arq6 PMM laminacao

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A laminação é um processo de conformação no 
qual a espessura do metal é reduzida por esforços 
compressivos exercidos por meio de dois cilindros. 
Laminação
• Baseado na geometria da peça
• Laminação de planos: placas, tiras, chapas finas e chapas grossas (as 
peças de seção transversal retangular nas quais a largura é maior que a 
espessura). 
• Laminação de perfis: a peça é deformada para ter o formato da seção 
transversal desejada. Exemplos dos produtos fabricados pela laminação 
de perfis são vigas I, L e U; 
• Baseado na temperatura
• Laminação a quente: O metal laminado a quente é geralmente isento de 
tensões residuais, e suas propriedades são isotrópicas. 
• Desvantagens: 
� impossibilidade de serem obtidos produtos com 
tolerâncias estreitas e a 
� superfície apresenta uma camada característica de óxido.
• Laminação a frio: A laminação a frio aumenta a resistência do metal e 
permite tolerâncias mais estreitas na espessura. 
Laminação
Laminação Plana
Laminação de perfis
Laminação
Laminação
Vista lateral da laminação de planos
O aumento de largura da peça é chamado de espalhamento.
conservação de massa 
volume do metal na entrada = volume do metal na saída
wo e wf ... larguras da peça antes e depois do passe 
de laminação, mm (in); 
Lo e Lf ... comprimentos da peça antes e depois do 
passe de laminação, mm (in). 
Como fluxo de material deve se manter constante
vo e vf ... velocidades de entrada e de saída do trabalho.
Espalhamento
ângulo θ ... O ângulo de contato entre os cilindros 
de trabalho e a peça.
R ... raio do cilindro
vr ... velocidade periférica do cilindro, m/s 
Ponto Neutro
� ponto de não deslizamento ou ponto neutro: 
� O ponto de contato em que a velocidade 
da peça se iguala à velocidade do cilindro 
de trabalho
� Em ambos os lados deste ponto, 
ocorrem escorregamento e atrito entre 
os cilindros de trabalho e a peça. 
A velocidade de entrada < velocidade do rolo < velocidade de saída
( vo < vr < vf )
A quantidade de deslizamento entre os cilindros de 
trabalho e a peça pode ser medida por meio do 
deslizamento avante, termo usado em laminação que é 
definido por:
S ... escorregamento avante 
Deslizamento Avante
ângulo θ ... O ângulo de contato entre os cilindros 
de trabalho e a peça.
R ... raio do cilindro
vr ... velocidade periférica do cilindro, m/s 
� desbaste ou esboço: 
(redução da espessura)
fo ttd −=
d ... é o esboço, mm (in)
to ... a espessura inicial, mm (in)
tf ... a espessura final, mm (in)
Desbaste e Redução
ot
d
r =
� redução:
d ... é o esboço, mm (in)
Desbaste e Redução
� limite máxima redução dmáx (mm ou in):
μ ... coeficiente de atrito; 
R ... raio do cilindro de trabalho, mm. 
� se o atrito fosse nulo, a redução seria zero e não 
seria possível realizar a operação de laminação.
� força de atrito na laminação é força de 
compressão dos cilindros x coeficiente 
de atrito.
� A força de atrito na entrada > força de 
atrito na saída.
� A força resultante é que puxa a peça 
através dos cilindros.
Atrito
� O coeficiente de atrito na laminação depende: 
� da lubrificação, 
� do material de trabalho e 
� da temperatura de trabalho. 
� laminação a frio: µ ∼ 0,1
� laminação a morno: µ ∼ 0,2 
� laminação a quente: µ ∼ 0,4 
Agarramento
� agarramento, ocorreu quando a 
superfície da peça quente adere aos 
cilindros de trabalho sobre o arco de 
contato. 
� Esta condição ocorre com frequência na 
laminação de aços e ligas de altas 
temperaturas. 
� Quando ocorre agarramento, o 
coeficiente de atrito pode alcançar 
valores tão altos quanto 0,7.
Força de Laminação
� Variação típica da pressão ao longo do 
comprimento do arco de contato na 
laminação de planos. 
