Este trabalho descreve a aplicação de modelos de alargamento teóricos de Wusatowski, Köster, Siebel e Ekelund com o objetivo de calcular o alargamento na laminação a quente de barras chatas em um laminador tipo trio e definir qual dos modelos de alargamento se aproxima mais de amostras retiradas do laminador. Amostras em cada passe foram retiradas de um perfil chato 16 x 130 mm de aço ASTM A36/A-36 M 04, com plano de passe apresentando uma bitola de entrada quadrada de 130 x 130 mm, em onze passes no laminador para uma bitola final de 16 x 130 mm.. O modelo teórico de Ekelund para força de laminação foi aplicado ao modelo de Hensel e Spittel para variação de temperatura na laminação a fim de se estimar a temperatura a cada passe. Os resultados teóricos de variação de temperatura obtidos foram aplicados nos modelos de alargamento de Köster e Ekelund com a finalidade de verificar a influencia da temperatura nos resultados finais dos modelos de alargamento. Os resultados obtidos indicam que os modelos de Köster e Siebel apresentam melhores resultados comparando com os valores experimentais e os valores calculados nas equações teóricas, sendo que o modelo de Siebel mostrou-se de melhor utilização, pela sua simplicidade na aplicação. A influencia da temperatura nos modelos de alargamento de Köster e Ekelund foi de pequena magnitude. / This dissertation describes the application of Wusatowski s spread theoretical model, Köster s spread theoretical model, Siebel s spread theoretical model, and Ekelund s spread theoretical model wich the purpose of calculating the spread on hot rolling mill band in a single line three high rolling mill, and define which spread model is closer to the samples taken from the rolling mill. Samples were withdrawn pass by pass from a 16 x 130 mm band with steal norm ASTM A36/A-36 M 04, with a pass design showing a square section with 130 x 130 mm, in eleven passes in the rolling mill to turn into a band section with 16 x 130 mm. Eke1und's theoretical model for rolling force was applied on Hensel and Spittel's theoretical model to temperature variation on rolling mill to estimate the temperature on each pass. The theoretical results of temperature variation calculated were applied in Köster s spread model and Ekelund s spread model to get the temperature influence on the final results of the spread models. The results indicate that Köster s model and Siebel s model present better result comparing to the experimental values and the ones calculated on the theoretical equations. Siebel s model showed a better result, due to its simplicity on the application. The temperature influence on Köster s spread model and Ekelund s spread model were small.

Este trabalho descreve a aplicação de modelos de alargamento teóricos de Wusatowski, Köster, Siebel e Ekelund com o objetivo de calcular o alargamento na laminação a quente de barras chatas em um laminador tipo trio e definir qual dos modelos de alargamento se aproxima mais de amostras retiradas do laminador. Amostras em cada passe foram retiradas de um perfil chato 16 x 130 mm de aço ASTM A36/A-36 M 04, com plano de passe apresentando uma bitola de entrada quadrada de 130 x 130 mm, em onze passes no laminador para uma bitola final de 16 x 130 mm.. O modelo teórico de Ekelund para força de laminação foi aplicado ao modelo de Hensel e Spittel para variação de temperatura na laminação a fim de se estimar a temperatura a cada passe. Os resultados teóricos de variação de temperatura obtidos foram aplicados nos modelos de alargamento de Köster e Ekelund com a finalidade de verificar a influencia da temperatura nos resultados finais dos modelos de alargamento. Os resultados obtidos indicam que os modelos de Köster e Siebel apresentam melhores resultados comparando com os valores experimentais e os valores calculados nas equações teóricas, sendo que o modelo de Siebel mostrou-se de melhor utilização, pela sua simplicidade na aplicação. A influencia da temperatura nos modelos de alargamento de Köster e Ekelund foi de pequena magnitude. / This dissertation describes the application of Wusatowski s spread theoretical model, Köster s spread theoretical model, Siebel s spread theoretical model, and Ekelund s spread theoretical model wich the purpose of calculating the spread on hot rolling mill band in a single line three high rolling mill, and define which spread model is closer to the samples taken from the rolling mill. Samples were withdrawn pass by pass from a 16 x 130 mm band with steal norm ASTM A36/A-36 M 04, with a pass design showing a square section with 130 x 130 mm, in eleven passes in the rolling mill to turn into a band section with 16 x 130 mm. Eke1und's theoretical model for rolling force was applied on Hensel and Spittel's theoretical model to temperature variation on rolling mill to estimate the temperature on each pass. The theoretical results of temperature variation calculated were applied in Köster s spread model and Ekelund s spread model to get the temperature influence on the final results of the spread models. The results indicate that Köster s model and Siebel s model present better result comparing to the experimental values and the ones calculated on the theoretical equations. Siebel s model showed a better result, due to its simplicity on the application. The temperature influence on Köster s spread model and Ekelund s spread model were small.

