Principais Inovações em Laminação Moderna de Barras e Perfis Leves

Objetivo e Requisitos dos Laminação Modernos

O objetivo de uma laminação de barras e perfis leves é reaquecer e laminar tarugos de aço em barras e perfis leves. A produção está sujeita a mudanças constantes, com demandas crescentes por qualidade, flexibilidade e custo-efetividade. Isso impulsionou o desenvolvimento de novas tecnologias e processos. Laminação modernos são de alta velocidade, capazes de laminar aços de qualidade especial e aços de engenharia em altas taxas de produção, mantendo investimentos e custos operacionais em níveis razoáveis.

Requisitos Esperados

• Alta disponibilidade, produtividade e rendimento.
• Baixa necessidade de manutenção.
• Menor consumo de energia.
• Tolerâncias dimensionais rigorosas.
• Tolerâncias negativas (no peso por metro).
• Sem variação dimensional ao longo do comprimento.
• Propriedades físicas uniformes.

Principais Características e Tecnologias

Forno de Reaquecimento

Fornos de viga andante (walking beam) energeticamente eficientes, com controle computadorizado. Aquecem uniformemente os tarugos às temperaturas-alvo nas taxas requeridas, sem marcas de apoio (skid marks) e sem pontos frios. Aceitam tarugos frios ou quentes como carga.

Características: (i) qualidade superior do tarugo aquecido, (ii) melhor eficiência de aquecimento, (iii) consumo de combustível muito baixo, (iv) perda mínima de carepa (alto rendimento material), (v) baixa descarbonetação (adequado para aços de alta qualidade), (vi) máxima flexibilidade operacional e boas condições de trabalho mesmo em baixa produtividade.

Gaiolas sem Carcaça (Housingless – HL)

Usadas normalmente nas gaiolas de desbaste e intermediárias. Design modular permite configurações horizontal, vertical, inclinável e universal. Tamanhos variam conforme dimensões de rolos/fusos, diagrama de passes, forma do passe, redutor e motor.

Características: compacidade e rigidez, baixo módulo de flexão do rolo, mancais de rolos multi-filas duráveis com sapatas autoalinháveis sob carga, balanceamento sem folga das sapatas, feixes de rolos para ajuste simples/exato de guias e guardas.

Vantagens: (i) economia na profundidade/tamanho da fundação, (ii) produto atende forma e tolerâncias, (iii) economia de tempo na troca de gaiolas (troca de rolos fora da linha), (iv) redução significativa no tempo de manutenção (menos componentes, melhor acesso), (v) ajuste automático do vão de laminação, (vi) flexibilidade operacional (mesma unidade em qualquer posição).

Laminação Redutora de Dimensionamento (RSM – Reducing Sizing Mill)

Tecnologia versátil e procurada, também chamada de precision sizing mill. Em laminação convencional, é difícil atender tolerâncias rigorosas sem perder eficiência (tempo de utilização e rendimento). A RSM usa tecnologia de 3 rolos: baixo espalhamento durante deformação e alta eficiência de deformação.

Vantagens: instalada na linha para laminar qualquer dimensão final com tolerâncias muito fechadas; ajuste de cada vão sob carga; totalmente automatizável.

Laminação Termomecânica

Também chamada de laminação a baixa temperatura. Método de controle on-line das propriedades finais do material durante a laminação. Envolve deformação nas últimas passadas, em faixas de temperatura correspondentes a recristalização parcial ou supressão da recristalização.

Suprimindo a recristalização, ocorre refino de grão, melhorando propriedades tecnológicas. A qualidade superficial também melhora consideravelmente.

Vantagens: grão fino, eliminação de normalização off-line, melhor tenacidade a baixa temperatura, melhores propriedades após tratamento térmico para aços de cementação, menor tempo de têmpera para aço de mola, melhor resistência à fadiga, maior resistência à tração para aços micro-ligados diretamente in-line, menor profundidade de descarbonetação.

Leito de Resfriamento de Viga Andante (Walking Rack)

Resfria uniformemente ao ar as barras/perfis laminados e os transporta do entrada à descarga. As extremidades dianteiras são niveladas na descarga e um número fixo de peças segue para corte a frio (cisalhamento) e feixamento/empilhamento.

Design de viga andante garante posicionamento uniforme sobre cremalheiras dentadas. Projetado considerando menor/maior tamanho das barras, tempo de resfriamento necessário. Funciona com barras previamente cortadas a comprimentos dados, desacelera-as, transporta-as transversalmente sobre superfície de resfriamento mantendo-as retas, coleta-as em pacotes predeterminados para a cisalhadeira a frio, e descarrega sobre mesa de rolos.

Fig. 1 – Leito de resfriamento típico

Área de Acabamento: Cisalhamento, Endireitamento, Feixamento e Contagem

• Cisalhadeira a frio com viga de bitola (laminação de barras) ou endireitadora alimentando cisalhadeira (perfis).
• Preparação correta da camada é chave para produtividade – sistema de alimentação por perfil.
• Cisalhadeiras voadoras (flying) para altas taxas de produção.
• Endireitadoras multi-linhas para alta produtividade. Alinhamento e centragem das barras sob os rolos é essencial.
• Melhorias recentes: (i) alimentação automática de perfis às endireitadoras, (ii) troca rápida de jogos de rolos montados em carroça, (iii) ajuste motorizado do vão dos rolos, (iv) unidade toda montada em plataforma deslizável para manutenção sem parar a laminação.
• Para pré-alinhar a camada na mesa de rolos de saída do leito: transferência por corrente e sistema de extração por carroça, mantendo distância entre centros das barras.

Feixamento e Empilhamento

• Soluções variadas: feixadeira simples (barras), empilhadores magnéticos (perfis).
• Operações mecanizadas e automatizadas, incluindo remoção de barras curtas e rotulagem em posição ideal de leitura de tags.
• Cuidado especial com formato final dos feixes, arranjo ótimo de barras/perfis.
• Empilhadores com designs variados: sistema pendular superior para perfis leves (empilhamento preciso), sistema com ímãs por baixo para perfis leves/médios.

Contagem de Barras

Sistema automático por princípio óptico + separação para formar feixes. Três transferências por corrente fixas entre as quais o contador é instalado. Dispositivo óptico + gerador de pulsos na corrente realizam contagem e registro de cada barra em trânsito, sem sobreposição ou leitura dupla.

Amarramento e Cintagem

• Máquinas para operação contínua.
• Amarradeiras: usam arame comercial, cabeçote hidráulico.
• Cintadeiras: operadas pneumaticamente, usam cintas de aço comercial de várias larguras. Cintagem por grampeamento ou solda.