Macchine laminatrici: le fasi della lavorazione

Le macchine laminatrici o treno di laminazione sono  attrezzature che sono capaci di deformare i pezzi grezzi di metallo per mezzo di due o più rulli o cilindri.

I due tipi principali di laminazione sono a caldo e a freddo.

La laminazione a freddo è usata principalmente per prodotti con piccoli spessori (fino a 6 mm), in quanto risulta pericoloso  manovrare lamiere riscaldato di piccolo spessore.

La laminazione a freddo si producono lamiere di qualità migliore perché ha caratteristiche superficiali più lisce con buone qualità fisico-meccaniche del  materiale che viene laminato.

La tecnica della laminazione di tipo longitudinale è la più usata e consiste nell’utilizzo di macchine laminatrici a due cilindri posti in posizione parallela, le alternative sono la laminazione trasversale o quella elicoidale oppure la tecnica che le combina.

Esistono altresì treni di laminazione a  tre, quattro, venti cilindri che lavorano bande di spessore da 0,30 a 4,00 mm, con produzione di rotoli del peso fino a 30 tonnellate e con produttività stimata fino a 800.000 tonnellate all’anno.

La classificazione della laminazione

Il prodotto finale della laminazione si distingue per tipologia secondo la classificazione del tipo di prodotto finale, nell’ordine con:

Nelle macchine laminatrici, il treno di preparazione per la lavorazione di pezzi grezzi, per lamiere per lavorazioni di rotoli con larghezza fino a 600 cm; treno per profilati di varie dimensioni e quello per la laminazione di tubi e infine laminazioni per prodotti speciali con sezione variabile come ruote o cerchi.

Oppure può essere classificata per numero di cilindri, il numero di cilindri è scelto in base al prodotto finito, per quantità e per lo spessore del metallo che si utilizza.

Il treno a due cilindri è formato da due cilindri che ruotano l’uno in opposizione all’altro.

Il treno a tre cilindri che sono posizionati uno sopra l’altro con moto di rotazione nella medesima direzione, e reversibili.

Treni di serie composto da più gabbie posizionate una dietro l’altra.

Treni in continuo con più gabbie ravvicinate che permette la lavorazione in più gabbie contemporaneamente e maggiore produttività.

Ognuno degli schemi sopra riportati possono essere utilizzati sia per laminazione di prodotti a nastro, sia per laminazioni di profilati.

Fasi per la laminazione

Prima di laminare il materiale con l’utilizzo di macchine laminatrici, è necessario pulire la sua superficie dalle scaglie di ferro mediante pulizia con prodotti chimici: il decapaggio.

Oppure in case di materiali molto resistenti si fa ricorso alla granigliatrice o discagliatrice a rulli.

Il decappaggio chimico avviene in un bagno con acido solforico o soluzione cloridrica.

Successivamente il metallo andrà lavato e asciugato a caldo con impregnatura di olio capace di ridurre gli attriti con i cilindri evitandone l’usura e l’inflessione.

L’operazione successiva è quella di posizionare il rotolo sul laminatoio che lavorerà il metallo fino allo spessore desiderato.

Il passo successivo consiste nel trattamento termico del rotolo in forni chiamati a campana o a camera con lo scopo di conferire al metallo precise caratteristiche o per eliminare le deformazioni.

Infine si procede al taglio del rotolo con macchine laminatrici, decidendo per il taglio longitudinale se i rotoli occorrenti devono essere di minore larghezza oppure in modo trasversale per pezzi di lamiera più piccoli o rotoli di minore lunghezza.

Laminati a caldo

Treni per profilati a caldo.

In metallurgia le laminazioni a caldo occupa la metà delle lavorazioni totali, pertanto i processi interessati devono soddisfare requisiti stringenti di precisione e di misure insieme alle qualità finali del metallo trattato.

Nelle macchine laminatrici i treni preposti al trattamento dei profilati a caldo sono impianti complessi comprendenti vari meccanismi per la preparazione e la rettificazione a temperatura elevata e altri meccanismi responsabili del trattamento finale del metallo laminato.

Il sistema a cilindri è il meccanismo principale del treno a contatto diretto con il metallo al quale conferisce le giuste misure geometriche desiderate, dà la forma e la caratteristica della superficie.

Anche per le laminazioni a caldo i treni a cilindri possono essere a due, a tre, a quattro cilindri, che sono i più diffusi.

Si ricordano altresì anche le gabbie a cilindri verticali che ammorsano il metallo da ambo i lati e sono usati per laminare sezioni a doppio T o di binari ferroviari.

Negli ultimi tempi si sta affermando la filosofia che vuole un’unica linea di produzione che a partire dal prodotto grezzo fino al prodotto finito.

La logica è quello di ottenere l’eliminazione di operazioni intermedie con risparmio di energia e di operazioni di trattamento e trasporto.

Di converso una scelta del genere comporta l’inevitabile riduzione della produttività in relazione alla maggiore lentezza del processo per la colata dei pezzi grezzi, a cui ovvia l’uso di cristallizzatori con avanzamento del lingotto ottenuto in avanzamento continuo sul tremo del laminatoio.

Forme dei laminati

La produzione per i laminatoi a caldo, sono profilati tra i più vari e per diversi utilizzi e dipendono perciò dalla forma e di cilindri di laminazione.

Armatura, sono profilati usati in edilizia e che sono inseriti nelle travi e nei pilastri in cemento armato, sono profilati in acciaio e carbonio e possono essere di vari diametri, la superficie può essere liscia o zigrinata.

Filo laminato di diametro che va da 5 a 10 mm, o da 1 mm per cavi elettrici. Il filo laminato è usato anche per filo di ferro, chiodi ecc.

Profilato a T, a doppio T, a U.

I treni per questi profilati laminati a caldo sono costituiti da gabbie speciali con cilindri di forma speciale e verticali che ammorsano il metallo da destra e da sinistra e sono usati per laminare sezioni a T, a doppio T, a U.

Queste travi si utilizzano in prevalenza in edilizia civile e industriale per capannoni o per infrastrutture viarie.

Le dimensioni sono le più svariate e vanno da 50 a 600 mm di altezza con lunghezze che variano da 4 a 12 metri, il materiale è l’acciaio a carbonio o solo acciaio.

Profili angolari, sono simili per processo a quelli precedenti ma di dimensioni minori e di peso inferiore, sono molto usati in edilizia per recinzioni per rinforzi non strutturali.

Bande in acciaio, sono profilati la cui laminazione avviene in bande e si usano per le finiture di facciate, per realizzare cancelli o per costruire utensili e guarnizioni, molle consistenti e coltelli, si possono realizzare ferri a U, profilati a T saldati ecc.