SISTEMA DE REFRIGERACION DE CILINDROS DE

LAMINACION

2. Fatores ligados a la refrigeración:

• Material laminado • Tipos de canales en los cilindros• Temperatura de laminación• Características de cilindros• Velocidade de laminación• Deformación • Fuerza de separación• Temperatura del agua• Sólidos en suspensión• pH del água ( neutro )• Presión del agua de refrigeración• Ángulo de ataque del spray en los cilindros• Dirección del spray de agua• Flujo o Caudal del agua de refrigeración.

3. Importancia de la refrigeración:

La temperatura del material laminado varia entre 900ºC y 1250ºC y las superficies de contacto de los cilindros pueden alcanzar valores del orden de los 600ºC cuando están en contacto con el material que se está laminando.

Esta temperatura debe ser reducida inmediatamente luego que el material sale de los cilindros, ya que si esto no ocurre dicha temperatura será transmitida por conducción hacia las capas internas de los cilindros, ocasionando que aparezcan esfuerzos de tensión y compresión, que ocasionará fatiga térmica que romperá estas capas formando redes de fisuras térmicas, que pueden traer consecuencias graves para los cilindros que pueden llevar a la fractura de los mismos.

Entonces cuando el material deja de tener contacto con la superficie de los cilindros, el agua del sistema de refrigeración entra en contacto con esta superficie reduciendo de inmediato la temperatura en una revolución del cilindro.

La ocurrencia de fisuras térmicas en la superficie de los cilindros es inevitable, sin embargo deben ser minimizadas al máximo, para asegurar un mayor rendimiento de los cilindros.

El control de la intensidad y profundidad de las fisuras térmicas es fundamental para la vida de los cilindros, debiendo al mismo tiempo ser retirados del laminador y descartados antes que las fisuras puedan comprometer la operación.

4. Refrigeración eficiente

Una refrigeración eficiente deberá ser capaz de hacer que los cilindros trabajen dentro del régimen térmico manteniendo la temperatura de los cilindros en el intervalo de 50ºC a 60ºC.

5. Velocidad de laminación

Velocidades y presiones de laminación elevados ocasionarán un desgaste elevado por abrasión acentuado en los canales, debido al mayor tiempo de permanencia en contacto del material con los cilindros.

6. Dirección del spray de agua de refrigeración

El spray de agua a la salida del tubo de refrigeración debe alcanzar la superficie del canal con una distancia de 20 a 50mm y con una inclinación de 15 a 30 grados en relación tangente al canal, apuntando en contra del sentido de rotación de los cilindros, de esta forma el agua caliente es sustituida inmediatamente por agua fría, evitando que el agua caliente permanezca sobre la superficie de los cilindros dificultando la función de enfriamiento.

El primer spray de agua debe alcanzar la superficie del cilindro lo más próximo posible a la salida de la barra, podemos adoptar de 30 a 80 mm, evitando distancias menores para que el spray de agua no alcance a la barra.

7. Tubo de refrigeración

El área calculada para el tubo de refrigeración debe ser igual o mayor que 2x la suma de las áreas de los agujeros para garantizar una buena presión a la salida de los agujeros de refrigeración.

0 1 2 3 4

Tempo (s )

0º 90º 180º 270º 360º

100º

200º

300º

400º

Tem

pera

tura

(ºC

)

12

3

4

5

12

3 4

5

SISTEMA DE REFRIGERACIÓN

GRÁFICO- TEMPERATURA DEL CILINDRO DURANTE UNA REVOLUCION DEL MISMO EN UN PROCESO DE LAMIANCION.

PRIMERA REVOLUCION EN GRADOS

CILINDRO SUPERIOR

8. Presión de agua (IMPORTANTE)

No existe una fórmula que determine la presión de agua para refrigerar los canales de los cilindros, porque cuando el agua de refrigeración entra en contacto con la superficie de los mismos y debido a la alta temperatura, se forma una película de vapor en la superficie, interfiriendo la extracción de calor del cilindro por la dificultad del contacto del agua fría con los canales.

La presión y dirección del spray de agua deben ser capaces de romper esta película de vapor.Una presión teórica necesaria para romper esta película de vapor es de 2,5 kg/cm² (2.5 Bar). Sin embargo se utiliza una presión mayor que este valor para que además de refrigerar los cilindros ayude a la extracción de la escoria incrustada en los canales de los cilindros.

Para trenes contínuos adoptamos presiones de 3 a 5 kg/cm² (3 a 5 Bar), para laminadores desbastadores con diámetros mayores de 650 mm utilizamos presiones de 5 a 7 kg/cm² (5 a 7 Bar).

9. Características del Agua

La calidad y temperatura del agua depende mucho del lugar donde la planta se encuentra ubicada, sin embargo en general el agua deberá estar limpia de impurezas y temperaturas entre 20 y 30º C. Cuando el agua está demasido fría y la barra no está en contacto con los cilindros, el agua enfría mucho su superficie y en el momento que la barra caliente se aproxima a ser laminada, el efecto de choque térmico aumenta, si por el contrario el agua está caliente, esta pierde parte de su efecto de refrigerante. Por eso cuando mayor es la temperatura, así como el tenor de impurezas y sales disueltas en el agua, menor es la eficiencia del sistema de refrigeración. Además de eso, incluso con un ph del agua estando neutro las sales en solución se tornan corrosivas.

Por lo tanto debemos tener una buena calidad de agua:

Temperatura: 20 a 30º CSólidos en suspensión < 60 ppmCloratos en solución < 50 ppmIones sulfatos en solución < 100 ppmPh : 7 a 8,5