Laminatoio per rotoli a freddo

Treno di laminazione e’ l’impianto destinato alla deformazione di pezzi grezzi di metalli o leghe di metalli per mezzo di due o piu’ cilindri.

Esistono due tipi principali di laminazione: a caldo e a freddo. Laminazione a freddo si usa prevalentemente per i prodotti di piccolo spessore (fino a 5-6 mm) a causa di pericolosita’ e complessita’ di riscaldare lamiere di metallo di piccolo spessore. Inoltre per mezzo di laminazione a freddo si riesce a produrre lamiere di qualita’ migliore: con superficie piu’ liscia e caratteristiche fisico-meccaniche migliori.

La laminazione longitudinale fra due cilindri paralelli e’ la piu’ diffusa, tuttavia esiste anche la laminazione trasversale, elicoidale o le loro combinazioni.

• Treni a due cilindri,
• Treni a tre cilindri,
• Treni a quattro cilindri
• Treni a venti cilindri
• Spessore della banda- 0.3–4.0 mm
• Peso del rotolo — fino a 30 ton
• Produttività — fino a 800 mila ton all’anno

Per tipi di prodotto finale:

• treno preparatore; per laminazione di pezzi grezzi – bramme e blumi;
• treno per lamiere; per laminazione di rotoli e bande larghi fino a 600 mm;
• treno per profilati; per produrre profilati con varie sezioni;
• treno di laminazione di tubi;
• treni di soluzione ingegneristica speciale: per produrre profilati con sezione variabile, ruote, cerchi ecc.

Per numero di cilindri

Il numero di cilindri viene scelto a seconda del prodotto finito, sua quantita’ e spessore di metallo utilizzato. Si distinguono:

• treni a due cilindri. Nella gabbia si trovano due cilindri ruotanti incontro uno ad altro. Spesso tali treni sono dotati di invertitore per rendere possibili alcuni passaggi di pezzi grezzi. Modelli con invertitore si impiegano per produrre profilati voluminosi e lamiere grosse, modelli di treni irriversibili di solito fanno parte dei treni a piu’ gabbie.
• treni a tre cilindri. Cilindri sono collocati uno sopra l’altro e ruotano senza cambiare direzione. La rotazione azionata dal comando si trasmette solo sul cilindro superiore e su quello inferiore. Riversibilita’ del funzionamento si provvede grazie al passaggio del pezzo grezzo in una direzione sotto il cilindro intermedio, in direzione inversa sopra di esso, a tal fine bisogna equipaggiare il treno con le attrezzature aggiuntive – meccanismo di sollevamento di lamiere.
• treni a piu’ cilindri (quattro, sei, dodici). I treni del genere sono dotati di due cilindri di comando e due, quattro o piu’ cilindri di appoggio. Il pezzo grezzo viene collocato fra i cilindri di lavoro. Essi hanno il diametro piu’ piccolo rispetto ai cilindri di comando e grazie a questo diminuisce la flessione dei cilindri di lavoro e aumenta la rigidita’ di tutta la struttura. Cio’ permette di stabilire piu’ precisamente lo spessore del prodotto e con l’aiuto di strutture a dodici cilindri si produce la banda extra sottile. Possono essere dotati di invertitore. Le gabbie a quattro gabbie si impiegano largamente negli impianti a una e piu’ gabbie.

