Nastri a caldo

La laminazione dei nastri a caldo inizia con una lastra, che viene ispezionata e, se necessario, pulita in superficie manualmente o con macchine scarificatrici con cannelli ossiacetilenici. Le bramme vengono poi spinte, o camminate sul fianco, attraverso forni a gas che hanno una dimensione del focolare di circa 13 metri per 30 metri. In un forno a spinta, le lastre scorrono su pattini raffreddati ad acqua e, ogni volta che una nuova lastra viene caricata, una lastra riscaldata cade attraverso una porta di scarico su un tavolo a rulli. Nei forni a travi mobili, diverse travi mobili sollevano i pezzi dal focolare, li fanno avanzare e li rimettono giù in una serie di movimenti rettangolari. Questi forni hanno il vantaggio di non produrre strisce fredde e segni di slittamento sulle lastre. La temperatura di preriscaldamento, come per le bramme e le piastre, è di circa 1.250° C.

Una bramma riscaldata passa prima attraverso un rompi-scaglie, che è un laminatoio a due altezze con rulli verticali che allenta le scaglie del forno e le rimuove con getti d’acqua ad alta pressione. Poi la lastra passa attraverso quattro gabbie di sgrossatura alte, in genere quattro disposte in tandem, che la fanno rotolare fino a uno spessore di circa 30 millimetri. I cavalletti sono distanziati di circa 30-70 metri l’uno dall’altro, in modo che la lastra si trovi solo in un intervallo di rulli alla volta. Dopo la sgrossatura, procede verso una lunga tavola a rulli (circa 140 metri) davanti al treno di finitura per il raffreddamento, quando è necessario per ragioni metallurgiche. Quando la lastra entra nel treno di finitura (a circa 20 metri al minuto), una cesoia taglia la testa e la coda, e getti di vapore ad alta pressione rimuovono le scaglie secondarie formatesi durante la laminazione. Sei o sette cavalletti di finitura a quattro altezze arrotolano poi il nastro allo spessore finale di 1,5-10 millimetri.

I cavalletti di finitura sono disposti in tandem, a soli cinque-sei metri di distanza e ravvicinati, in modo che il nastro sia in tutti i rulli allo stesso tempo. Per il controllo del processo, un computer riceve informazioni continue dai sensori in linea, che misurano parametri come lo spessore, la temperatura, la tensione, la larghezza, la velocità e la forma del nastro, così come la pressione dei rulli, la coppia e il carico elettrico. La riduzione è alta nei primi stand (per esempio, il 45%) e bassa nell’ultimo stand (per esempio, il 10%) per assicurare una buona superficie e planarità del nastro, che lascia l’ultimo stand di finitura a 600-1.200 metri al minuto e da 820° a 950° C (1.510° a 1.750° F). Il nastro viene raffreddato ad acqua su un tavolo di scarico lungo 150 metri e avvolto ad alta velocità a 520° – 720° C (970° – 1.325° F). Gli stabilimenti hanno almeno due avvolgitori per assicurare una disponibilità del 100%.

Tutte le attrezzature in un laminatoio a caldo sono disposte in una linea retta di circa 600 metri dal forno all’avvolgitore, con la bramma o il nastro che passa solo una volta attraverso ogni stand. La potenza totale installata dei soli motori dei laminatoi pesanti può superare i 125.000 cavalli.

Il controllo delle temperature di laminazione e di avvolgimento è essenziale per ragioni metallurgiche, perché influenza notevolmente le proprietà fisiche del nastro laminato a caldo e a freddo. Inoltre, sono in uso diversi sistemi per migliorare il controllo dimensionale del nastro. Per guidare il nastro attraverso i rulli piatti di un mulino tandem, esso viene reso più spesso al centro (di circa 0,1 millimetri) rispetto ai bordi. Questa cosiddetta corona, così come l’intero profilo del nastro, è spesso controllata dalla piegatura dei rulli, realizzata da cilindri idraulici e cuscinetti extra-lunghi su ogni lato del collo del rullo esteso. Un altro sistema, che migliora il modello di usura e il tempo di servizio dei rulli di lavoro, è lo spostamento dei rulli – cioè, una regolazione laterale dei rulli lungo i loro assi. Normalmente, il programma di laminazione di un laminatoio a caldo è influenzato dall’usura dei rulli. Dato che l’usura più pesante dei rulli avviene sui bordi più freddi del nastro, è comune laminare prima i nastri larghi e poi quelli stretti. Lo spostamento dei rulli permette la cosiddetta laminazione senza programma – cioè, il nastro di qualsiasi larghezza può essere laminato in qualsiasi momento. Viene anche usato per controllare il profilo del nastro.

Molti laminatoi a caldo altamente meccanizzati hanno una capacità da tre a cinque milioni di tonnellate all’anno, e fino al 60% dell’acciaio grezzo prodotto nei paesi industriali viene laminato in questi laminatoi. Ci sono, tuttavia, laminatoi a caldo progettati per una produzione più piccola. Per esempio, un laminatoio a caldo semicontinuo ha solo un laminatoio di inversione davanti al treno di finitura. Un altro sistema di laminazione si spinge ancora oltre e usa un laminatoio di inversione a quattro altezze e un laminatoio di finitura a quattro altezze, con scatole di avvolgimento a caldo davanti e dietro il laminatoio di finitura. (Inoltre, ci sono laminatoi a caldo di tipo planetario, che hanno una gabbia di circa 20 piccoli rulli attorno a ciascuno dei due rulli di riserva (vedi F nella figura). I piccoli rulli, nel girare intorno al grande rullo, fanno una piccola riduzione ogni volta che passano sopra la porzione cuneiforme del pezzo nel gap del rullo. I mulini planetari possono ridurre una lastra da 25 a 2,5 millimetri in un solo passaggio, anche se a un ritmo lento.