Laminación de Metales: Tipos, Mecánica, Terminología y Aplicaciones Industriales

Laminación (Rolling): Proceso, Terminología, Tipos y Aplicaciones

La laminación es el proceso de conformado por compresión entre cilindros giratorios que reduce sección transversal y aumenta longitud. Es el proceso principal para producir perfiles largos de sección constante: chapas, tiras, placas, vigas (I, H, U), raíles, tubos sin costura, alambrón, barras. Alta cadencia, buen acabado, estructura de grano favorable; pero alta inversión en instalaciones.

Terminología de Productos Laminados (Secuencia Caliente)

Lingote (Ingot):

Fundición primaria con porosidad/sopladuras. Se lamina en caliente (~1.200 °C) para romper estructura de fundición → blum.

Blum (Bloom):

Primer producto laminado; sección ≥ 230 cm² (ej. 300×300 mm). Base para perfiles estructurales (IPN, IPE, HEA), billetes, raíles.

Losa (Slab):

Laminado de lingote; sección ≥ 100 cm² y ancho ≥ 3× espesor. Base para placas, chapas, tiras (plates, sheets, strips).

Billete (Billet):

Laminado de blum; sección ≥ 40 cm² (ej. 150×150 mm). Base para barras, alambrón, tubos sin costura, perfiles pequeños.

Placa (Plate):

Laminado de losa; espesor > 6 mm.

Chapa (Sheet):

Espesor < 6 mm; ancho ≥ 600 mm.

Tira (Strip / Coil):

Igual que chapa pero ancho < 600 mm; bobinada (coil).

Principio de Funcionamiento

Fuerza compresiva de rodillos → deformación plástica → reducción sección (Δh) → elongación (ΔL). Rodillos cilíndricos con perfil (pass) grabado para perfiles; lisos para plano. Laminación en caliente (T > Trec): grandes reducciones, libre tensiones residuales, mal acabado/tolerancia (escama). Laminación en frío (T < Trec): acabado final, alta precisión, endurecimiento, mayor fuerza.

Tipos de Laminación (Por Geometría de Producto)

Laminación de Rosca / Engranaje (Thread / Gear Rolling)

Matrices roscadas/dentadas en rodillos cilíndricos forman roscas/engranajes por desplazamiento de material (chipless) en cilindro macizo. Alta resistencia (fibra continua), acabado excelente, alta cadencia. Tornillos, pernos, roscas roscas, engranajes de precisión.

Laminación de Perfiles (Shape / Section Rolling)

Rodillos con pases (passes) sucesivos transforman billete/blum en perfil: viga I/H, canal U, ángulo L, T, riel (rail), zed, tubular. Secuencia: roughing → intermediate → finishing. Sin cambio apreciable espesor total; redistribución masa.

Laminación de Anillos (Ring Rolling)

Anillo preformado (forjado) entre rodillo principal (drive) y rodillo ocioso (idler) que giran mismo sentido → anillo expande diámetro. Rodillos de canto (edge rolls) controlan altura. Produce anillos sin soldadura para rodamientos grandes, turbinas, bridas, engranajes anulares. Alta precisión, propiedades circunferenciales superiores.

Perforado de Tubos (Tube Piercing / Mannesmann Process)

Barra maciza + punzón fijo (mandrel) + 2 rodillos helicoidales giratorios sentido contrario → compresión genera tracción circunferencial central → cavidad hueca → tubo sin costura grueso. Base de toda tubería sin costura (Mannesmann, Assel, Pilger).

Laminación Oblícua / Skew Rolling

Barras/alambrón en rodillos helicoidales especiales → forman bolas esféricas continuas. Producción masiva bolas rodamientos (bearing balls) Ø 5–150 mm.

Laminación Transversal (Cross / Transverse Rolling)

Rodillos mismo sentido; barra alimentada transversalmente (perpendicular a ejes). Rodillos con perfiles cónicos/ranurados forman ejes cónicos (taper shafts), ballestas (leaf springs), pernos escalonados.

Aplicaciones Industriales

• Tubos sin costura (piercing + Pilger/Assel): petróleo/gas, calderas, hidráulica, auto.
• Perfiles estructurales: construcción, puentes, naval, offshore (IPN, HEA, UPN, rails).
• Chapas/tiras: carrocería, electrodomésticos, embalaje, construcción (techos, revestimientos).
• Alambrón → trefilado → cables, resortes, mallas, clavos, alambre soldar.
• Anillos laminados: rodamientos principales, turbinas eólicas, aeroespacial.
• Bolas rodamientos: skew rolling → tratamiento térmico → rectificado.
• Ejes cónicos, ballestas: transverse rolling (ferroviario, suspensión).
• Automoción: bielas, ejes, engranajes, ruedas (forja + laminado/perfilado).

La laminación, especialmente en configuraciones tandem y de precisión (4-high, 6-high, cluster), es la columna vertebral de la industria siderúrgica y de metales no ferrosos, transformando lingotes en productos semiacabados y terminados de alta integridad estructural.