Este trabalho descreve a aplicação de modelos de alargamento teóricos de Wusatowski, Köster, Siebel e Ekelund com o objetivo de calcular o alargamento na laminação a quente de barras chatas em um laminador tipo trio e definir qual dos modelos de alargamento se aproxima mais de amostras retiradas do laminador. Amostras em cada passe foram retiradas de um perfil chato 16 x 130 mm de aço ASTM A36/A-36 M 04, com plano de passe apresentando uma bitola de entrada quadrada de 130 x 130 mm, em onze passes no laminador para uma bitola final de 16 x 130 mm.. O modelo teórico de Ekelund para força de laminação foi aplicado ao modelo de Hensel e Spittel para variação de temperatura na laminação a fim de se estimar a temperatura a cada passe. Os resultados teóricos de variação de temperatura obtidos foram aplicados nos modelos de alargamento de Köster e Ekelund com a finalidade de verificar a influencia da temperatura nos resultados finais dos modelos de alargamento. Os resultados obtidos indicam que os modelos de Köster e Siebel apresentam melhores resultados comparando com os valores experimentais e os valores calculados nas equações teóricas, sendo que o modelo de Siebel mostrou-se de melhor utilização, pela sua simplicidade na aplicação. A influencia da temperatura nos modelos de alargamento de Köster e Ekelund foi de pequena magnitude. / This dissertation describes the application of Wusatowski s spread theoretical model, Köster s spread theoretical model, Siebel s spread theoretical model, and Ekelund s spread theoretical model wich the purpose of calculating the spread on hot rolling mill band in a single line three high rolling mill, and define which spread model is closer to the samples taken from the rolling mill. Samples were withdrawn pass by pass from a 16 x 130 mm band with steal norm ASTM A36/A-36 M 04, with a pass design showing a square section with 130 x 130 mm, in eleven passes in the rolling mill to turn into a band section with 16 x 130 mm. Eke1und's theoretical model for rolling force was applied on Hensel and Spittel's theoretical model to temperature variation on rolling mill to estimate the temperature on each pass. The theoretical results of temperature variation calculated were applied in Köster s spread model and Ekelund s spread model to get the temperature influence on the final results of the spread models. The results indicate that Köster s model and Siebel s model present better result comparing to the experimental values and the ones calculated on the theoretical equations. Siebel s model showed a better result, due to its simplicity on the application. The temperature influence on Köster s spread model and Ekelund s spread model were small.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:32:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_2288_TeseDoutoradoMarceloLucasPereiraMachado.pdf: 2792035 bytes, checksum: 981f4be11d2ed90c5f5e3892ce845fe6 (MD5) Previous issue date: 2005-07-15 / Devido a forte relação entre as mudanças microestruturais e as propriedades mecânicas do aço durante a laminação à quente, faz-se cada vez mais necessário o desenvolvimento de modelos que levem em consideração propriedades metalúrgicas do aço e variáveis operacionais, com o objetivo de otimizar o processo. O modelo termomicroestrutural desenvolvido calcula a tensão de escoamento média levandando em consideração a deformação acumulada entre passes de maneira a se incorporar o efeito da recristalização estática, dinâmica e metadinâmica. Este modelo termomicroestrutural também permite calcular o tamanho de grão da austenita entre passes de laminação e o tamanho de grão da ferrita após a saída do material da última cadeira de laminação. O modelo calcula a carga de laminação em todas as cadeiras levando em consideração o efeito das tensões entre cadeiras aplicadas no material que está sendo laminado e a medida do espaçamento entre os cilindros de trabalho (gap) como dados de entrada. Desta forma, a espessura de saida do material de uma dada cadeira de laminação ou a espessura de entrada do material na cadeira seguinte seja calculada. Foi desenvolvido um modelo térmico, onde as equações térmicas utilizam modelos matemáticos consagrados que tratam das trocas térmicas do aço durante o processo de laminação. Com isto, o modelo termomicroestrutural pode calcular as variações térmicas, microestruturais e de tensão de escoamento média que ocorrem no aço e também a carga de laminação, a espessura de saída e temperaturas de entrada e saída do aço em cada cadeira, durante a laminação a quente. O modelo mostrou boa concordância com os dados industriais de diferentes laminações e para diferentes tipos de aços ao carbono e microligados e também para dados de literatura. Foram então introduzidos distúrbios operacionais no modelo termomicroestrutural e foi levantada curvas de sensibilidade que mostraram as alterações que estes distúrbios provocam nas