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• Vanessa Houston

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PROCESO DE FABRICACION DE BARRAS CORRUGADAS DE ACERO AL CARBONO Oscar Fuentes

GLOSARIO DE TERMINOS UTILIZADOS EN LAMINACION Palanquilla La palanquilla es un producto semielaborado con una sección cuadrada de hasta 155x155 [mm], cortado a una determinada longitud. En nuestro caso este producto se obtiene por solidificación del acero líquido en colada continua, y a continuación se transforma mediante el proceso de laminación para la obtención de productos acabados tales como alambrones, barras corrugadas, perfiles comerciales, etc.

Alambrón (Rod) Acero redondo, largo semielaborado que se lamina a partir de una palanquilla, formando rollos (coils) para su procesamiento ulterior. Normalmente con el alambrón se da forma a alambres o se utiliza para hacer pernos y clavos. Los trenes de laminación de alambrón alcanzan velocidades de acabado hasta de 100 m/s.

GLOSARIO DE TERMINOS UTILIZADOS EN LAMINACION Barras para hormigón armado (Rebar) Son productos largos que tienen forma cilíndrica con corrugaciones o resaltes en la superficie, que son laminados a partir de palanquillas de acero en un tren de laminación. Las barras para hormigón se utilizan para reforzar el concreto en la construcción. Se producen en una amplia gama de diámetros y longitudes tales como: #3 – 3/8” #4 – 1/2” #5 – 5/8” #6 – 3/4” #7 – 7/8” #8 – 1” #9 – 1 1/8” #10 – 1 ¼” #11 – 1 3/8”

x x x x x x x x x

6, 9, ó 12 metros “ “ “ “ “ “ “ “

GLOSARIO DE TERMINOS UTILIZADOS EN LAMINACION Perfiles Cualquier producto de acero cuya forma no sea redonda, cuadrada ni plana.

Corrugaciones Son las deformaciones en relieve o resaltes hechas a las barras con el fin de incrementar su adherencia al concreto y para distribuir los esfuerzos a los que se somete el hormigón armado.

QUE ES EL ACERO El ACERO, no es mas que una aleacion o mezcla de dos componentes principales en este caso HIERRO + CARBONO. Adicionalmente contiene ciertas cantidades de otros elementos metálicos y no metálicos, los cuales le confieren gran variedad de propiedades físico - químicas.

Propiedades del acero: El ACERO presenta propiedades físicas y mecánicas. Propiedades físicas como: dureza, buena conductividad térmica y buena conductividad eléctrica. Y propiedades mecánicas como: resistencia, ductilidad, maleabilidad, elasticidad, plasticidad, etc. Cada una de las cuales se puede determinar por medio de diferentes tipos de ensayo. En el caso del acero se presta especial atención a su comportamiento mecánico, debido a que su mayor utilización es en elementos estructurales y mecánicos.

Resistencia La resistencia es la propiedad de un material o de un elemento mecánico. En este caso de las varillas corrugadas de acero, la que depende de la eleccción, el tratamiento y el procesado del material. La resistencia es una propiedad inherente al material, es independiente de que se someta o no a la acción de una carga o fuerza. Se pone especial atención al comportamiento de las varillas al ser sometidas a tensiones uniaxiales a temperatura ambiente, es decir, al efectuarles un ensayo de tensión. Este es un ensayo simple y que brinda valiosa información. De hecho la mayoría de los cálculos de estructuras se realizan tomando como criterio valores de resistencia obtenidos mediante este tipo de ensayo. La curva representativa de un ensayo a tensión, es la que conocemos como curva Esfuerzo vrs. Deformación.

Esfuerzo: A diferencia de la resistencia, el Esfuerzo no es una propiedad inherente al material. Ya que ocurre unicamente cuando se aplica carga sobre el elemento, en este caso por ejemplo, cuando se realiza el ensayo de tensión a la varilla corrugada de acero. La magnitud del esfuerzo al que se somete la misma, resulta del cociente entre la carga aplicada y su sección (área) perpendicular a la línea de aplicación de la carga. El esfuerzo en realidad es la resistencia interna de la varilla a ser deformada, cuando se le aplica una fuerza o carga determinada.

