Processos de Conformaýýo Mecýnica ý Aula 08 (1)

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Processos de Conformação 
Mecânica – Aula 08 
Laminação – Parte 2 
Prof. Leandro E. Falqueto 
E-mail: leandro.falqueto@hotmail.com 
6. Laminação contínua 
Vídeo 
6.1. Fornos de reaquecimento 
• Intermitentes 
– O material permanece na soleira até atingir a temperatura de 
laminação. 
• Contínuos 
– Possuem várias zonas de aquecimento e o material é carregado de 
uma extremidade a outra, sendo forçado a “caminhar” pelo interior do 
forno pela ação de empurradores ou vigas. 
• Fornos intermitentes 
• Fornos intermitentes 
• Fornos contínuos 
• Fornos contínuos 
• Fornos contínuos 
6.2. Descarepador primário 
• Tem a função de quebrar a carepa de óxido da placa aquecida. 
6.3. Laminador de desbaste 
• A laminação de desbaste tem como principal objetivo 
transformar a placa aquecida em um esboço de menor 
espessura, que será matéria prima para o laminador de 
acabamento. 
Laminador esboçador quádruo reversível 
Laminador de Bordas 
6.4. Sistema de conservação de calor do esboço 
• Ajuda a equalizar o aquecimento do esboço para compensar a 
perda de calor no processo de desbaste. 
– Cobertura térmica; 
– Coil Box. 
F1 - LTQ RM 
DESC 
QCS 
TV 
Tampa térmica : cobertura 
móvel na face superior do 
esboço e fixa na face 
inferior, recobertas com 
placas de material isolante. 
Sistema de cobertura térmica 
F1 - LTQ RM 
DESC 
QCS 
TV 
Bobinadeira intermediária que, 
bobinando o esboço, inverte início - final 
do mesmo e, após o subsequente 
desbobinamento, o material vai para o 
processamento no LTQ. 
Sistema de Coil Box 
Sem mandril 
Com mandril 
Vídeo 
6.5. Tesoura 
• Cortam as pontas do esboço, evitando acidentes operacionais 
e atendendo requisitos do produto final. 
6.6. Descarepador secundário 
6.7. Laminador de acabamento 
• Reduzir o esboço para espessuras exigidas pelo cliente. 
6.8. Resfriamento 
• A taxa de resfriamento e a temperatura final da peça 
determinará a microestrutura do produto final. 
6.9. Bobinadeira 
• Responsável por enrolar a tira laminada a quente, formando 
bobinas, que serão direcionadas para clientes finais ou como 
matéria para processos posteriores. 
7. Forças e relações geométricas na laminação 
• Pr = Carga de laminação 
• F = Força de atrito 
• v = Velocidade da placa 
• h = Espessura da placa 
• R = Raio do cilindro de 
laminação 
• Lp = Projeção do arco de 
contato 
• α = ângulo de contato 
• N = Ponto neutro 
 
• Considerando que não há 
qualquer aumento na 
largura, de maneira que toda 
a compressão vertical é 
transformada em elongação 
na direção de laminação. 
 
b = largura da placa 
h = espessura da placa 
v = velocidade da placa 
• Para que não haja distorção, 
a equação anterior indica 
que vf > v0. 
• Além disso, sabe-se que, no 
processo de laminação, a 
velocidade do material na 
entrada do laminador é 
sempre menor que a 
velocidade tangencial do 
cilindro. 
 
• Já a velocidade do material na 
saída do laminador é maior 
que a velocidade tangencial 
do cilindro. 
• Isso indica que no arco de 
contato existe um ponto, 
conhecido como ponto 
neutro ou ponto de 
deslizamento (N), no qual a 
velocidade da placa é igual a 
do cilindro. 
 
• Na interface cilindro/material 
atua a força de atrito, F, 
devido ao movimento 
relativo. 
• Até o ponto N, essa força age 
puxando a placa e, 
consequentemente, 
aumentando sua velocidade 
da mesma. 
• Após o ponto N, com a 
velocidade da placa maior que 
a do cilindro, a força de atrito 
passa a atuar freando a placa. 
 
