El acero laminado en frío es un material de alta precisión indispensable en las industrias manufactureras modernas.. Es ampliamente utilizado en automóviles., electrodomésticos, construcción, campos de embalaje y equipos eléctricos. Comprender completamente las ventajas de la aplicación y el valor de producción del acero laminado en frío., Este artículo clasifica sistemáticamente los conocimientos básicos del laminado en frío., métodos de producción convencionales, procesos tecnológicos completos, y los principios de producción de los principales productos de acero revestido, como el acero estañado y el acero galvanizado..
1. Definición y ventajas principales del laminado en frío y de la banda de acero laminada en frío
1.1 ¿Qué es el laminado en frío?
Laminación en frío se refiere al proceso de deformación por laminación del metal que se completa por debajo de la temperatura de recristalización del metal.. En la producción industrial real, generalmente significa laminar tiras de acero laminadas en caliente directamente a temperatura ambiente sin recalentarlas.. Incluso si la banda de acero se calienta después de la fricción por rodadura a alta velocidad, Todavía se define como laminado en frío porque no se aplica calentamiento externo durante el procesamiento..
1.2 Ventajas clave de la tira de acero laminada en frío
Comparado con el acero laminado en caliente tradicional, Las tiras de acero laminadas en frío tienen ventajas excepcionales en cuanto a precisión dimensional., Calidad superficial y propiedades mecánicas., cuáles son las razones principales de su amplia aplicación en escenarios de alta precisión.
Primero, El acero laminado en frío ofrece una precisión dimensional ultraalta.. Su desviación de espesor se controla entre 0,01 mm y 0,03 mm., Cumplir plenamente con los estrictos requisitos de tolerancia de la fabricación de precisión.. Segundo, Puede producir tiras de acero ultrafinas que no pueden fabricarse mediante laminación en caliente., con un espesor mínimo inferior a 0,001 mm.
Tercero, El laminado en frío optimiza completamente la calidad de la superficie.. Evita defectos comunes del acero laminado en caliente, como picaduras e incrustaciones de óxido de hierro prensado.. Los fabricantes pueden personalizar tiras de acero con diferente rugosidad superficial, incluidas superficies brillantes y mate, para adaptarse a los requisitos de procesamiento posteriores..
Cuatro, El acero laminado en frío tiene propiedades mecánicas estables y excelentes.. Presenta una alta resistencia a la tracción., límite de rendimiento bajo y rendimiento superior de embutición profunda. Finalmente, El laminado en frío admite un laminado de alta velocidad y totalmente continuo., con una eficiencia de producción extremadamente alta adecuada para la producción en masa industrial a gran escala.
2. Principales métodos de producción de tiras de acero laminadas en frío
Según diferentes formas de producción., La producción de flejes de acero laminado en frío se divide principalmente en laminación de láminas individuales y laminación de bobinas.. El laminado de bobinas se ha convertido en el modo de producción principal en la industria moderna debido a su alta eficiencia y calidad estable..
2.1 Enrollado de una sola hoja
El laminado de una sola hoja es uno de los primeros métodos de producción de laminado en frío.. Originalmente adopta laminadores de dos alturas y ahora utiliza principalmente laminadores en frío de cuatro alturas., que se dividen en tipos reversibles y no reversibles.
Para producción de molinos de cuatro alturas no reversibles, Los trabajadores alimentan manualmente láminas de acero una por una.. Después de una pasada de rodar por toda la pila, Las placas de acero se elevan a la entrada del molino para su laminación cíclica hasta alcanzar el tamaño final.. Para enrollado reversible, hay dos modos de funcionamiento. El primero es el laminado alternativo de una sola lámina de acero hasta el tamaño final., que evita eficazmente rayones en la superficie y es adecuado para placas de acero pesadas y de gran tamaño. El segundo es el laminado circulante por lotes., lo que mejora el rendimiento de producción pero puede causar ligeros rayones entre las placas de acero.
Limitado por la ausencia de control de tensión., la tasa de reducción de una sola pasada del laminado de una sola hoja es menor que 14%. Múltiples pasadas de rodadura provocarán un endurecimiento grave del trabajo., por lo que este método no puede producir productos de acero laminado en frío ultrafinos.
2.2 Laminación de bobinas
El laminado de bobinas es la corriente principal de la producción moderna de laminado en frío., Incluyendo la laminación de bobinas de soporte único y la laminación continua de bobinas de soporte múltiple.. Es compatible con varios laminadores como el de cuatro alturas., seis de alto, molinos de ocho y veinte de alto.
Los trenes de laminación no reversibles de una sola plataforma son en su mayoría de dos y cuatro alturas., Ampliamente utilizado en la producción nacional de tiras estrechas.. La velocidad de rodadura oscila entre 1,2 m/s y 2,0 m/s., Produciendo principalmente tiras estrechas por debajo de 600 mm.. Los laminadores reversibles de soporte único adoptan el accionamiento de rodillos de trabajo, lo que reduce la resistencia a la deformación y el consumo de energía, y es adecuado para enrollar tiras ultrafinas.