Deformación Se define como el cambio en las dimensiones de la varilla luego de haber aplicado una fuerza o carga de tensión.

CALCULO DEL ESFUERZO EN UNA VARILLA CORRUGADA VARILLA SOMETIDA A TENSION

Suponga que una varilla de 1 plg2 de area se somete a una fuerza de tension de 40000 Lbs. La cual inicialmente tenía 20 plg de largo y luego de la deformación midió 20.5 plgs. Determinar la deformación y el esfuerzo. Deformación= Lfina l- Linicial/Linicial Deformacion=20.5-20/20 Deformación= 0.025 Esfuerzo = Fuerza/Area Esfuerzo = 40000 Lbs/1 plg2 Esfuerzo = 40000 Lbs/plg2

Ductilidad: La ductilidad del acero, se puede definir como la capacidad que tiene de deformarse plásticamente sin fracturarse. Es claro que un acero que soporta mayor deformación que otro antes de fracturarse, será más ductil. La ductilidad se determina a traves del ensayo de tensión y mediante la realización de dos mediciones. La elongación y la reducción de área. A mayor elongación, mayor ductilidad y a mayor reducción en el área, mayor ductilidad.

Maleabilidad La maleabilidad del acero, es la capacidad que tiene de someterse a una deformación plástica en compresión sin fracturarse.

Elasticidad Es la propiedad que tiene el acero de volver a su estado original luego de haber sido sometido a una carga y sufrido una deformación. La elasticidad de la varilla será determinada por el límite elástico, mediante la prueba de tensión. Y se define como el menor valor de esfuerzo para el cual se detecta deformación plástica.

Plasticidad Es la capacidad que tiene el acero para deformarse no elásticamente sin fractura.

Tenacidad Es la capacidad que tiene el acero para absorber energía y deformarse plásticamente antes de fracturarse. Una medida de la tenacidad es la magnitud del área bajo la curva esfuerzodeformación en el ensayo de tensión.

Dureza La dureza no es una propiedad fundamental, sino que está relacionada con las propiedades elásticas y plásticas. El valor de dureza obtenida en una prueba sirve solo como comparación entre materiales o tratamientos. Debe tenerse en cuenta que un número o valor de dureza no puede utilizarse directamente en trabajos de diseño, como se puede hacer con un valor de resistencia a la tensión.

COMO SE FABRICA EL ACERO Existe dos formas de poder fabricar el acero: 1. A partir de los minerales de hierro, en forma de óxidos existentes en la naturaleza.

2. Y a partir de las chatarras de acero, como lo son partes de máquinas, equipos, etc. O en forma de desechos metálicos. Ambas materias primas utilizadas para la fabricación de acero, producen óptimas calidades del mismo, siempre y cuando se disponga de la calidad y la tecnología para el manejo de dichas las mismas.

PROCEDIMIENTOS PARA LA FABRICACION DEL ACERO La fabricación del acero, ya sea a partir del mineral de hierro o de chatarras de acero, se lleva a cabo a través de cuatro procedimientos: 1. 2. 3. 4.

Horno de Hogar Abierto o Siemens Martin Convertidores Bessemer y Thomas Convertidor de Oxígeno Hornos Eléctricos de Arco y de Inducción Uno de los procesos mas generalizados es la fabricación del acero medio de un Horno Eléctrico de Arco (HEA). En el que debido a los medios empleados, la tecnología y la calificación del personal, se obtienen palanquillas de acero de la más alta calidad, para luego ser transformados en varillas corrugadas que cumplen con las exigencias del mercado. El 50% de la produccion mundial de acero es fabricada con el proceso de Horno Electrico de Arco.

HORNO ELECTRICO DE ARCO El procedimiento para la fabricación del acero por medio de HEA, puede ser el mas controlable y exacto. Ya que ejecutado por manos expertas, puede producir las mejores calidades de acero. Como referencia todos los aceros especiales son fabricados en Hornos Electricos de Arco.