propriedades do aço, como tensão de escoamento média, tamanho de grão, temperatura de laminação, espessura de saída do material e carga de laminação, não somente na cadeira de laminação em questão, mas o efeito também nas demais cadeiras. Utilizando as simulações feitas, foram elaborados conjuntos de regras qualitativas que possibilita determinar quais as ações a serem tomadas diante de distúrbios na espessura e/ou temperatura de entrada e/ou tensão de escoamento média e as correções a serem feitas nas variáveis manipuladas que são o gap, tensão a ré, tensão a frente e velocidade do cilindro de trabalho, visando a recuperação da espessura, melhores propriedades mecânicas e redução na carga de laminação. Desta forma, pode-se definir as prioridades e tolerâncias que se deseja obter com relação às propriedades mecânicas do material, microestrutura e espessura de saída da tira e também como parâmetro operacional, a carga de laminação. Estas bases de regras servem de suporte para se desenvolver algum tipo de programação visando controle do processo de laminação a quente utilizando técnicas de controles não convencionais

Este trabalho avalia a influência do método e qualidade do esmerilhamento de tarugos na qualidade superficial de barras redondas de aço laminadas. Foi avaliada a rejeição de barras laminadas para três condições diferentes de acabamento superficial de tarugo – não esmerilhado, esmerilhado total simples, e esmerilhamento total duplo. Constatou-se que o esmerilhamento superficial de tarugos melhora a qualidade superficial de barras laminadas e, para os aços testados, o esmerilhamento total simples ofereceu melhor custo beneficio entre rendimento metálico e rejeição de barras por defeito superficial. Também se constatou que a profundidade de remoção da camada superficial do tarugo no esmerilhamento não é proporcional à redução de defeitos no produto laminado, sendo a aproximação da camada colunar uma variável com provável influência em tal resultado, assim como a presença de defeitos internos subsuperficiais, que tendem a aflorar com a redução da distância até a superfície da peça. / This work evaluates the influence of billet grinding method and quality in surface defects of hot rolling steel bars. It was evaluated bar rejection rates due to surface defects for three different billet surface conditions: without grinding, bright grinding of the entire surface and double bright grinding of the entire surface. The results show that the bright grinding of the entire surface with a single pass results in better cost benefit between yield loss and bar rejection rates. It was also observed that the grinding depth of the superficial layer of the billet is not proportional to the reduction of defects in the rolled product. This may occur in consequence of the reduction of the chill zone thickness, or even by the presence of sub superficial defects that can emerge to the surface with the reduction of the defect distance to the billet surface

Os defeitos superficiais são os maiores problemas de qualidade em barras laminadas a quente, representando inúmeros transtornos durante o processo produtivo, pois dependendo de suas características geram elevada rejeição durante o processo de inspeção. Elevada rejeição significa retrabalho e possível sucateamento. Dentre as diversas causas para a ocorrência de defeitos superficiais, estão os defeitos nos tarugos, a temperatura de laminação, conseqüência da temperatura de reaquecimento e ritmo de laminação e a remoção de carepa após o reaquecimento. Definiu-se o aço SAE 1043 para o desenvolvimento deste trabalho devido aos níveis de rejeição superficial e elevados volumes de produção, o que gera grande impacto na produção das linhas de inspeção. Os resultados obtidos a partir dos testes realizados demonstram que a temperatura de laminação até determinado limite não tem influência na rejeição superficial, mas que abaixo deste gera elevado índice de rejeição. O uso do descarepador tem grande influencia nos níveis de defeitos superficiais, e o controle de seus parâmetros principais é fundamental. O condicionamento superficial dos tarugos é o parâmetro que mais apresentou influência positiva sobre a rejeição superficial, demonstrando que defeitos pré-existentes na matéria-prima têm grande impacto no produto final da laminação. / Surface defects are major quality problems in hot rolled bars, representing numerous disturbances during the production process, as depending on their characteristics generate high rejection during the inspection process. High rejection means rework and scrap. Among the various causes for the occurrence of surface defects are defects in the billets, rolling temperature, a consequence of the reheating temperature and rate of roll and removal of scale after reheating. The steel SAE 1043 used in this work was selected due to its level of surface defects and high production volumes, which generates large impact on production inspection process. The results show that the rolling temperature of up to a certain limit does not influence the surface defects, but below this generates a high rate of rejection. The use of descaling has a large influence on the levels of surface defects, and control of its main parameters is essential. The surface conditioning of billets is the parameter that showed a positive influence on the reduction of surface defects, demonstrating that pre-existing defects in materials has large impact on the final rolled product.