Los laminadores continuos en frío de múltiples soportes son el equipo principal para la producción de laminación en frío de alta gama.. Su velocidad de rodadura puede superar los 25 m/s., con una velocidad máxima de 41m/s. Este método de producción permite laminar ambos extremos de bobinas de acero., reduciendo las pérdidas por corte de cabeza y cola y mejorando el rendimiento del metal. La producción anual puede alcanzar de cientos de miles a más de un millón de toneladas.. Equipado con sistemas de control automático y atornillado totalmente hidráulico., Garantiza una excelente precisión dimensional y propiedades mecánicas del producto..
Sin embargo, Los laminadores continuos de múltiples soportes también tienen limitaciones.. La coordinación de velocidad y extensión de cada stand es difícil de ajustar., el rango de especificaciones del producto está restringido, y el costo general de inversión en equipos es alto.
3. Proceso general de producción de tiras de acero laminadas en frío
Aunque la producción de laminado en frío incluye el laminado de láminas individuales y bobinas, modos rodantes de soporte único y de soporte múltiple, el proceso tecnológico central es básicamente consistente. Los principales productos de acero laminado en frío de alto valor incluyen láminas de acero revestidas., láminas de acero para automóviles y láminas de acero al silicio eléctrico.
El proceso completo de producción de laminación en frío abarca el decapado de bobinas laminadas en caliente de materias primas., conformado por laminación en frío, tratamiento de recocido, templado laminado, acabado de corte y revestimiento de superficies. Cada proceso está estrechamente vinculado para eliminar el estrés interno., optimizar las propiedades mecánicas y mejorar la calidad de la superficie, Garantizar que la tira de acero terminada cumpla con diferentes estándares de aplicaciones industriales..
4. Estado de desarrollo y tendencias técnicas de la producción de acero laminado en frío.
La tecnología de producción de flejes laminados en frío es un símbolo importante del nivel de desarrollo de la industria del acero.. El acero laminado en frío se utiliza ampliamente en los automóviles., maquinaria agrícola, industria química, envasado de alimentos, construcción, electrodomésticos e industrias electrónicas., y su proporción de mercado aumenta año tras año.
La producción inicial de laminación en frío se basó principalmente en laminadores de dos y cuatro alturas.. Con la demanda del mercado de tiras ultrafinas y de alta precisión, Nuevas estructuras de laminadores como seis de altura., Se han desarrollado molinos multirrodillo de doce y veinte de alto.. Actualmente, Los laminadores en frío continuos de tres a seis soportes y cuatro alturas son el equipo principal, con alta automatización, alta productividad y calidad estable del producto.
En los últimos años, La tecnología de laminación en frío se ha mejorado continuamente en múltiples dimensiones.. Primero, aumentar el peso de las bobinas de acero reduce la pérdida de tiempo de roscado y cambio de bobinas, Mejorar el tiempo de rodadura estable y la calidad del producto.. Actualmente, El peso máximo de la bobina de flejes de acero laminados en frío alcanza entre 40 y 60 toneladas..
Segundo, la velocidad de rodadura se mejora continuamente. La velocidad de los trenes de laminación continua de cinco y seis cajas ha aumentado de 20 m/s a más de 40 m/s. Tercero, Los sistemas de control automático de espesor AGC y atornillado completamente hidráulico se utilizan ampliamente para mejorar la precisión del espesor.. Cuatro, La tecnología de doblado hidráulico de rodillos optimiza la planitud de la tira y elimina los defectos de planitud..
Además, La industria ha realizado un control automático de todo el proceso, como el centrado automático de la bobina y la corrección de la desviación.. El emergente laminador en frío totalmente continuo realiza la soldadura y el laminado continuo de bobinas de acero., lo que aumenta la eficiencia de la producción mediante 30% a 50%. Nuevos procesos, incluido el recocido continuo., El decapado con ácido clorhídrico en tanque bajo y el laminado asíncrono optimizan aún más la eficiencia de producción y la precisión del producto..
5. Conocimientos básicos y proceso de producción de chapa de acero estañado.
5.1 Definición y aplicación de chapa de acero estañado
Chapa de acero estañado, comúnmente conocido como hojalata, Es un material compuesto formado uniendo una densa capa de estaño sobre la superficie de una lámina de acero laminada en frío mediante inmersión en caliente o revestimiento electrolítico.. El estaño tiene propiedades químicas estables., buena plasticidad y características no tóxicas, con una densidad de 7,3 g/cm³ y un punto de fusión de 232 ℃. Es insoluble en soluciones ácidas y alcalinas diluidas., proporcionando un excelente rendimiento anticorrosión para sustratos de acero. Las láminas de acero estañado se utilizan principalmente para latas de alimentos., cajas de embalaje y materiales de embalaje diarios., entregado en forma de hoja o bobina.
5.2 Proceso de estañado por inmersión en caliente
El estañado por inmersión en caliente es un proceso de recubrimiento tradicional. La tira de acero pasa a través de un líquido de estaño fundido para formar una capa de estaño.. El espesor del recubrimiento suele ser superior a 25 g/m² con una distribución relativamente desigual., adecuado para la producción a baja velocidad de hojas individuales y tiras estrechas.