Per numero di gabbie

• treno a una gabbia. E’ composto di una gabbia, i cilindri nella quale si azionano da un comando spesso riversibile. Di solito di una gabbia sono dotati i treni preparatori (bramme e blumi) e treni di vario uso.
• treni in linea a piu’ gabbie. Il treno e’ composto di gabbie collocate in una o piu’ linee. Tutte le gabbie si azionano dall’unico comando. Tale struttura e’ caratteristica per i treni preparatori e treni per profilati di grandi dimensioni. La semplicita’ di comando di quei treni comporta il loro difetto principale – impossibilita’ di cambiare velocita’ di singole sezioni per accelerare la velocita’ di laminazione comune.
• treni di serie. Il treno e’ composto di alcune gabbie collocate in serie. La banda fa in una gabbia solo un passaggio per cui il treno e’ dotato di un numero abbastanza grande di gabbie quindi e’ di grandi dimensioni. Si puo’ evitarlo collocando le gabbie in piu’ serie.
• treni continui. Il treno e’ composto di gabbie collocate una dietro l’altra ma a differenza dai treni di serie le gabbie sono situate molto vicino una all’altra e la banda viene trattata contemporaneamente in alcune gabbie. Sono i treni con la produttivita’ piu’ alta.

Tutti gli schemi del genere si possono usare sia sui treni per nastri sia per treni per profilati.

Oltre alle combinazioni sopraelencate sono possibili anche combinazioni di disposizione di gabbie e dei loro comandi.

Per la laminazione di acciaio in rotoli a freddo si usano diversi treni a seconda della produttivita’ richiesta dell’impianto, destinazione di prodotti ecc. Si impiegano treni reversibili (a tre cilindri) nonche’ quelli a piu’ gabbie (fino a 5-6), treni continui. A seconda dello spessore del prodotto finito (1-2,5 mm) lo spessore del materiale di partenza e’ da 1,5 a 5 mm. Per produrre rotoli grossi si usano i treni irriversibili a quattro cilindri (quarto) o i treni con gabbia sbozzatrice e gabbia finitrice collocate in serie.

Direttamente prima della laminazione del materiale bisogna pulire la sua superficie dalle scaglie di ferro. La pulizia e’ effettuata in modo chimico - decapaggio: il rotolo viene spiegato mettendolo in parte nel bagno con soluzione di acido solforico o acido cloridrico. Per garantire la continuita’ del processo preventivamente l’estremita’ di un rotolo si salda all’inizio del prossimo e poi prima della laminazione si taglia. Dopo il decapaggio il metallo si lava in acqua e poi si asciuga con aria calda e si impregna di olio. L’impregnazione e’ estremamente necessaria per ridurre la frizione tra cilindri e metallo il che riduce il consumo di cilindri e la loro flessione e in generale contribuisce al prolungamento della durata di servizio di tutta la struttura. E’ da notare che l’inizio della banda non viene impregnato di olio per facilitare la presa di metallo da cilindri ed evitare malfunzionamenti (deviazione della lamiera). Se le scaglie di ferro sono molto dure al posto di decapaggio si usa la pulitura meccanica – trattamento con granigliatrice o discagliatrice a rulli.

Dopo la preparazione il rotolo viene messo sul laminatoio dove il metallo viene laminato fino allo spessore prestabilito. Attualmente grazie alla velocita’ di funzionamento e automazione completa i treni continui a 4-6 cilindri sono i piu’ ottimali e piu’ usati. In qualita’ di pezzi grezzi si utilizzano rotoli laminati a caldo di peso fino a 50 tonnellate e di spessore fino a 6 mm.

Successivamente il rotolo subisce il trattamento termico nei forni a campana e forni a camera per ottenere le caratteristiche prestabilite o escludere deformazioni. In particolare per mezzo di ricottura si tolgono indurimenti superficiali – il rotolo si riscalda fino a 700˚ С e poi si raffredda lentamente. La ricottura si effettua fra due laminazioni qualora fosse necessario ottenere una forte deformazione di metallo.

Nel caso di necessita’ si esegue lo skinpassaggio della banda – laminazione con riduzione breve (1-3%) per migliorare la planarita’ e ottenere la determinata durezza del metallo.

Successivamente si procede al taglio dei rotoli – longitudinale se servono rotoli piu’ stretti o trasversale se servono lamiere o rotoli piccoli e meno pesanti.

Nella fase finale il metallo viene soggetto al trattamento protettivo – lucidatura, verniciatura, zincatura ecc.