Lição 3.2DeformarCapítulo 3 · Conformação volumétrica

Laminação

Puxe o metal pelo vão entre cilindros que giram

A laminação comprime o metal entre dois cilindros que giram para deixá-lo mais fino e mais comprido, como uma máquina de macarrão achata a massa. Painéis de carroceria, chapa de latas de bebida, vigas de aço e trilhos vêm de laminadores. A maior parte do aço e do alumínio passa por cilindros em algum momento da vida.

Foto: European Coal and Steel Community, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons

Laminação: uma cadeira de cilindros de perto, depois um laminador de tiras a quente inteiroEm cima: o que acontece dentro de uma cadeira de laminação. Embaixo: como um laminador de tiras a quente encadeia várias cadeiras. Os números em círculo correspondem às etapas abaixo.

Como funciona

Alimente a placa. Uma placa (um bloco de metal grosso e plano, muitas vezes com cerca de 20–25 cm de espessura no aço) chega de um forno de reaquecimento a cerca de 1.100–1.250 °C. A laminação a frio, usada para chapa fina e precisa, parte de tira já laminada em temperatura ambiente.
Os cilindros mordem. O atrito entre os cilindros que giram e a placa a prende e a arrasta para dentro. O vão entre os cilindros (a abertura entre eles) é ajustado menor que a espessura de entrada.
Comprima e estique. No vão, o metal é prensado até ficar mais fino. Seu volume continua o mesmo, então ele sai mais comprido e mais rápido do que entrou, enquanto a largura quase não muda.
Repita, cadeira após cadeira. Cada passe remove apenas parte da espessura. Um laminador de tiras a quente primeiro passa o aço para a frente e para trás em um laminador desbastador. Depois, uma fileira de cadeiras acabadoras, cada uma com um vão menor, leva-o à espessura final.
Resfrie e bobine. Jatos de água resfriam a tira, e uma bobinadeira a enrola em uma bobina de muitas toneladas. Chapas grossas e barras são cortadas na medida, e cilindros com canais dão forma a vigas e trilhos (laminação de perfis).

Dados-chave

Materiais: Aços, alumínio, cobre e latão, titânio, ligas de níquel, zinco
Peças típicas: Chapas finas e grossas, bobinas de tira, folhas, barras e vergalhões, vigas I, trilhos
Tamanho da peça: Tira de até cerca de 2 m de largura e muitas vezes com mais de um quilômetro de comprimento por bobina; de chapas com mais de 100 mm de espessura até folhas mais finas que um fio de cabelo
Precisão: Laminado a quente: cerca de ±0,1–0,2 mm na espessura. Laminado a frio: cerca de ±0,01–0,05 mm
Acabamento superficial: Laminado a quente: casca de óxido escura e escamosa (carepa de laminação). Laminado a frio: liso e brilhante, pronto para pintura ou galvanização
Tamanho de lote adequado: Volume muito alto: um grande laminador de tiras a quente lamina milhões de toneladas por ano
Custo de ferramental e máquinas: Cilindros: de milhares a centenas de milhares de dólares cada. Um laminador de tiras a quente completo: centenas de milhões de dólares ou mais
Velocidade: A tira pode sair da última cadeira acabadora a até cerca de 20 m/s (mais de 70 km/h)

Pontos fortes e limites

Pontos fortes

Muito rápida e barata por tonelada; os laminadores funcionam 24 horas por dia
Produtos longos com espessura e seção transversal uniformes
A laminação a quente quebra a estrutura grosseira de fundição, deixando o metal mais tenaz
A laminação a frio dá chapa lisa, precisa e mais resistente

Limites

Investimento enorme, então só grandes produtores têm laminadores
Apenas seções transversais constantes (chapa, barra, viga, trilho); sem formas 3D complexas
Superfícies laminadas a quente têm carepa e tolerâncias mais folgadas
O metal laminado a frio endurece; muitas vezes precisa de recozimento (amolecimento por aquecimento) entre os passes

Onde é usado

AutomotivoPainéis de carroceria, longarinas de chassi, rodas feitas de chapa laminada
Construção civilVigas I e H, vergalhão (barra de reforço), chapas de cobertura e de revestimento
EmbalagensChapa de latas de bebida, folha de alumínio, folha de flandres para latas de alimentos
TransporteTrilhos ferroviários, chapas navais, chapas de alumínio para aviões
Eletrodomésticos e eletrônicosGabinetes de lavadoras e geladeiras, folha de cobre para placas de circuito
EnergiaChapas para dutos, aço elétrico para transformadores e motores

Como reconhecê-lo

Um produto longo com a mesma espessura ou seção transversal em todo o comprimento: chapa fina, chapa grossa, barra, viga ou trilho.
O aço laminado a quente tem uma casca azul-acinzentada escura, levemente escamosa; o aço laminado a frio é liso, plano e brilhante.
Leves estrias ao longo do comprimento de uma chapa brilhante, mostrando a direção de laminação.
Letras ou números em relevo que se repetem ao longo de um trilho ou viga, impressos pela última cadeira de cilindros.

Compare com

Forjamento3.1a forjaria dá forma a uma peça por vez com golpes; a laminação comprime continuamente, ideal para produtos longos e uniformes.Extrusão3.3a extrusão empurra o metal por um furo com formato para fazer um perfil complexo em um passe; a laminação constrói seções mais simples em vários passes.Calandragem2.7a mesma ideia de compressão por cilindros, aplicada a chapas de plástico e borracha.

Assista

Shubham Kola · O básico da laminação a quente e a frio, animado

AIST Association for Iron & Steel Technology · O caminho completo da placa à bobina

ArcelorMittal Belgium · Um laminador de tiras a quente real em plena velocidade

Factory Secrets: How It's Made (third-party channel) · Como cilindros com canais dão forma a vigas gigantes de aço

Veja fotos reais

Wikipédia: Laminação (metalurgia) — fotos de placas, cadeiras de laminação e produtos laminados
Busca de fotos no Wikimedia Commons

Lembre-se

A laminação deixa o metal mais fino e mais comprido ao puxá-lo por um vão entre cilindros que giram.
A laminação a quente dá forma a grandes placas de modo barato; a laminação a frio dá chapa fina, lisa e precisa.
Chapas finas e grossas, folhas, vigas e trilhos saem de laminadores.