Es muy importante contar con un buen sistema de control en cuanto al almacenamiento, la separación y preparación de las chatarras.

FABRICACION DE LAS VARILLAS CORRUGADAS DE ACERO AL CARBONO Materia Prima La materia prima utilizada para la fabricación de las varillas corrugadas, son palanquillas de acero al carbono producidas en un Horno Eléctrico de Arco. Dichas palanquillas tienen una sección cuadrada de 130 x 130 [mm] x 3,340 [mm] de longitud. Estas pueden ser G40 o bien G60. Esto de acuerdo al producto terminado que se desee obtener.

PROCEDIMIENTO DE FABRICACION Proceso de LAMINACION El procedimiento de fabricación de las barras corrugadas se realiza por medio del proceso de LAMINACION. Que consiste en la conformación de las palanquillas en secciones mas pequeñas de diferentes formas, hasta llegar a la barra corrugada final. Dicha conformación se realiza por medio un par de cilindros de fundición nodular, que ejercen fuerzas de compresión sobre el material, lo que origina que este se alargue y además sufra ensanchamiento, el cual es restringido por lo canales en los cilindros.

DIAGRAMA DEL PROCESO LAMINACION

DESCRIPCION DEL PROCESO DE FABRICACION DE LAS BARRAS CORRUGADAS DE ACERO AL CARBONO El proceso de laminación se inicia con el ingreso de las palanquillas en un horno de solera, que trabaja a base de bunker C y aire. El calor producto de la combustión se utiliza para calentar gradualmente las palanquillas desde la temperatura ambiente hasta la temperatura de laminación la cual es de 1150 C. Esta temperatura es necesaria para facilitar el flujo del material y para reducir las fuerzas requeridas para deformarlo; pero sobre todo para que el fenomeno de Acritud o endurecimiento por trabajado mecánico, sea contrarestado por un ablandamiento térmico. Al salir la palanquilla del horno, está preparada para iniciar su proceso de conformación. Se realizarán entonces, las reducciones de área y en consecuencia se producirán alargamientos en cada pasada.

DESCRIPCION DEL PROCESO DE FABRICACION DE LAS BARRAS CORRUGADAS DE ACERO AL CARBONO

La primera etapa de laminado, se lleva a cabo en el tren de desbaste. En donde sufre las primeras site (7) deformaciones. Luego pasa por un tren intermedio, en donde se realiza el primer despunte del material. Esto con el fin de eliminar cualquier inperfección. Para luego pasar por un tren contínuo, donde se llevarán a cabo las ultimas deformaciones y obtener en el último paso el producto terminado deseado. En este caso varillas corrugadas desde 3/8” hasta 1 3/8”.

DESCRIPCION DEL PROCESO DE FABRICACION DE LAS BARRAS CORRUGADAS DE ACERO AL CARBONO

Luego del último paso, que es donde la barra ya sale corrugada, se realiza un corte inicial. En este caso se le corta a una longitud de 36 metros ó 120 pies según sea el requerimiento del producto final. Luego las barras son descargadas a una mesa con rastrillos móviles, la cual se encarga de enfriarlas gradualmente y transportarlas a un banco de rodillos para su corte final. Luego las varillas son transportadas para realizar el corte final a 6, 9, y 12 m. Así como 20, 30 y 40 pies.

DESCRIPCION DEL PROCESO DE FABRICACION DE LAS BARRAS CORRUGADAS DE ACERO AL CARBONO

El proceso finaliza con el transporte de las varillas corrugadas a una fosa de rocolección, donde serán evacuadas para su selección, empaque final y posterior distribución.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA LAMINACION VENTAJAS Mayor resistencia Dureza mediana Redistribución de impurezas Buen acabado superficial Buena maquinabilidad

DESVENTAJAS Más cara que la fundición Sólo perfiles Resistencia menor en la dirección transversal de la pieza Limitado tamaño de las piezas No se pueden hacer formas complejas