Este trabalho avalia a influência do método e qualidade do esmerilhamento de tarugos na qualidade superficial de barras redondas de aço laminadas. Foi avaliada a rejeição de barras laminadas para três condições diferentes de acabamento superficial de tarugo – não esmerilhado, esmerilhado total simples, e esmerilhamento total duplo. Constatou-se que o esmerilhamento superficial de tarugos melhora a qualidade superficial de barras laminadas e, para os aços testados, o esmerilhamento total simples ofereceu melhor custo beneficio entre rendimento metálico e rejeição de barras por defeito superficial. Também se constatou que a profundidade de remoção da camada superficial do tarugo no esmerilhamento não é proporcional à redução de defeitos no produto laminado, sendo a aproximação da camada colunar uma variável com provável influência em tal resultado, assim como a presença de defeitos internos subsuperficiais, que tendem a aflorar com a redução da distância até a superfície da peça. / This work evaluates the influence of billet grinding method and quality in surface defects of hot rolling steel bars. It was evaluated bar rejection rates due to surface defects for three different billet surface conditions: without grinding, bright grinding of the entire surface and double bright grinding of the entire surface. The results show that the bright grinding of the entire surface with a single pass results in better cost benefit between yield loss and bar rejection rates. It was also observed that the grinding depth of the superficial layer of the billet is not proportional to the reduction of defects in the rolled product. This may occur in consequence of the reduction of the chill zone thickness, or even by the presence of sub superficial defects that can emerge to the surface with the reduction of the defect distance to the billet surface

Os defeitos superficiais são os maiores problemas de qualidade em barras laminadas a quente, representando inúmeros transtornos durante o processo produtivo, pois dependendo de suas características geram elevada rejeição durante o processo de inspeção. Elevada rejeição significa retrabalho e possível sucateamento. Dentre as diversas causas para a ocorrência de defeitos superficiais, estão os defeitos nos tarugos, a temperatura de laminação, conseqüência da temperatura de reaquecimento e ritmo de laminação e a remoção de carepa após o reaquecimento. Definiu-se o aço SAE 1043 para o desenvolvimento deste trabalho devido aos níveis de rejeição superficial e elevados volumes de produção, o que gera grande impacto na produção das linhas de inspeção. Os resultados obtidos a partir dos testes realizados demonstram que a temperatura de laminação até determinado limite não tem influência na rejeição superficial, mas que abaixo deste gera elevado índice de rejeição. O uso do descarepador tem grande influencia nos níveis de defeitos superficiais, e o controle de seus parâmetros principais é fundamental. O condicionamento superficial dos tarugos é o parâmetro que mais apresentou influência positiva sobre a rejeição superficial, demonstrando que defeitos pré-existentes na matéria-prima têm grande impacto no produto final da laminação. / Surface defects are major quality problems in hot rolled bars, representing numerous disturbances during the production process, as depending on their characteristics generate high rejection during the inspection process. High rejection means rework and scrap. Among the various causes for the occurrence of surface defects are defects in the billets, rolling temperature, a consequence of the reheating temperature and rate of roll and removal of scale after reheating. The steel SAE 1043 used in this work was selected due to its level of surface defects and high production volumes, which generates large impact on production inspection process. The results show that the rolling temperature of up to a certain limit does not influence the surface defects, but below this generates a high rate of rejection. The use of descaling has a large influence on the levels of surface defects, and control of its main parameters is essential. The surface conditioning of billets is the parameter that showed a positive influence on the reduction of surface defects, demonstrating that pre-existing defects in materials has large impact on the final rolled product.

