Ocho procesos principales de laminación de tubos de acero
Tras la invención de la tecnología de laminado periódico de tubos, han surgido diversos procesos de laminado de tubos en todo el mundo. Estos incluyen el laminado de tubos Ehrhardt, el laminado automático de tubos, el laminado de tubos Diescher, el laminado de tubos con tres rodillos, la producción de tubos por extrusión en caliente, el laminado continuo de tubos, el laminado de tubos por estirado en frío y el laminado de tubos por expansión en caliente: ocho tecnologías de laminado de tubos en total.
- Proceso de laminación de tubos Ehrhardt: Inventado por Ehrhardt en 1891, este proceso utiliza punzonado hidráulico para producir piezas en bruto con forma de copa. En 1899, perfeccionó un método que utiliza mandriles para empujar a través de una serie de anillos de diámetro gradualmente decreciente para producir tubos de acero sin costura. Comúnmente conocido como proceso de empuje de tubos, aún se utiliza para producir tubos sin costura de diámetros extremadamente grandes, de hasta 1066 mm. En la década de 1980, Mannesmann lo desarrolló y lo convirtió en el proceso CPE, principalmente para producir tubos sin costura de diámetros más pequeños.
- Proceso automático de laminación de tubos: Tras obtener Stiefel la patente de una máquina perforadora de disco en 1895, el primer laminador automático de tubos entró en funcionamiento en EE. UU. en 1903, y para 1905, nació un laminador automático de tubos con máquinas de dimensionado. Conocido como el laminador de tubos Stiefel, se convirtió en la unidad principal para la producción de tubos de acero sin costura.
- Proceso de laminación de tubos Diescher y proceso de laminación de tubos Accu Roll: Sam Diescher introdujo guías giratorias en laminadores transversales de dos rodillos para laminación de tubos extendida, lo que condujo a la creación del primer laminador de tubos Diescher en 1932. Medio siglo después, la empresa estadounidense AS introdujo rodillos cónicos en laminadores de tubos de laminación oblicua, obteniendo una patente. El primer laminador de tubos Accu Roll del mundo comenzó a producir en Yantai, China, en 1989.
- Proceso de laminación de tubos de tres rodillos: Este es un proceso de laminación transversal de tubos de tres rodillos, en el que la carcasa se lamina entre el mandril y tres rodillos. El laminador de tubos de tres rodillos también se conoce como laminador de tubos Assel.
- Proceso de extrusión en caliente de tubos: Antes de que los hermanos Mannesmann inventaran la perforación por laminación oblicua, ya existían patentes para la producción de tubos sin costura mediante tecnología de extrusión en caliente para aluminio. Sin embargo, no fue hasta la exitosa aplicación de lubricantes de vidrio en la década de 1950 que los procesos de extrusión en caliente para tubos de acero despegaron y se desarrollaron rápidamente.
- Proceso de laminación continua de tubos: Ya en 1891, la planta de tubos de acero Kellogg en Estados Unidos obtuvo una patente para laminadores continuos. Por diversas razones técnicas, este proceso no alcanzó un éxito real hasta la década de 1950, cuando se desarrolló significativamente gracias a su alta capacidad, eficiencia y calidad, convirtiéndose en el tipo de laminador dominante para la producción de tubos sin costura.
- Proceso de laminado de tubos en frío: Para ampliar y mejorar la variedad y calidad de los tubos sin costura laminados en caliente, se desarrollaron técnicas de procesamiento secundario como el laminado en frío y la expansión en caliente. Antes de la adopción de los métodos de producción de tubos sin costura laminados en caliente, ya se utilizaban técnicas de laminado en frío para el procesamiento secundario de tubos soldados. La tecnología de laminado en frío, patentada por la American Tabl Reducing Company en 1931, emplea procesos de deformación similares a los de los laminadores periódicos. El método de laminado en frío no solo permite producir productos con especificaciones y altos requisitos de calidad que son difíciles de producir (o antieconómicos) o que no pueden producirse mediante laminado en caliente, sino que también permite utilizar la pieza bruta laminada en lugar del laminado en caliente para producir tubos de acero de pequeño tamaño y variedades especiales de alta calidad (como tubos para cojinetes).