� O pico de pressão está localizado no ponto 
neutro. 
� A integração da equação representa a área 
abaixo da curva, é a força de laminação F.
F ... força de laminação, N (lbf)
p... pressão do cilindro, MPa (lbf/in2)
w ...largura da peça sendo laminada, mm (in)
L...comprimento do arco de contato entre os cilindros de 
trabalho e a peça, mm (in). 
w L ... área de contato com o cilindro, mm2 (in2). 
� = � � · � · ��
	
Força de Laminação
� A força (uma aproximação) também pode ser calculada com base na 
tensão média de escoamento que o material de trabalho sofre no 
afastamento deixado entre cilindros:
� = ��
�� ��
 ... tensão média de escoamento, MPa (lbf/in2)w L ... área de contato com o cilindro, mm2 (in2). 
� A tensão média de escoamento 
aplicado na laminação:
� A deformação verdadeira que a peça 
sob laminação sofre é função das 
espessuras inicial e final do esboço:
� O comprimento do arco de contato 
pode ser aproximado por:
� O torque na laminação pode ser estimado assumindo que a força de laminação 
está localizada no centro da peça quando passa entre os cilindros de trabalho, 
e esta força atua gerando um momento com uma alavanca igual à metade do 
comprimento de contato L.
Torque e Potência
� A potência p/ cada cilindro de trabalho
��� = � · ��������
�������� = 2��
N...velocidade de 
rotação do cilindro��� = 0,5�� · 2��
��� = ����
� A cadeira de laminação são composta de dois cilindro de trabalho:
��� = 2���� P ... potência, J/s ou W (lbf-in/min); 
N ... velocidade de rotação, 1/s (rpm); 
F ... força de laminação, em N (lbf); e 
L ... comprimento de contato, m (in).
Exemplo
Solução
Solução
Observação
P/ reduzir a força e/ou potência para laminar:
(1) usar a laminação a quente no lugar da laminação a frio para reduzir a 
resistência ao escoamento e o encruamento (K e n) do material de trabalho; 
(2) diminuir a redução em cada passe; 
(3) usar cilindros de trabalho com menores raios R para reduzir a força de 
laminação; e 
(4) usar baixas velocidades de rotação de laminação N para reduzir a potência. 
Laminadores
TIPOS DE LAMINADOR PARA LAMINAÇÃO CONVENCIONAL
DUO DUO REVERSÍVEL TRIO
SENDZIMIRQUADRUO
Laminador Sendzimir
Componentes de um Laminador Quádruo
Laminador
Cilindros Juntas 
universais
Distribuição Redutor Motor
Cilindros de Laminação
• A produção de um laminador é limitada pela 
resistência dos cilindros ao:
� Desgaste;
� À ruptura.
• São produzidos com materiais desde aço simples 
(0,50%C) até ferros fundidos especiais (3,80% 
Fofo). 
CLASSIFICAÇÃO QUANTO À 
TEMPERATURA:
• LAMINAÇÃO A QUENTE
• LAMINAÇÃO A FRIO
Laminação
Placas Blocos Tarugo
s
Chapa
s
Folhas
Tubos
Perfis Trilhos Barras
Barras
Trefilado
s
Tubos
Laminação 
a quente
Laminação 
a frio
Classificação pelas Condições de Trabalho
• preparação, “desbaste”
• grandes deformações
• grandes dimensões
• produtos semi-acabados
• Matéria-prima: lingotes fundidos, placas e tarugos lingotados, 
laminados
• Serve como etapa de preparação para laminação final, a frio.
Laminação a Quente
• As temperaturas recomendadas para o 
reaquecimento antes da laminação são as 
seguintes:
• Aço doce: 1250-1350°C
• Aços de baixo teor de liga: 1250-1300°C
• Aços de alto teor de liga: 1250°C máx.
