¿Qué son las bobinas de acero? Usos, cálculo de peso y laminado en caliente vs. laminado en frío

1.0 Definición de bobina de acero

El acero se utiliza ampliamente en la manufactura, la ingeniería y la construcción debido a su alta resistencia a la tracción, flexibilidad y bajo costo. Entre sus múltiples presentaciones, la bobina de acero es una de las más comunes y utilizadas.

Una bobina de acero es un rollo cilíndrico de chapa de acero producido mediante laminación en caliente o en frío hasta un espesor específico, que luego se enrolla para facilitar su transporte, almacenamiento y posterior procesamiento. Durante la producción, las planchas de acero pasan por laminadores continuos, se reducen a láminas delgadas y finalmente se enrollan. La superficie de las bobinas de acero puede ser lisa o estriada, lo que les proporciona buena ductilidad y resistencia.

1.1 Procesos comunes de producción de bobinas de acero

El laminado en frío es especialmente adecuado para aceros inoxidables como 304 y grados 316, que requieren un excelente acabado superficial, precisión dimensional y resistencia a la corrosión para su uso en aplicaciones exigentes.

La producción de bobinas de acero implica varios procesos clave, cada uno de los cuales afecta las propiedades y aplicaciones de la bobina:

• Laminación en caliente:Las placas de acero se calientan por encima de la temperatura de recristalización (alrededor de 1100 °C) y pasan por trenes de laminación para reducir el espesor antes de enrollarse.
  • CaracterísticasAlta eficiencia de producción, menor costo, adecuado para bobinas más gruesas. La superficie suele presentar escala, con menor precisión dimensional.
  • Aplicaciones:Construcción, puentes y maquinaria donde no se requieren tolerancias estrictas.

• Laminación en frío:Las bobinas laminadas en caliente se laminan aún más a temperatura ambiente para reducir el espesor y mejorar la calidad y precisión de la superficie.
  • CaracterísticasSuperficie lisa, tolerancias dimensionales más ajustadas, mayor resistencia y dureza. Ideal para aplicaciones de precisión.
  • Aplicaciones:Automoción, electrodomésticos y electrónica que requieren una alta calidad de superficie.

• Recocido:Las bobinas laminadas en frío se calientan y se enfrían lentamente para mejorar la ductilidad y la tenacidad al tiempo que alivian la tensión interna.
  • Objetivo:Mejora la formabilidad y hace que el material sea más fácil de procesar en operaciones de estampado o conformado.

• Tratamiento de superficie:Se utilizan procesos como la galvanización o el estañado electrolítico para mejorar la resistencia a la corrosión y ampliar su uso.
  • Características:Durabilidad mejorada y resistencia a la corrosión, ideal para industrias con requisitos ambientales o de rendimiento especiales.

1.2 Comparación de diferentes tipos de bobinas de acero: definiciones, características y aplicaciones

Entre las bobinas laminadas en frío y galvanizadas, los aceros inoxidables 304 y 316 se utilizan comúnmente cuando se requieren estándares de higiene y resistencia a la corrosión superiores, como en el procesamiento de alimentos, los equipos marinos y los equipos médicos.

La siguiente tabla describe las definiciones, características clave y aplicaciones típicas de los tipos comunes de bobinas de acero. Esta comparación ayuda a identificar la bobina más adecuada para necesidades específicas, ofreciendo orientación para la selección de materiales y la optimización de aplicaciones.

1.3 Grados y rendimiento de las bobinas de acero

El rendimiento de las bobinas de acero depende del grado de acero utilizado. Los diferentes grados presentan distintas propiedades mecánicas y químicas.

Ventajas de las bobinas de acero

Las bobinas de acero ofrecen múltiples beneficios, lo que las hace populares en diversas industrias:

• Alta durabilidad
• Excelente resistencia al calor
• Bajos costos de mantenimiento
• Fácil de transportar y procesar.
• Rentable y de gran valor
• Se puede desenrollar, cortar y ranurar según sea necesario.

1.4 Diferencia entre bobinas de acero y placas de acero

A diferencia de las placas de acero, que permanecen planas, las bobinas de acero son láminas continuas enrolladas en rollos cilíndricos. Esta forma simplifica el transporte y permite un procesamiento flexible, como el desenrollado, el corte longitudinal y el corte, lo que mejora considerablemente la eficiencia y la versatilidad.

1.5 Aplicaciones de las bobinas de acero

Gracias a sus excelentes propiedades físicas y químicas, las bobinas de acero se utilizan ampliamente en los sectores de la electrónica, la automoción, la construcción, el embalaje, la maquinaria y la energía. Cumplen con los requisitos de robustez, resistencia al calor y a la corrosión, y precisión en el procesamiento. Su reciclabilidad y rentabilidad las convierten en esenciales en la fabricación moderna.

2.0 ¿Qué es una bobina de acero laminada en caliente?

La bobina de acero laminada en caliente se produce laminando palanquillas de acero calentadas a altas temperaturas hasta alcanzar el espesor deseado. Se utiliza comúnmente cuando la precisión no es crucial y se requieren tamaños mayores o placas más gruesas, como en la construcción y las vías férreas.

2.1 Descripción general del proceso de laminación en caliente

El laminado en caliente implica procesar palanquillas de acero a temperaturas superiores a 1700 °F (aproximadamente 927 °C), superior a la temperatura de recristalización del acero, lo que facilita su conformación. El proceso incluye:

• Calentar las piezas de acero a altas temperaturas;
• Pasándolos repetidamente por rodillos para reducir el espesor;
• Enfriar las placas de forma natural, para luego enrollarlas en rollos o cortarlas en láminas y barras.

