right|Detalle de un formador de espiras en un tren de alambrón.
Un tren de laminación de alambrón o simplemente tren de alambrón, también tren de fermachine, es un tipo complejo de instalación de la industria siderúrgica que permite, mediante un proceso de laminación en caliente, la obtención en forma de barras de sección cilíndrica en general, con espesores entre los 5,5 y los 30 mm de diámetro máximo y que suelen ser enrolladas en forma de bobinas para su posterior almacenamiento y expedición.
Descripción básica Dentro de un proceso productivo siderúrgico, podríamos definir un tren de laminación de alambrón como un producto transformado recibido de una colada continua de acería, en forma de palanquilla de sección cuadrada, para convertirlo mediante un proceso de laminación en caliente, por medio de rodillos de laminación, que lo van conformando en el desbaste empezando en formatos ovalo-redondo hasta el terminado en una gama de secciones que pueden ir de 5 milímetros de diámetro mínimo, hasta un máximo de 30 milímetros.
También deberíamos incluir dentro de este proceso de fabricación, el enfriamiento en condiciones especiales para garantizar la calidad mecánica del producto, el conformado del rollo para su expedición; y la propia expedición del mismo hacía el cliente.
Definición de alambrón
El alambrón es un producto siderúrgico derivado de un proceso de laminación en caliente, de sección redonda y macizo, con diferentes diámetros, que puede ir de 5,5 mm a 30 mm. Para estos espesores, se sirve en formato de rollo cilíndrico de dimensiones variadas, siendo la más usual 1700 mm de diámetro, con exterior de 1200 mm e interior de 1000 mm de varias espiras. Se denomina espira a cada vuelta o anillo de alambron que forman los rollos.
Calidades Los componentes indicados en esta tabla adjunta, son los básicos que componen una colada típica de un alambre de alto carbono, que tiene como característica básica, su dureza. Según se va disminuyendo el porcentaje de carbono se van obteniendo calidades más blandas, con características de ductilidad más acentuadas.
+Porcentajes y componentes de una colada típica de alto en carbono0,800,190,300,480,120,060,030,010,01CarbonoSilicioManganesoFósforoAzufreAluminioCromoTitanio Vanadio thumbnail|400px|left|Alambrón corrugado
Otras características típicas que pueden influir en la calidad del alambre vienen dadas por las temperaturas de laminación del mismo, y otras variables generales expuestas a continuación:
Composición química en porcentajes: aparte de los componentes reflejados en la tabla, adjunta puede llevar pequeñas cantidades de otros metales (residuales) como molibdeno, níquel, estaño y cobre.
Algunas acerías muy especializadas incluyen otros componentes, que entran dentro de la propia patente del producto.
Método de fabricación Procedimientos de estudios previos para cada tipo de calidad.
Tratamiento térmico de la laminación El método de fabricación implica parámetros de calentamiento en el horno, enfriamiento por agua y por aire de tendido; durante el proceso de laminación. La temperatura media de salida del horno es de 1100 grados centígrados.
Características mecánicas de la superficie del alambre que se intentan conseguir
Calidades comunes Aceros altos en carbono. Este acero se usa para fabricar cables de alambre trenzado, alambre pretensado y postensado para la industria civil, muelles de colchón, etc. Requiere un producto con elevadas características mecánicas y buena trefilabilidad. Aceros para electrodos. Tanto para Soldadura de arco en atmósfera de C02, como de arco sumergido o electrodos normales, se requiere un acero con una composición química muy ajustada y una elevada maquinabilidad, que se consigue con un enfriamiento muy lento y retardado. Aceros para muelle. Tanto para los Resortes|muelles de suspensión de automóviles como para máquinas de precisión y mobiliario, se necesita un acero con alto límite elástico que evita deformaciones y libre de defectos superficiales para evitar la fatiga. Aceros para estampado en frío. Este acero se dedica fundamentalmente para fabricar tornillos, tuercas y en general piezas conformadas en frío para formar parte de los automóviles o máquinas industriales. Para ello se requieren estrictos controles de calidad y la eliminación de cualquier defecto superficial. Aceros de fácil mecanización. Estos aceros con alto contenido en Pb, S, o Bi son utilizados para fabricar piezas de alta precisión mediante máquinas herramientas. Y están presentes en todos nuestros objetos, de un reloj a un avión. Aceros bajos en carbono. El alambrón de acero bajo en carbono es el más versátil de los productos, cuyas aplicaciones son muy variadas, puntas, clips, grapas, carritos de supermercados, etc. Se necesita un bajo nivel de elementos residuales para que tenga buena trefilabilidad. Refuerzo de neumáticos. El cordón de acero que llevan los neumáticos de automóviles, camiones, etc. se utiliza para reforzarlos y aumentar su duración. Tiene un diámetro entre 0,4 y 0,15 mm, y se obtiene a través de un complejo sistema de trefilado. La calidad del alambrón de partida requiere un acero de elevada pureza y alta resistencia.
Proceso thumbnail|Rollos de alambre depositados en el almacén, a la espera de su expedición.
Podemos definir como proceso en un tren de alambrón a los procedimientos establecidos para conseguir los parámetros generales de calidad, exigidos por el cliente.
En este apartado estarían implicados:
Aleaciones en la acería. Programa de inspección y tratamiento de la palanquilla. Temperatura de calentamiento en el horno, previo a la laminación de la palanquilla. Orden y secciones de pasadas de los cilindros de laminación. Enfriamiento por agua y aire programado. Formato de expediciones.
