eléctrico, un automóvil eléctrico, que los entrega al desbastado o laminado. Blooming tiene dos grandes franjas. El superior puede subir y bajar, reduciendo o aumentando la holgura entre él y el rodillo inferior. El lingote al rojo vivo, después de haber pasado a través de los rollos, cae sobre una mesa de rodillos, un transportador de rodillos giratorios. El operador cambia continuamente la dirección de rotación de los rodillos florecientes y los rodillos de la mesa de rodillos. Por lo tanto, el lingote se mueve a través de los rodillos hacia delante o hacia atrás, y cada vez el operador reduce más y más el espacio entre los rodillos, comprimiendo el lingote más y más. Cada 5-6 pasadas, un mecanismo especial: el basculante gira el lingote 90 grados para procesarlo desde todos los lados. Al final, se obtiene una viga larga, que se dirige a las cizallas a lo largo de la mesa de rodillos. Aquí la madera se divide en pedazos: florece.
El laminado también se lleva a cabo en una losa, con la única diferencia de que la losa tiene 4 rodillos, 2 horizontales y 2 verticales, que procesan el lingote desde todos los lados a la vez. Luego, la placa larga resultante se corta en palanquillas planas: losas. Las protuberancias y losas se usan solo en aquellas plantas donde el acero se vierte de la manera antigua: en moldes. Cuando operan plantas de colada continua (CUR), se obtienen desbastes o desbastes listos para usar. Las placas y losas terminadas van a otros talleres de laminación, donde los trenes de laminación especiales los fabrican, como dicen los metalúrgicos, perfiles o perfiles de metal, es decir, piezas en bruto de cierto grosor, forma y perfil. Los molinos de láminas que laminan losas en láminas tienen rodillos lisos. En tales rollos, es imposible rodar un riel u otro producto de un perfil complejo. En los molinos de rodillos, por ejemplo, carriles y vigas, se realizan cortes de la forma que sea necesaria para obtener el producto. En cada rollo, como si se cortara la mitad del perfil del futuro producto. Cuando los rollos se acercan, resulta, como dicen los metalúrgicos, una corriente o un calibre. Hay varios calibres de este tipo en cada par de rollos. El primero tiene una forma que es solo remotamente similar a la forma del producto, los siguientes se acercan cada vez más y, finalmente, el último calibre corresponde exactamente a las dimensiones y la forma del producto que necesita obtener. El acero es inflexible, y tiene que ser deformado gradualmente, pasando por todos los calibres uno tras otro. Es por eso que la mayoría de los molinos no tienen un par de rodillos, sino varios. Las camas con rollos (se llaman soportes) se instalan en paralelo, ya sea en una fila o en un patrón de tablero de ajedrez. La pieza de trabajo caliente corre a lo largo de las mesas de rodillos de un soporte a otro, e incluso en cada soporte se mueve hacia adelante y hacia atrás, pasando por todos los calibres.
Hoy en día, los trenes de laminación continua de alto rendimiento se están generalizando cada vez más. Aquí los soportes están en serie uno tras otro. Habiendo pasado un soporte, la pieza de trabajo ingresa al segundo, tercero, cuarto, etc. Después de cada compresión, la pieza de trabajo se estira y cada soporte posterior debe pasar una pieza de trabajo de longitud creciente a través de sí mismo en el mismo período de tiempo. Algunos molinos continuos laminan metal a una velocidad de 80 metros por segundo (290 kilómetros por hora) y procesan varios millones de toneladas por año. Por ejemplo, la productividad del laminador continuo de bandas de 2000 hojas de ancho que opera en la planta metalúrgica de Novolipetsk alcanza los 6 millones de toneladas. En la URSS, se crearon trenes de fundición y laminación fundamentalmente nuevos en el Instituto de Investigación de Ingeniería Metalúrgica de toda la Unión. Sus procesos de colada continua se combinan en una sola corriente con laminación continua. Hoy, decenas de plantas de este tipo operan en nuestro país para laminar acero, aluminio y alambre de cobre. La necesidad de tuberías para transportar petróleo y gas natural a largas distancias hizo necesaria la creación de fábricas de tuberías. El diámetro de las tuberías de petróleo y gas ha aumentado. Las primeras tuberías tenían 0,2 metros de diámetro, luego comenzaron a producir tuberías de gran diámetro, hasta 1,4 metros. Se utilizan dos tecnologías de producción de tuberías fundamentalmente diferentes. La primera forma: la pieza de trabajo se calienta a 1200-1300 grados Celsius, y luego se hace un agujero en un molino especial (se cose): se obtiene un tubo corto (manga) con paredes gruesas. Luego, la manga se enrolla en un tubo largo. Así se obtienen los tubos sin costura. La segunda forma: la lámina o tira de acero se enrolla en un tubo y se suelda en línea recta o en espiral. Las unidades continuas para la soldadura a tope de tuberías tienen una alta productividad. Este es un complejo de docenas de máquinas y mecanismos que operan en una línea de producción. Aquí todo está automatizado: el operador que gestiona el complejo solo tiene que pulsar los botones del panel de control. El proceso comienza con el calentamiento de una tira continua de acero. Luego, las máquinas lo enrollan en un tubo, lo sueldan en la costura, lo estiran a lo largo, lo reducen en diámetro, lo calibran, lo cortan en pedazos, cortan el hilo. 500 metros de tuberías por minuto: esta es la productividad del complejo. En los últimos años, ha aparecido una nueva dirección: los trenes de laminación no producen piezas en bruto, sino piezas de máquinas acabadas de inmediato. En dichos molinos, se laminan ejes de ejes de automóviles y tractores, husillos textiles, partes de tractores, motores eléctricos y máquinas perforadoras. Aquí, el laminado reemplazó las operaciones intensivas en mano de obra: forjado, estampado, prensado y mecanizado en varias máquinas para cortar metales: torneado, fresado, cepillado, taladrado, etc.
Esta dirección también incluye laminadoras que se han generalizado, que producen perfiles doblados, y laminadoras que laminan perfiles con formas de alta precisión. Los primeros molinos doblan productos de forma compleja a partir de una lámina de acero, los segundos molinos laminan productos complejos con dimensiones muy precisas. En ambos casos, los productos no necesitan un procesamiento posterior en las máquinas. Se cortan en piezas de la longitud deseada y se utilizan en máquinas, mecanismos y estructuras de construcción. Autor: Musskiy S.A.
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