Debido a que el acero se enfría naturalmente, puede ocurrir una ligera contracción y deformación, lo que da como resultado una menor precisión dimensional.

2.2 Características típicas del acero laminado en caliente

• Superficie escamosa: a menudo cubierta de óxido, que se puede quitar mediante decapado o chorro de arena;
• Bordes redondeados: los bordes son ligeramente romos debido a la expansión y contracción térmica;
• Ligera deformación: puede deformarse durante el enfriamiento;
• Buena ductilidad: fácil de moldear en varias formas;
• Baja precisión dimensional: no adecuado para componentes de precisión;
• Sin estrés: el enfriamiento natural evita las tensiones residuales del temple o endurecimiento por acritud.

3.0 ¿Qué es el acero laminado en frío?

La bobina de acero laminado en frío se produce mediante un procesamiento posterior del acero laminado en caliente a temperatura ambiente, lo que resulta en una mayor precisión y una calidad superficial superior. El proceso también puede incluir recocido y revenido, lo que produce un acero más delgado y flexible, ampliamente utilizado en aplicaciones que requieren tolerancias estrictas y superficies finas.

3.1 Proceso de laminación en frío

El acero laminado en frío se fabrica laminando acero laminado en caliente completamente enfriado a temperatura ambiente. El proceso incluye:

• Laminación en frío de la chapa metálica entre rodillos;
• Procesos de acabado adicionales como mecanizado, rectificado y pulido para mejorar la precisión dimensional y el acabado de la superficie.

3.2 Características típicas de la bobina de acero laminado en frío

• Superficie lisa con tacto ligeramente aceitoso;
• Bordes nítidos y claros con tolerancias dimensionales más estrictas;
• Tiras y tubos cuadrados con buena concentricidad y rectitud;
• Estructura uniforme y excelente apariencia.

3.3 Ventajas de rendimiento del acero laminado en frío

• Mayor resistencia: aproximadamente 20% más fuerte que el acero laminado en caliente, adecuado para aplicaciones de alta tensión;
• Mayor precisión: dimensionalmente estable después del formado, se necesita un procesamiento secundario mínimo;
• Superficie superior: brillante, libre de óxido, sin incrustaciones de óxido, ideal para aplicaciones con altas exigencias de superficie;
• Buena ductilidad: excelente plasticidad, adecuado para estiramiento moderado.

4.0 ¿Cuál es el peso de una bobina de acero?

El peso de una bobina de acero se mide generalmente en toneladas o libras. Se calcula multiplicando la longitud, el ancho y el grosor de la bobina por la densidad del acero. Dado que los diferentes grados de acero tienen densidades ligeramente diferentes, el peso de las bobinas de acero puede variar. Conocer el peso con precisión facilita la planificación del transporte y el control de costos.

Fórmula de cálculo de peso:

Peso = Largo × Ancho × Grosor × Densidad del acero

• Largo, ancho y grosor se refieren a las dimensiones de la bobina, normalmente medidas en metros o milímetros.
• La densidad del acero generalmente es de alrededor de 7,85 g/cm³ (o 7850 kg/m³), pero puede variar ligeramente según el grado del acero.

Ejemplo:

Una bobina de acero con una longitud de 10 m, un ancho de 1 m y un espesor de 0,005 m (5 mm) pesa aproximadamente:

10×1×0,005×7850=392,5 kg

Por lo tanto, el peso de la bobina de acero puede variar significativamente según su tamaño y material. Comprender el peso de la bobina es esencial para la planificación del transporte, el almacenamiento y la producción.

5.0 Transporte y medición de bobinas de acero

Transporte

Debido a su gran peso y volumen, las bobinas de acero requieren un manejo cuidadoso durante el transporte. En fábricas o almacenes, se utilizan comúnmente grúas y carretillas elevadoras. Para el transporte a larga distancia, se emplean camiones de plataforma, trenes o barcos especializados, diseñados para bobinas de acero. Dado que las bobinas son cilíndricas, deben sujetarse firmemente con correas, cables de acero u otros dispositivos de sujeción para evitar que rueden o se desplacen durante el transporte, garantizando así la seguridad.

Medición de dimensiones

El tamaño de la bobina de acero normalmente se describe utilizando los siguientes parámetros:

• Ancho: Ancho plano de la chapa de acero desenrollada, que determina el tamaño transversal máximo del material.
• Espesor: El espesor de una sola capa de acero, generalmente medido en milímetros o pulgadas.
• Longitud: La longitud total cuando la bobina está completamente desenrollada, utilizada para estimar la cantidad de acero disponible.
• Diámetro exterior (OD): el diámetro de la capa más externa de la bobina, que afecta el manejo y la compatibilidad de la máquina.
• Diámetro interior (ID): El diámetro del núcleo de la bobina, importante para la compatibilidad del equipo y la estabilidad del transporte.

6.0 Preguntas frecuentes sobre bobinas de acero: seguridad, temperatura, tipos y usos explicados

Referencias:

https://www.reliance-foundry.com/blog/hot-vs-cold-rolled-steel?srsltid=AfmBOopy_YcPYfcWO9YFZWDGLkONTyVYDxRils2WuUCzVTzKJRc0lz1H

https://blog.tatanexarc.com/da/steel-coil-definition-and-classification/