• Aços inoxidáveis austeníticos: 1100-1200°C
Laminação a Quente
Laminação a Quente
• A laminação a quente é constituída de diferentes 
etapas, mostradas na figura abaixo;
Laminação a Quente
• Um lingote com estrutura bruta de solidificação é aquecido a 
temperaturas superiores de recristalização ( 1,4Trec < TP < 0,8TFUSÃO)
• Depois de aquecido, é submetido ao processo de desbaste com 
reduções severas. É no desbaste que a carepa de solidificação é 
quebrada, alterando a microestrutura do lingote.
• Granulação grosseira é modificada pela deformação excessiva para 
uma estrutura de grãos equiaxiais de menortamanho.
Laminação a Quente
• Após o desbaste, o lingote, com a microestrutura já ideal, é 
encaminhado aos laminadores intermediários.
• O lingote é transformado em blocos ou tarugos grandes, que 
servem de matéria prima para produção de laminados planos 
(chapas grossas ou barras) e não-planos (vergalhões, trilhos, perfis)
Laminação a Quente
• Após fase intermediária, o produto laminado é processado pelos 
laminadores de acabamento.
• Chapas grossas e/ou barras são transformadas em chapas finas e/ou 
barras finas e placas. Vergalhões e trilhos têm suas dimensões 
reduzidas.
• Vergalhões podem ainda ser transformados em fios-máquina ou 
pequenos perfis.
Placas do Lingotamento
Placas
FORNO DE REAQUECIMENTO
(TIPO EMPURRADOR)
PLACAS
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A QUENTE
FORNO DE REAQUECIMENTO
(TIPO EMPURRADOR)
PLACAS
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A QUENTE
LAMINADOR DE
TIRAS A QUENTE (LTQ)
FORNO DE REAQUECIMENTO
(TIPO EMPURRADOR)
PLACAS
LAMINADOR
ESBOÇADOR
BQ 
BOBINA A QUENTE
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A QUENTE
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 12,70mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
LAMINADOR DE
TIRAS A QUENTE (LTQ)
FORNO DE REAQUECIMENTO
(TIPO EMPURRADOR)
PLACAS
LAMINADOR
ESBOÇADOR
BQ 
BOBINA A QUENTE
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A QUENTE
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 12,70mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
LAMINADOR DE
TIRAS A QUENTE (LTQ)
LAMINADOR DE
ACABAMENTO (LA)
FORNO DE REAQUECIMENTO
(TIPO EMPURRADOR)
PLACAS
LAMINADOR
ESBOÇADOR
BQ 
BOBINA A QUENTE
BQA - BOBINA
A QUENTE ACABADA
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A QUENTE
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 12,70mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 4,75mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
LAMINADOR DE
TIRAS A QUENTE (LTQ)
LAMINADOR DE
ACABAMENTO (LA)
FORNO DE REAQUECIMENTO
(TIPO EMPURRADOR)
PLACAS
LAMINADOR
ESBOÇADOR
BQ 
BOBINA A QUENTE
BQA - BOBINA
A QUENTE ACABADA
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A QUENTE
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 12,70mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 4,75mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
LINHA DE
TESOURA A QUENTE
LAMINADOR DE
TIRAS A QUENTE (LTQ)
LAMINADOR DE
ACABAMENTO (LA)
CFQ/CFQA - CHAPA FINA
A QUENTE
FORNO DE REAQUECIMENTO
(TIPO EMPURRADOR)
PLACAS
LAMINADOR
ESBOÇADOR
BQ 
BOBINA A QUENTE
BQA - BOBINA
A QUENTE ACABADA
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A QUENTE
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 12,70mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 10,50mm
LARGURA: 690 A 1.570mm
COMPRIMENTO: 1.700 A 12.000mm
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 4,75mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
Laminados a Quente
PRODUTOS OBTIDOS POR LAMINAÇÃO A QUENTE
• operações de acabamento
• pequenas deformações
• superfícies regulares
• produtos acabados
• Matéria-prima: chapas e barras laminadas a quente
Laminação a Frio
BOBINA A QUENTE
DECAPAGEM CFQD - CHAPA FINA
A QUENTE DECAPADA
LAMINADOR DE TIRAS A FRIO (LTF)
BQD - BOBINA A QUENTE