7.1. Carga de laminação 
• A componente Pr é conhecida 
como carga de laminação. 
– Ela é a força que comprime a 
placa. 
– Por ser igual a força que o 
material realiza para separar os 
cilindros, ela também é 
chamada de força de separação. 
• A pressão específica p pode 
ser calculada dividindo-se a 
carga de laminação pela área 
de contato entre o material e 
o cilindro. 
• A área de contato entre o 
cilindro e o metal é igual a 
largura da placa (b) X 
comprimento projetado do 
arco Lp. 
0 
• Com isso é possível calcular a pressão específica de contato, 
que é dada por: 
 
• A distribuição da pressão ao longo do arco de contato é 
representado a seguir: 
 
• A área hachurada representa a força necessária para superar 
as forças de atrito. 
• A pressão de contato atinge o máximo no ponto neutro e, a 
partir daí, ela cai 
• A área abaixo da linha pontilhada (AB), representa a força 
necessária para deformar o metal no plano de compressão 
homogênea. 
• A área sob a curva é proporcional à carga de laminação, que, 
para fins de cálculo, atua no centro de gravidade da 
distribuição de pressão. 
– A localização da carga resultante com respeito ao centro dos 
cilindros determina o torque e a potência necessárias para produzir a 
redução de espessura. 
– Por isso, essa distribuição é importante. 
 
7.2. Condição de laminação 
• α representa o ângulo de 
contato ou ângulo de ataque. 
• Decompondo as forças no eixo 
horizontal, em função desse 
ângulo, temos: 
– Fhorizontal = F.cos α 
– Prhorizontal = Pr.sen α 
• Para que o material entre na garganta dos cilindros, a 
componente horizontal da força de atrito deve ser maior ou 
igual a componente horizontal da carga de laminação. 
≥ 
≥ 
≥ 
≥ 
• Dentre o laminador de grande diâmetro e o de pequeno 
diâmetro, qual permitirá a laminação de placas mais grossas 
para uma mesma condição de atrito e porcentagem de 
redução? 
Resposta: O laminador de grande diâmetro. Isso ocorre devido ao 
arco de contato, já que o ângulo de contato será o mesmo em ambos 
os casos. 
Como: 
Então, 
7.3. Tração avante e à ré 
• A presença de uma tensão no plano da placa pode reduzir a 
carga de laminação. 
• Ao controlar a velocidade da desbobinadeira é possível 
produzir uma tração a ré na placa. 
• Já a tração avante, pode ser criada pelo controle da 
velocidade da bobinadeira. 
• Nadai desenvolveu uma teoria de laminação que permite 
calcular o efeito da tração avante ou da tração à ré sobre a 
pressão de laminação. 
 
Auxilia a entrada de 
material, diminuindo a 
força de atrito necessária 
e, consequentemente, a 
carga de laminação. 
Reduz o contato do 
material devido a 
tendência de estricção. 
8. Lubrificação na laminação 
• Os óleos utilizados são, tradicionalmente, os hidrocarbonetos 
derivados do petróleo (base parafínica) ou similares 
sintéticos. 
• Além de reduzir o atrito, eles possuem a função de arrefecer 
os cilindros durante a laminação. 
• A baixa molhabilidade ou baixa resistência da película em 
certas regiões dos cilindros podem causar danos ao material 
laminado e ao próprio laminador. 
• Por isso são utilizados são utilizados aditivos de extrema 
pressão (EP) e antioxidantes. 
• Na laminação a quente não se pode utilizar óleos tradicionais, 
pois eles podem entrar em ignição. 
• Desse modo, utiliza-se emulsão de óleo e água tratada com 
fungicidas e antioxidantes. 
9. Problemas com produtos laminados 
• Os defeitos com produtos laminados possuem duas principais 
origens: 
– Matéria prima (presença de bolhas, fissuras, impurezas, etc.); 
– Tensões residuais. 
• Os níveis de controle de qualidade na produção de matéria 
prima para a laminação tem ajudado a diminuir os defeitos 
provenientes da mesma. 
• As tensões residuais, quando elevadas, podem causar vários 
defeitos na laminação a frio. 
• Essas tensões são, normalmente, associadas à fatores 
geométricos como Lp/h0, b0/h0, e Δh/h0 que delimitam as 
zonas de fluxorestringido. 
• Quando a razão Lp/h0 < 0,60, tensões residuais podem surgir 
como apresentado abaixo. 
– Em casos críticos, após sucessivos passes, essa tensão residual pode 
provocar o defeito conhecido como “rabo de peixe”. 
 
Durante a 
laminação Após a laminação Defeito “rabo de peixe” 
• Além dos defeitos provenientes de tensões residuais, as forças 
extremamente elevadas geradas durante o processo de 
laminação podem causar distorções elásticas nos cilindros. 
• Existem dois efeitos importantes a serem levados em conta: 
– O encurvamento dos cilindros devido à reação do material à carga de 
laminação. 
– O achatamento dos cilindros na região de contato devido à carga de 
laminação excessiva, de maneira que o raio R aumente. 
• Além da variação de espessura causada por essas distorções, 
outros defeitos podem surgir, como os apresentados a seguir. 
Enrugamento lateral 
Trincas fechadas por 
tensão residuais 
compressivas 
Trincas abertas 
por tensões 
residuais trativas