O rolamento é um processo de compressão indireta. Normalmente, a única força ou tensão aplicada é a pressão radial dos rolos. Isso deforma o metal e o puxa através da folga do rolo. O processo pode ser comparado à compressão ou forjamento, mas difere em dois aspectos, pois a compressão ocorre entre um par de pratos em várias inclinações um do outro e o processo é contínuo.
O rolamento é o processo de deformação mais amplamente utilizado e, pelo fato de existirem tantas versões, o processo tem sua própria classificação.

O rolamento é um processo de compressão indireta. Normalmente, a única força ou tensão aplicada é a pressão radial dos rolos. Isso deforma o metal e o puxa através da folga do rolo. O processo pode ser comparado à compressão ou forjamento, mas difere em dois aspectos, pois a compressão ocorre entre um par de placas em várias inclinações uma da outra e que o processo é contínuo, Fig. 1.

Figura 1.

O rolamento é o processo de deformação mais amplamente utilizado e, pelo fato de existirem tantas versões, o processo tem sua própria classificação. Isso pode ser de acordo com o arranjo dos rolos no suporte do moinho ou de acordo com o arranjo dos carrinhos em sequência. Os laminadores são classificados como na Fig. 2.

Figura 2.

A usina de duas alturas foi a primeira e mais simples, mas as taxas de produção tenderam a ser baixas devido ao tempo perdido na devolução do metal à frente da usina. Obviamente, isso levou à usina de reversão de duas alturas, onde o metal poderia ser rolado nas duas direções. Esse moinho é limitado no comprimento que pode suportar e, se a velocidade de rolagem for aumentada, a produção ficará praticamente inalterada devido ao aumento do tempo gasto na reversão da rotação a cada passo. Isso define um máximo econômico de cerca de 10 metros.

O próximo desenvolvimento óbvio foi o moinho de três alturas, que tem as vantagens dos dois moinhos de alta reversão e não reversão. Esse moinho deve, é claro, ter mesas elevatórias em ambos os lados dos rolos. A folga do rolo em um moinho com três alturas não pode ser ajustada entre passes, portanto, ranhuras ou passes devem ser cortados na face do rolo para obter reduções de passe diferentes.

Todos os três tipos de moinhos sofrem com a desvantagem de que todas as etapas do laminação são realizadas na mesma superfície laminada e a qualidade da superfície do produto tende a ser baixa. As trocas de rolos nessas usinas são relativamente frequentes e demoradas. Portanto, este tipo de moinho é usado para laminação primária, onde é necessária uma rápida mudança de forma, mesmo à custa da qualidade da superfície.

Os moinhos com quatro pontos altos são um caso especial de dois pontos altos e, na tentativa de diminuir a carga de rolamento, o diâmetro do rolo de trabalho diminui.

Existe, no entanto, o risco de dobrar os rolos, o que é evitado apoiando os pequenos rolos de trabalho pelos rolos de apoio maiores. O diâmetro do rolo de apoio não pode ser superior a 2-3 vezes o dos rolos de trabalho e, à medida que o diâmetro do rolo de trabalho diminui cada vez mais (para acomodar processos com cargas de rolamento excessivamente altas), o tamanho dos rolos de apoio também deve diminuir. Um ponto é alcançado quando os rolos de apoio começam a dobrar e devem ser apoiados, portanto, o design final - o moinho de cluster.

A principal crítica da fábrica tradicional é essa tendência de dobrar os rolos devido ao seu design inerente - o princípio da viga. Sendzimir propôs um projeto que eliminasse essa limitação com base no princípio da mamona, onde o rolo de trabalho é suportado por toda a sua face por uma variedade de rolos de apoio. Este princípio pode ser aplicado a muitos moinhos e uma instalação para laminação de aço inoxidável com 1600 mm de largura é equipada com rolos de trabalho com 85 mm de diâmetro.

Os laminadores contínuos podem ser classificados de acordo com o arranjo de suportes ou passes. Eles estão alinhados em uma usina contínua e alinhados em uma usina de loop ou cross-country. Os moinhos em loop e cross-country exigem que a peça seja dobrada ou girada entre estandes e, portanto, são utilizados para barras de rolamento, trilhos ou seções. Os moinhos contínuos são usados ​​para chapas, tiras ou folhas. Todos eles exigem um grande desembolso de capital e só são justificados quando uma grande demanda pelo produto é garantida.

É possível derivar uma expressão para essa força de atrito. A pressão atua radialmente nas extremidades desse elemento e, se o elemento estiver localizado entre o ponto de entrada e o ponto neutro, uma força de atrito atua em direção ao ponto neutro. A pressão radial tem um componente horizontal que tende a rejeitar o metal e impedir que ele entre nos rolos, enquanto a força de atrito tem um componente horizontal arrastando o metal para dentro. A passagem do metal pelos rolos depende dos valores dos dois componentes de força horizontal.

A laminação primária é um processo em que grandes reduções máximas são necessárias para que o metal possa ser deformado de maneira rápida e barata. Esses moinhos têm rolos de grande diâmetro com superfícies ásperas ou irregulares para aumentar o coeficiente de atrito.