DECAPADA
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A FRIO
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 4,75mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
BOBINA A QUENTE
DECAPAGEM CFQD - CHAPA FINA
A QUENTE DECAPADA
LAMINADOR DE TIRAS A FRIO (LTF)
BQD - BOBINA A QUENTE
DECAPADA
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A FRIO
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 4,75mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
BOBINA A QUENTE
DECAPAGEM CFQD - CHAPA FINA
A QUENTE DECAPADA
RECOZIMENTO LAMINADOR DE TIRAS A FRIO (LTF)
BQD - BOBINA A QUENTE
DECAPADA
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A FRIO
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 0,38 A 3,00mm
LARGURA: 800 A 1.585mm
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 4,75mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
BOBINA A QUENTE
DECAPAGEM CFQD - CHAPA FINA
A QUENTE DECAPADA
RECOZIMENTO LAMINADOR DE TIRAS A FRIO (LTF)
BQD - BOBINA A QUENTE
DECAPADA
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A FRIO
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 0,38 A 3,00mm
LARGURA: 800 A 1.585mm
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 4,75mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
BOBINA A QUENTE
DECAPAGEM CFQD - CHAPA FINA
A QUENTE DECAPADA
RECOZIMENTO
LAMINADOR DE
ENCRUAMENTO (LE)
LAMINADOR DE TIRAS A FRIO (LTF)
BQD - BOBINA A QUENTE
DECAPADA
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A FRIO
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 0,38 A 3,00mm
LARGURA: 800 A 1.585mm
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 4,75mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
BOBINA A QUENTE
DECAPAGEM CFQD - CHAPA FINA
A QUENTE DECAPADA
RECOZIMENTO
LAMINADOR DE
ENCRUAMENTO (LE)
LAMINADOR DE TIRAS A FRIO (LTF)
BQD - BOBINA A QUENTE
DECAPADA
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A FRIO
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 0,38 A 3,00mm
LARGURA: 800 A 1.585mm
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 4,75mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
BOBINA A QUENTE
DECAPAGEM CFQD - CHAPA FINA
A QUENTE DECAPADA
RECOZIMENTO
LAMINADOR DE
ENCRUAMENTO (LE)
LINHA DE INSPEÇÃO
LAMINADOR DE TIRAS A FRIO (LTF)
BQD - BOBINA A QUENTE
DECAPADA
BF - BOBINA A FRIO
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A FRIO
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 0,38 A 3,00mm
LARGURA: 800 A 1.585mm
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 4,75mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
BOBINA A QUENTE
DECAPAGEM CFQD - CHAPA FINA
A QUENTE DECAPADA
RECOZIMENTO
LAMINADOR DE
ENCRUAMENTO (LE)
LINHA DE INSPEÇÃO
LAMINADOR DE TIRAS A FRIO (LTF)
BQD - BOBINA A QUENTE
DECAPADA
BF - BOBINA A FRIO
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A FRIO
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 0,38 A 3,00mm
LARGURA: 800 A 1.585mm
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 4,75mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
BOBINA A QUENTE
DECAPAGEM CFQD - CHAPA FINA
A QUENTE DECAPADA
RECOZIMENTO
LAMINADOR DE
ENCRUAMENTO (LE)
LINHA DE TESOURAS
LINHA DE INSPEÇÃO
LAMINADOR DE TIRAS A FRIO (LTF)
BQD - BOBINA A QUENTE
DECAPADA
BF - BOBINA A FRIO
CFF - CHAPA FINA A FRIO
ÁREA DE LAMINAÇÃO
TIRAS A FRIO
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 0,38 A 3,00mm
LARGURA: 800 A 1.585mm
COMPRIMENTO: 800 A 4.500mm
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 0,38 A 3,00mm
LARGURA: 800 A 1.585mm
CARACTERÍSTICAS:
ESPESSURA: 2,00 A 4,75mm
LARGURA: 690 A 1.600mm
Laminados a Frio
PRODUTOS OBTIDOS POR LAMINAÇÃO A FRIO
Barras de seção circular e hexagonal e perfis 
estruturais como: vigas em I, calhas e trilhos 
são produzidos em grande quantidade por 
laminação a quente com cilindros ranhurados.
