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50. ¿En que se diferencia la colada directa de la colada con sifon? ¿Qué es la colada continua?

Desde la cuchara, se vierte a las lingoteras, directamente (colada directa), o a través de una lingotera madre (colada en sifón) La colada continua transforma el metal fundido en tochos, lingotes o planchas. En el laminado en caliente las planchas de acero se recalientan en un foso de termodifusión y pasan por una serie de rodillos o trenes (de desbaste, de laminado y de acabado) que lo van aplastando progresivamente.

A.) La colada del acero en lingotera: (recipientes de paredes gruesas construidos normalmente con fundición). Las lingoteras se colocan sobre unas placas de hierro fundido que tienen una serie de canales o ramificaciones, en donde se colocan los conductores de ladrillo refractario y el bebedero o "REINA".
A los lingotes de aceros especiales siempre se les pone en la parte de la cabeza lo denominado mazarota, que consiste en una pieza de cerámica revestida interiormente de un material exotérmico y a la que ese adiciona en el momento de la llegada del acero al final del llenado, nuevamente material exotérmico, con el fin de aumentar la temperatura en esa zona y ser la parte de enfriamiento lento del lingote, de manera que se concentre en esa zona el fenómeno de contracción del paso líquido a sólido (rechupe). Los moldes ayudan a evitar los rechupes. También en esta zona es donde más concentración existe de segregación principal y donde quedan decantadas las inclusiones no metálicas más gruesas, que por ser de menor densidad que el acero flotan en las zonas líquidas que solidifican últimamente. Durante la colada se debe proteger el chorro de acero entre la cuchara y el bebedero para evitar oxidaciones del chorro y por tanto disminución de las inclusiones oxidas. El acero después de la colada se deja reposar durante un tiempo determinado en la lingotera para que termine de solidificar y después se "desmoldean", procurando siempre que la temperatura sea superior a los 800º C, trasladándolos a continuación a los hornos de calentamiento para transformación por laminación o forja.

B.) La colada continua: De la cuchara se vierte el chorro en una "ARTESA" (es una especie de distribuidor del caldo) y de la artesa se vierte en un molde de fondo desplazable y cuya sección transversal tiene la forma de palanquilla o semiproducto que se quiera fabricar.
Se denomina continua porque el producto sale sin interrupción de la máquina, hasta que la cuchara o cucharas de alimentación se hayan agotado.
Para iniciar la operación de la colada continua, se cierra el fondo del molde con un cabezal metálico que tiene la sección del molde unido a una barra metálica larga (FALSA BARRA), de esta forma queda tapado el fondo del molde evitando que el caldo caiga al vacío. Poco después, a medida que el caldo pasa por el molde va arrastrando a la barra que finalmente se desprende y es retirado hasta que sea necesario iniciar una nueva colada.

51. Describir el proceso de laminación: ¿qué fuerzas Intervienen?, ¿cómo varían a medida que el material atraviesa el rodillo?, etc.

Proceso por el cual se obtienen chapas o perfiles metálicos. Consiste en dar sucesivas pasadas al material entre unos rodillos. Para ello se parte de los lingotes provenientes de la colada continua hasta llegar al espesor o perfil requerido.

De cómo sea el lingote dependerá el material después de la deformación. Las lingoteras son unos moldes que se busca que cumplan:

* Favorezcan la homogeneidad.
* Reduzcan al máximo las diferencias de densidad.
* Permitir evacuar las impurezas, inclusiones y las burbujas.
* No deben aparecer rechupes.
* Ayudar a controlar el crecimiento del grano.

Cuando el lingote se encuentra con los rodillos, se produce una fuerza que impide que avance el material. Como consecuencia del choque se ensancha un poco el material: se produce un recalcado.

A lo largo del rodillo disminuye el espesor pero el caudal se debe conservar y, consiguientemente:

Qo = Qf
ho´wo´vo = hf´wf´vf
vf =vo´ho/ hf

(la velocidad a la salida será mucho mayor)

(se supone que el ancho del lingote se mantiene constante)

Presión de laminación. Se denomina así a la relación entre el espesor del material a la entrada y a la salida del rodillo. También se emplea la presión relativa.

Presión = ho/ hf Presión relativa = ho-hf /ho ´100
La presión relativa suelen valer entre un 10-20%.

Cuanto mayor sea la reducción del espesor, mayor será la fuerza que se opondrá a la entrada del material entre los rodillos , y por tanto tendrá que ser mayor la fuerza de fricción.

La reducción de espesores viene dada por:
ho-hf =m2´R
siendo m el coeficiente de rozamiento.

Las superficies muy grandes pueden dañar la superficie del producto laminado suponemos que la fuerza está orientada en vertical al avance del material.
La sección del material sobre la que se ejerce la fuerza es S = W.L
siendo L longitud de contacto.

La tensión será un valor promedio entre la tensión correspondiente al comienzo de la plastificación y la correspondiente a la deformación verdadera al final del proceso.