El flujo completo del proceso es: preparación de materia prima → decapado electrolítico → limpieza con agua a alta presión → tratamiento con solventes → estañado en caliente → tratamiento de aceite → desengrasado con álcali → pulido → inspección del producto terminado. La temperatura del líquido de estaño se controla entre 300 ℃ y 400 ℃. Después del estañado, La tira de acero pasa a través del tanque de aceite de palma entre 235 ℃ y 240 ℃ para evitar la oxidación del estaño., y el exceso de estaño se raspa con rodillos de recubrimiento. Finalmente, Se realiza desengrase y pulido para obtener productos estañados lisos..
5.3 Proceso de electroestaño
En comparación con el estañado por inmersión en caliente, El electroestañado presenta características delgadas., Recubrimiento uniforme y firmemente adherido y hermosa superficie., convertirse en el principal proceso de producción moderno. Las unidades de electroestañado se dividen en alcalinas., tipos ácidos y halógenos.
Las unidades alcalinas tienen equipos simples y baja inversión pero baja velocidad de producción y alto consumo de energía.. Las unidades ácidas tienen alta eficiencia y espesor de recubrimiento ajustable, soportando revestimiento de espesor diferencial en ambos lados, con una velocidad máxima de 550m/min. Las unidades halógenas tienen la mayor eficiencia., con una velocidad máxima de 760m/min, pero tienen una fuerte corrosividad y altos requisitos de mantenimiento del equipo.
El principio básico del electroestaño ácido es utilizar estaño como ánodo y tira de acero como cátodo.. Los iones de estaño precipitan sobre la superficie del acero para formar un recubrimiento.. Dado que la capa inicial de estaño galvanizado es opaca y poco adhesiva., La tira de acero necesita un tratamiento de fusión suave para derretir la capa de estaño y formar una superficie brillante..
Después de una suave fusión, la capa de estaño formará una película de óxido, que es fácil de amarillear y reducir la resistencia a la corrosión. Por lo tanto, Se requiere un tratamiento de pasivación para formar una densa película protectora de cromato.. Finalmente, Los productos terminados se obtienen mediante limpieza., el secado, lubricación electrostática y corte o bobinado de longitud fija.
6. Conocimiento básico y principio de producción de chapa de acero galvanizado.
6.1 Características y aplicación de la chapa de acero galvanizada.
La lámina de acero galvanizado es un material anticorrosión que se forma recubriendo una capa de zinc sobre la superficie de una lámina de acero laminada en frío.. El zinc es un metal de color blanco azulado con un punto de fusión de 419,4 ℃ y una densidad de 7,14 g/cm³.. Tiene buena ductilidad y propiedades químicas estables.. En aire húmedo, Se formará una densa película de carbonato de zinc en la superficie de zinc para aislar el aire y la humedad y proteger el sustrato de acero..
Diferente del estañado, El acero galvanizado tiene un rendimiento de protección del ánodo de sacrificio.. Cuando la capa de zinc está parcialmente dañada., El zinc se corroerá preferentemente para proteger la placa de acero interna de la oxidación.. Por lo tanto, Las láminas de acero galvanizado tienen un excelente rendimiento anticorrosión y se utilizan ampliamente en la construcción., fabricación de vehículos, muebles, Industrias mecánicas, eléctricas y de embalaje..
6.2 Principales métodos de producción de chapa de acero galvanizada
Los principales métodos de producción de láminas de acero galvanizado son el galvanizado en caliente y el electrogalvanizado.. La galvanización en caliente tiene una capa gruesa y una fuerte capacidad anticorrosión., adecuado para exteriores y ambientes altamente corrosivos. El electrogalvanizado tiene un recubrimiento uniforme y fino., superficie lisa, y es más adecuado para la fabricación de precisión y el procesamiento posterior a la pintura.. Ambos procesos mejoran efectivamente la vida útil de las láminas de acero laminadas en frío y amplían el alcance de la aplicación industrial de los productos de acero..
7. Conclusión
Los productos de acero laminado en frío son materiales de acero de alta precisión fundamentales en la industria moderna.. Con las ventajas de una alta precisión dimensional, excelente calidad superficial y propiedades mecánicas estables, compensan las deficiencias del acero laminado en caliente. Del laminado de una sola hoja al laminado inteligente de bobinas totalmente continuo, La tecnología de producción de laminación en frío se itera y actualiza constantemente..
Sobre la base de sustratos originales laminados en frío., El acero estañado y el acero galvanizado confieren además a las láminas de acero un rendimiento anticorrosión y duradero.. Forman un importante sistema de productos de acero laminado en frío y se utilizan ampliamente en diversos campos de la economía nacional.. Con la mejora continua de los estándares de fabricación industrial., alta precisión, Las tecnologías inteligentes de recubrimiento y laminado en frío que ahorran energía se convertirán en la principal dirección de desarrollo de la industria..