Laminação de barras e perfis 
Laminação de barras e perfis
Laminação de Viga em I
Laminação de perfis a partir de tarugos
Laminação de perfis a partir de chapas
Laminação de perfis a partir de chapas
Laminação de perfis a partir de chapas
Laminação de Tubos sem Costura com Mandril
Tubos com diâmetro interno entre 57 e 426 mm, 
com espessura entre 3 e 30 mm
Tubos com diâmetro interno entre 10 e 114 mm e 
espessura de parede entre 2 e 5 mm
Laminador de Tubos com Costura
Laminação de Anéis
Laminação de Roscas
Laminação de Engrenagens
Questionário
01 – Defina Laminação.
02 – Qual a tensão que predomina sobre o material no processo de laminação ?
03 – Como podem ser classificados os diferentes tipos de laminação ?
04 – Cite os principais tipos de laminadores de rolos.
05 – Quais as principais vantagens da laminação a quente em relação à 
laminação a frio ?
06 – Quais as principais vantagens da laminação a frio em relação à laminação 
a quente ?
07 – Cite algumas utilizações dadas aos produtos laminados a quente.
08 – Cite algumas utilizações dadas aos produtos laminados a frio.
09 – O que é o desbaste na operação de laminação?
10 – O que é agarramento na operação de laminação a quente?
11 – Identifique algumas das maneiras segundo as quais a força de laminação 
de planos pode ser reduzida.
12 – O que é um laminador-duo?
13 – O que é uma cadeira reversível na laminação?
Questionário
14 – Uma chapa grossade aço baixo carbono com espessura igual a 42,0 mm 
deve ser reduzida para 34,0 mm em um passe numa operação de 
laminação. À medida que a espessura é reduzida, a chapa grossa alarga 
4%. O limite de resistência da chapa grossa de aço é 290 MPa. A 
velocidade de entrada da chapa grossa é 15,0 m/min. O raio do cilindro de 
trabalho é 325 mm, e a velocidade de rotação é 49,0 rpm. Determine (a) o 
mínimo coeficiente de atrito necessário para que esta operação de 
laminação seja realizada, (b) a velocidade de saída da chapa grossa, e (c) 
o deslizamento avante.
15 – Uma série operações de laminação a frio são empregadas para reduzir a 
espessura de uma chapa grossa de 50 mm para 25 mm em um laminador-
duo reversível. O diâmetro do cilindro de trabalho é igual a 700 mm, e o 
coeficiente de atrito entre os cilindros e metal igual a 0,15. A limitação é 
que o desbaste seja a mesma em cada passe. Determine (a) o número 
mínimo de passes necessário, e (b) a redução de cada passe.
Questionário
16 – No problema anterior, assuma que a redução percentual foi especificada 
para ser a mesma em cada passe, em vez de adotar o desbaste. (a) Qual 
é o número mínimo de passes necessário? (b) Qual é o desbaste em cada 
passe?
17 – Uma chapa grossa tem 250 mm de largura e 25 mm de espessura e deve 
ser reduzida em um único passe num laminador-duo reversível para uma 
espessura final de 20 mm. O cilindro de trabalho tem raio igual a 500 mm, 
e sua velocidade é 30 m/min. O material tem coeficiente de resistência 
igual a 240 MPa e expoente de encruamento igual a 0,2. Determinar (a) a 
força de laminação, (b) o torque de laminação, e (c) a potência exigida 
para realizar esta operação.
18 – Uma operação de laminação em um único passe reduz uma chapa grossa 
de 20 mm para 18 mm. A chapa grossa de partida tem 200 mm de 
largura. O raio do cilindro de trabalho é igual a 250 mm e sua velocidade 
de rotação é igual a 12 rpm. O material tem coeficiente de resistência 
igual a 600 MPa e expoente de encruamento igual a 0,22. Determine (a) a 
força de laminação, (b) o torque de laminação, e (c) a potência exigida 
para realizar esta operação.