Esta tensión seria la que habría si no existiese fricción. Sin embargo, la fuerza de laminación será bastante mayor debido a la fricción. La fuerza de laminación será mayor cuanto mayor sea el coeficiente de fricción entre el material y los rodillos.

La potencia necesaria en cada rodillo puede estimarse suponiendo que la fuerza F está aplicada en el punto medio del arco de contacto. Entonces, el brazo del par será a=L/2. El par sobre cada rodillo es T=F.a y la potencia requerida:

Para disminuir la fuerza en los rodillos se pueden tomar las siguientes acciones:
- Reducir el coeficiente de fricción.
- Reducir el área de contacto (reducir el diámetro de los rodillos).
- Realizar menores reducciones de espesor en cada paso.
- Laminar a temperaturas elevadas.
- Traccionar el material durante la laminación (para materiales con elevada resistencia).

En le laminado en caliente las planchas de acero se calientan en un foso de termodifusión y pasan por una serie de rodillos o trenes (de desbaste, de laminado y de acabado) que lo van aplastando progresivamente.

52. Calcular la fuerza y la potencia necesarias para la laminación.

La reducción de espesores viene dada por:

ho- hf=m2´R

siendo m coeficiente de rozamiento.

Las fricciones muy grandes pueden dañar superficies de producto laminado.
Suponemos que la fuerza está orientada en vertical al avance del material.
La sección del material (si llamamos L a la longitud de contacto) .

S = W.L entonces la fuerza necesaria va a ser igual a F = Glam .W.L

La tensión de la lamina será un valor promedio entre:
La tensión correspondiente a la deformación verdadera al final del proceso.

Glam = Gplas + Gf / 2

Sin embargo esta tensión sería la que habría si no existiese fricción. La fuerza de laminación será por tanto bastante mayor.

La Flam va a ser mayor cuanto mayor sea el coeficiente de fricción entre el material y los rodillos.

T = Flam . a

a es al distancia desde los ejes de los rodillos

Se supone que F está aplicada justo en el eje de contacto

a= h/2 T= Flam.L/2 Pot = F.L/2.2P.n/60.1/1000

Pot = P.Flam.L.n / 60000

F en N

L en m

N en r.p.n

Pot KW

Enunciar los métodos para reducir la fuerza de laminación.

- Reducir el coeficiente de fricción.
- Reducir el área de contacto, reducir el diámetro de los rodillos.
- Realizar menores reducciones de espesor a cada paso.
- Laminar a temperaturas elevadas.
- Traccionar el material durante la laminación. Esto es lo que se hace con materiales con elevada resistencia.

53. Enunciar los métodos para reducir la fuerza de laminación.

* Reducir las fuerzas de fricción.
* Reducir el área de contacto.
* Utilizar rodillos de menor diámetro.
* Utilizar reducciones de espesor menores en cada paso.
* Laminar a temperaturas elevadas.
* Traccionar el material durante la laminación.

54. Tipos de plegado: en falso (a fondo y con parada) y con golpe. ¿Qué maneras hay de controlar la recuperación elástica?

Plegado en falso

La pieza no se golpea sino que se acompaña la chapa hasta cierto punto.

* Plegado en falso a fondo
Se emplea una matriz en ?V? y punzón. El avance del punzón se detiene cuando la chapa entra en contacto con las paredes de la ?V?, sin que haya penetración del punzón en la chapa. Conserva algo de elasticidad, teniendo una precisión angular de 30 minutos.

* Plegado a fondo con parada
El ángulo de plegado se obtiene en función del avance del punzón dentro de la matriz que sin que la chapa llegue a tocar las paredes de la matriz. La precisión es de 1 grado.

*Plegado con golpe

Hay penetración del punzón en la chapa, la zona de penetración disminuye de espesor. La precisión es de 15 minutos. Este método es para chapas de ¢ 2 mm.
* Para el plegado de chapas de hasta 10mm de espesor se usan matrices con 80º de ?V?.

* Con espesores mayores de 10mm se apoyan en rodillos de diferentes radios.

A veces el punzón no estampa la arista, entonces parte del ángulo plegado se va a perder. Para obtener el ángulo deseado se le da una demasía de forma:
* En el plegado a fondo, el ángulo de la ?V? más estrecho.
* En el plegado al aire, se incide un poco más el punzón de lo geométricamente requerido.

55. ¿En qué consiste la embutición profunda?

La embutición profunda tiene como finalidad convertir una chapa plana en un cuerpo hueco mediante estirado. Se parte de una chapa cortada a medida.
Dificultades a la hora de embutir:

- La fuerza a aplicar
- La cantidad de material del que se parte
- Material sobrante

El utillaje a utilizar es una matriz o estampa y en función de la profundidad de la embutición puede haber un estirado único o estirados sucesivos para obtener la geometría final.

Se recomienda no embutir en una sola operación piezas cilíndricas cuya profundidad sea mayor de un radio.

Se recomienda hacer un mínimo de etapas n:

Siendo h la altura final y d el diámetro.

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