A carga de rolamento pode ser minimizada, tornando o raio o menor possível e a superfície do rolo o mais lisa possível. Esse princípio é usado no projeto de moinhos de aglomerados que são usados ​​extensivamente para laminação de folhas e consistem em pequenos rolos de trabalho suportados por rolos de backup maiores para evitar dobras. Mesmo nesses moinhos, as cargas rolantes ainda podem ser excessivas e é feito o recurso a dispositivos que aplicam tensão frontal e traseira ao metal que está sendo laminado.

Os moinhos de laminação e acabamento de folhas são geralmente muito diferentes dos moinhos primários que, como já visto, tendem a usar rolos de grande diâmetro com superfícies rugosas.

É essencial nos processos de deformação de metal que a ferramenta seja carregada apenas elasticamente, enquanto a peça está fluindo plasticamente. Essa deformação elástica é geralmente tão pequena que pode ser ignorada, mas esse não é o caso da laminação. Existem duas razões. Uma é que as cargas e tensões de rolamento podem ser muito grandes, especialmente quando a peça é fina e endurecida. A outra é que a ferramenta em laminação compreende todo o moinho de rolos e a carcaça com dimensões gerais mensuráveis ​​em metros. Essa combinação pode resultar em deformações muito grandes devido à deformação elástica dividida entre a extensão do suporte do moinho "mola do moinho", achatamento do rolo e dobra do rolo.

Achatamento do rolo. A peça que passa entre um par de rolos é comprimida pela tensão radial neles, mas a reação é transferida para os mancais e a carcaça do moinho, que são capazes de obter um rendimento limitado devido às suas grandes dimensões. Se for feita uma tentativa de comprimir ainda mais o material duro e fino, a reação se torna tão grande que os rolos se deformam elasticamente e o raio de curvatura do arco de contato aumenta. A extensão desse achatamento depende da magnitude do estresse da reação e das constantes elásticas dos rolos.

O achatamento do rolo tem outro efeito, pois, para um determinado moinho, existe um medidor mínimo abaixo do qual não é possível rolar. Qualquer tentativa de fazê-lo resulta em maior deformação dos rolos, sem qualquer deformação plástica da tira. Com medidores finos, como já visto, a colina de atrito se torna muito grande, produzindo tensões de reação no arco de contato que excedem a tensão de escoamento dos rolos, portanto, é mais fácil deformar os rolos do que o metal. Enquanto o moinho estiver funcionando, os rolos permanecerão circulares, mas se a carga não for removida quando for parada, ocorrerá uma deformação para achatar a superfície sobre a área de contato entre os rolos.

Tentativas de evitar ou limitar a dobra do rolo envolveram maneiras de diminuir a carga do rolo. Isso resultou em pequenos rolos de trabalho e moinhos com quatro alturas. Mas mesmo com esses moinhos, uma certa quantidade de dobra de rolo ainda ocorre e é acomodada curvando os rolos, ou seja, tornando-os em forma de barril. Com o rolamento contínuo de vários estágios, a tensão interestadual é ajustada para manter a carga de rolamento em um valor constante e, assim, obter uma superfície plana. Esse é um aspecto importante do controle de forma no enrolamento da tira.

Um desenvolvimento recente foi a introdução de macacos hidráulicos nos pescoços do rolo, alterando assim a curvatura do rolo, dobrando os rolos. Os resultados até o momento indicam que esse método será muito bem-sucedido no controle do formato da tira.

Todos os métodos descritos até o momento envolvem rolagem contínua, onde a tensão frontal e traseira ou tensão interstand podem ser usadas. Com o enrolamento de folha única, essa técnica para controlar a carga de enrolamento não pode ser usada e, portanto, o problema do controle de forma é abordado de outra maneira.

Mola do moinho ou distorção plástica. A reação à carga de rolamento é chamada de força de separação do rolo e, se os rolos não fossem mantidos no alojamento do moinho, eles realmente se separariam e a redução de metal não seria possível. O rolo superior empurra a parte superior do alojamento para cima, enquanto o rolo inferior empurra a base do alojamento para baixo. A carcaça é, portanto, sujeita a uma tensão de tração, que obviamente está abaixo da tensão de escoamento do aço fundido normalmente usado, mas há uma deformação elástica mensurável.

A extensão depende de (a) a carga rolante, (b) da área da seção transversal do alojamento e (c) da altura do alojamento. Se a extensão dessa deformação for pequena, diz-se que o moinho é duro ou rígido, enquanto que se for grande, diz-se que o moinho é macio ou flexível.

É uma característica do moinho e pode ser determinada da seguinte maneira. O moinho é definido como uma folga constante do rolo e uma série de diferentes peças de metal é enrolada. Estes produzem diferentes cargas rolantes que são medidas. As cargas rolantes podem ser variadas usando diferentes medidores do mesmo metal ou usando metais diferentes. Um gráfico é desenhado relacionando a carga de rolamento ao calibrador, o medidor sendo encontrado medindo a espessura das peças laminadas.

 Fonte: totalmateria