- Proceso de expansión de tubos en caliente: Este es el método principal para producir tubos sin costura de gran diámetro, disponible en tres formas: laminado oblicuo, expansión por tracción y conformado por empuje. El proceso de expansión por rodillo puede alcanzar diámetros de hasta 1500 mm, ideal para la producción en masa; mientras que el proceso de expansión por empuje es sencillo, requiere menos inversión, tiene menor rendimiento y es adecuado solo para la producción de lotes pequeños.
Producción de tubos de acero sin costura laminados en caliente
El proceso básico actual para tubos de acero sin costura laminados en caliente incluye: preparación de palanquillas → calentamiento → perforación o punzonado → recalentamiento y laminado de tubos → dimensionado → acabado, inspección, pruebas (enfriamiento, enderezamiento, cabezales de corte, muestreo, pruebas ultrasónicas, pruebas hidrostáticas, pesaje, tratamiento anticorrosivo, etc.) → embalaje y almacenamiento. Entre estas, las principales etapas de la deformación en caliente son la perforación o punzonado, el laminado de tubos y el dimensionado o reducción.
- La perforación transforma principalmente los tochos de tubos sólidos en tubos huecos y rugosos;
- El laminado de tubos reduce principalmente el espesor de la pared y controla la uniformidad de la misma, sirviendo como proceso principal para la deformación longitudinal.
- El dimensionamiento (o reducción de diámetro) se centra en reducir el diámetro exterior y controlarlo, al mismo tiempo que se ajusta el espesor de la pared (dimensionamiento por tensión).
Dado que el proceso de laminado de tubos no solo es crucial para la deformación longitudinal, sino que también juega un papel vital en el control del espesor de la pared, la calidad de la superficie y la eficiencia de producción general de la unidad, la gente se ha acostumbrado a referirse al proceso de laminado de tubos por el tipo de unidad utilizada, como unidades de laminación continua, unidades de laminación automáticas, unidades de laminación de precisión, etc.
Mediante métodos de laminación en caliente, se pueden producir tubos sin costura de acero al carbono, tubos de aleación, aceros de alta aleación y algunos metales no ferrosos con diámetros exteriores de 16 a 1600 mm y espesores de pared de 2 a 200 mm. Además de tubos de sección redonda, también se encuentran disponibles tubos de sección variable y de diversas formas. Los tubos sin costura laminados en caliente, además de ser productos terminados, también pueden servir como materia prima para tubos estirados o laminados en frío (véase estirado y laminado en frío de materiales para tubos).
Los procesos básicos del laminado en caliente incluyen:
- En una máquina perforadora, se perforan lingotes o palanquillas en tubos huecos de paredes gruesas. Los métodos para perforar palanquillas incluyen la perforación con laminado oblicuo de dos rodillos, la perforación con presión, la perforación con laminado de empuje, la perforación con laminado oblicuo de tres rodillos, etc.
- En una máquina de extensión, los tubos rugosos se laminan más delgados y se extienden hasta alcanzar casi el espesor de pared del producto terminado. Los métodos para extender tubos rugosos (laminado) incluyen el laminado automático de tubos, el laminado continuo de tubos, el laminado oblicuo de tubos con dos y tres rodillos (véase extensión del laminado de material para tubos), el laminado periódico de tubos y las máquinas de empuje de tubos.
- Los tubos rugosos se laminan con precisión para obtener productos terminados en laminadores. El acabado de tubos rugosos incluye procesos para mejorar la calidad, como el dimensionamiento y el ajuste del diámetro del tubo, así como para ampliar las especificaciones del producto, como la reducción del diámetro del tubo y la expansión en caliente.
Debido a las altas exigencias de calidad para tubos sin costura y al rápido y eficiente desarrollo de las unidades de laminación en caliente, las técnicas y equipos de acabado de tubos se han desarrollado y modernizado. Se han ido incorporando y aplicando ampliamente lechos de enfriamiento escalonados, enderezadoras de tubos multirrodillo, cortadoras y sierras eficientes de tubos, biseladoras rápidas de cabezales, sistemas automáticos de medición, pesaje, impresión por pulverización y empaquetado mecanizado. Para requisitos de mayor calidad y tubos especializados, se requieren tratamientos térmicos adicionales (normalizado, recocido, temple y revenido, etc.) y mecanizado (roscado, pelado, pulido, engrosamiento de extremos, etc.).