Este trabalho avalia a influência do método e qualidade do esmerilhamento de tarugos na qualidade superficial de barras redondas de aço laminadas. Foi avaliada a rejeição de barras laminadas para três condições diferentes de acabamento superficial de tarugo – não esmerilhado, esmerilhado total simples, e esmerilhamento total duplo. Constatou-se que o esmerilhamento superficial de tarugos melhora a qualidade superficial de barras laminadas e, para os aços testados, o esmerilhamento total simples ofereceu melhor custo beneficio entre rendimento metálico e rejeição de barras por defeito superficial. Também se constatou que a profundidade de remoção da camada superficial do tarugo no esmerilhamento não é proporcional à redução de defeitos no produto laminado, sendo a aproximação da camada colunar uma variável com provável influência em tal resultado, assim como a presença de defeitos internos subsuperficiais, que tendem a aflorar com a redução da distância até a superfície da peça. / This work evaluates the influence of billet grinding method and quality in surface defects of hot rolling steel bars. It was evaluated bar rejection rates due to surface defects for three different billet surface conditions: without grinding, bright grinding of the entire surface and double bright grinding of the entire surface. The results show that the bright grinding of the entire surface with a single pass results in better cost benefit between yield loss and bar rejection rates. It was also observed that the grinding depth of the superficial layer of the billet is not proportional to the reduction of defects in the rolled product. This may occur in consequence of the reduction of the chill zone thickness, or even by the presence of sub superficial defects that can emerge to the surface with the reduction of the defect distance to the billet surface

Os defeitos superficiais são os maiores problemas de qualidade em barras laminadas a quente, representando inúmeros transtornos durante o processo produtivo, pois dependendo de suas características geram elevada rejeição durante o processo de inspeção. Elevada rejeição significa retrabalho e possível sucateamento. Dentre as diversas causas para a ocorrência de defeitos superficiais, estão os defeitos nos tarugos, a temperatura de laminação, conseqüência da temperatura de reaquecimento e ritmo de laminação e a remoção de carepa após o reaquecimento. Definiu-se o aço SAE 1043 para o desenvolvimento deste trabalho devido aos níveis de rejeição superficial e elevados volumes de produção, o que gera grande impacto na produção das linhas de inspeção. Os resultados obtidos a partir dos testes realizados demonstram que a temperatura de laminação até determinado limite não tem influência na rejeição superficial, mas que abaixo deste gera elevado índice de rejeição. O uso do descarepador tem grande influencia nos níveis de defeitos superficiais, e o controle de seus parâmetros principais é fundamental. O condicionamento superficial dos tarugos é o parâmetro que mais apresentou influência positiva sobre a rejeição superficial, demonstrando que defeitos pré-existentes na matéria-prima têm grande impacto no produto final da laminação. / Surface defects are major quality problems in hot rolled bars, representing numerous disturbances during the production process, as depending on their characteristics generate high rejection during the inspection process. High rejection means rework and scrap. Among the various causes for the occurrence of surface defects are defects in the billets, rolling temperature, a consequence of the reheating temperature and rate of roll and removal of scale after reheating. The steel SAE 1043 used in this work was selected due to its level of surface defects and high production volumes, which generates large impact on production inspection process. The results show that the rolling temperature of up to a certain limit does not influence the surface defects, but below this generates a high rate of rejection. The use of descaling has a large influence on the levels of surface defects, and control of its main parameters is essential. The surface conditioning of billets is the parameter that showed a positive influence on the reduction of surface defects, demonstrating that pre-existing defects in materials has large impact on the final rolled product.