El diagrama de flujo en la vía Alto Horno Convertidor, en orden descendente, sería el siguiente
'Materia Prima--Hornos Altos--Acería--Preparación de Palanquilla-- Calentamiento--Laminación--Enfriamiento--Formación de Rollos-- Compactado y Atado-- Identificación de Rollos---Almacenamiento--Carga y Expediciones al Cliente. Acería Archivo: Palanquilla.jpg|thumbnail|400px|Detalle de la salida de varias vías de palanquilla de la colada continua de una acería.
En este apartado no hemos tenido en cuenta el proceso descrito para un alto horno, por su extensión y complejidad. Describimos la evolución, una vez recibido el arrabio.
Una acería recibe el arrabio alimentado desde los altos hornos, habitualmente desde la misma factoría, la colada sin escoria sufre una desulfuración en carro torpedo y posteriores procesos de añadidos de componentes, desgaseado etc,
El acero líquido ya afinado, es pasado a máquinas de colada - (Podemos definir colada como el conjunto de palanquillas pertenecientes al acero obtenido en un solo proceso del convertidor de la acería)- continua donde se transforma en barra sólida llamada palanquilla, tocho o planchón. Esto se logra mediante el vaciado de acero en un molde de cobre de sección cuadrada o sección rectangular respectivamente, enfriada por agua, del que se extrae por un extremo opuesto la barra recientemente solidificada con una determinada longitud metalúrgica. De aquí la denominación de colada continua (ya que el flujo de acero líquido sobre el molde no se interrumpe sino hasta que se ha terminado completamente el metal contenido en el tundisch). La barra solidificada, aunque al rojo vivo, es cortada a la longitud que se desea. La palanquilla, finalmente, unas pueden ingresar diréctamente a la línea de laminación y otras se transportan sobre mesas de almacenamiento, de donde se lleva por medio de electroimanes a los hornos de recalentamiento para el ulterior proceso de laminado, sucediendo de manera similar para el caso del planchón. El producto de este proceso se transporta por medio de camión a la siguiente etapa.
Podemos considerar el acero como una aleación proporcional de hierro y carbono (alrededor de 0,06% hasta menos de un 2,16 %). En la actualidad se suele combinar con otros elementos de aleación tales como el Cr (Cromo) o Ni (Níquel) que se añaden con la finalidad de conseguir mejores resultados metalográficos y mecánicos, dependiendo de la finalidad industrial que se le quiera dar al producto obtenido.
El acero es hierro muy refinado cercano a un 97%, su fabricación se inicia con la reducción del hierro (lo que se llama habitualmente producción de arrabio líquido si es vía alto horno) el cual se convierte más tarde en acero.
El hierro puro es uno de los elementos del acero, por lo tanto consiste solamente de un tipo de átomos. No se encuentra libre en la naturaleza ya que químicamente reacciona con facilidad con el oxígeno del aire para formar óxido de hierro - herrumbre. El óxido se encuentra en cantidades significativas en el mineral de hierro, el cual es una concentración de óxido de hierro con impurezas y materiales férreos.
Básicamente podemos describir los siguientes tipos de acero:
Aceros al carbono La mayoría de los aceros son aceros al carbono. Estos aceros contienen diversas cantidades de carbono y menos del 1,65% de manganeso, el 0,60% de silicio y el 0,60% de cobre. Entre los productos fabricados con aceros al carbono figuran máquinas, carrocerías de automóvil, la mayor parte de las estructuras de construcción de acero, cascos de buques, somieres y horquillas.
Aceros aleados Estos aceros contienen un proporción determinada de vanadio, molibdeno y otros elementos, además de cantidades mayores de manganeso, silicio y cobre que los aceros al carbono normales. Estos aceros de aleación se pueden subclasificar en:
Estructurales: Son aquellos aceros que se emplean para diversas partes de máquinas, tales como engranajes, ejes y palancas. Además se utilizan en las estructuras de edificios, construcción de chasis de automóviles, puentes, barcos y semejantes. El contenido de la aleación varía desde 0,25% a un 6%. Para herramientas: Aceros de alta calidad que se emplean en herramientas para cortar y modelar metales y no-metales. Por lo tanto, son materiales empleados para cortar y construir herramientas tales como taladros, escariadores, fresas, terrajas y machos de roscar. Especiales: Los aceros de aleación especiales son los aceros inoxidables y aquellos con un contenido de cromo generalmente superior al 12%. Estos aceros de gran dureza y alta resistencia a las altas temperaturas y a la corrosión, se emplean en turbinas de vapor, engranajes, ejes y rodamientos.
Aceros ultrarresistentes o de baja aleación Esta familia es la más reciente de las cuatro grandes clases de acero. Los aceros de baja aleación son más baratos que los aceros aleados convencionales ya que contienen cantidades menores de los costosos elementos de aleación. Sin embargo, reciben un tratamiento especial que les da una resistencia mucho mayor que la del acero al carbono. Por ejemplo, los vagones de mercancías fabricados con aceros de baja aleación pueden transportar cargas más grandes porque sus paredes son más delgadas que lo que sería necesario en caso de emplear acero al carbono. Además, como los vagones de acero de baja aleación pesan menos, las cargas pueden ser más pesadas. En la actualidad se construyen muchos edificios con estructuras de aceros de baja aleación. Las vigas pueden ser más delgadas sin disminuir su resistencia, logrando un mayor espacio interior en los edificios.
Aceros inoxidables