Do fogo ao acabamento: guia completo da fabricação de bobinas de aço laminadas a quente, a frio e ESP

Do ferro aos produtos siderúrgicos acabados, são necessários processos complexos, resultando em diferentes categorias. As bobinas de aço laminadas a quente e as bobinas de aço laminadas a frio são os tipos mais comuns, sendo as laminadas a quente a matéria-prima das laminadas a frio e também um produto independente para venda e uso.

Essas duas categorias têm diferenças significativas em características de processo, vantagens/desvantagens e aplicações. Além disso, o novo produto do processo ESP também pode confundir os usuários. Este artigo busca analisar e comparar esses três tipos de produtos.

Bobinas de aço laminadas a quente

Características do processo

As bobinas de aço laminadas a quente são produzidas laminando lingotes de aço em altas temperaturas. Durante esse processo, o aço é aquecido acima da temperatura de recristalização, tipicamente entre 1000 °C e 1250 °C, o que lhe confere boa plasticidade e baixa resistência à deformação. Após a laminação a quente, a superfície do aço apresentará uma camada de descamação (cavaco), que geralmente é removida antes do uso (piclagem ou jateamento).

Vantagens

Boas propriedades mecânicas: as bobinas de aço laminadas a quente, após a laminação em alta temperatura, apresentam boas propriedades mecânicas abrangentes, como resistência, plasticidade e tenacidade.

Alta eficiência de produção: o processo de laminação a quente tem menos etapas e grande redução de espessura, resultando em alta eficiência de laminação.

Menor custo: devido ao processo de produção mais curto da laminação a quente, o consumo de energia é reduzido, portanto o custo de produção para as mesmas especificações é relativamente menor que o da laminação a frio.

Desvantagens

Baixa precisão dimensional: a precisão dimensional e o acabamento superficial das bobinas laminadas a quente não são tão bons quanto os das bobinas laminadas a frio.

Tensões residuais: o resfriamento rápido durante o processo de laminação a quente pode gerar tensões residuais, que podem afetar seu desempenho em processamentos subsequentes.

Qualidade superficial inferior: devido à presença de descamação na chapa de aço durante a laminação, é fácil causar marcações por cavaco e, mesmo após piclagem e nivelamento, marcas residuais não podem ser eliminadas.

Aplicações

As bobinas de aço laminadas a quente são amplamente usadas em construção, pontes, embarcações, fabricação de máquinas e outros campos. Chapas estriadas (xadrez), perfis estruturais, aço para braços de guindaste e outros são majoritamente produzidos por processos de laminação a quente.

Bobinas de aço laminadas a frio

Características do processo

As bobinas de aço laminadas a frio são laminadas a partir de bobinas laminadas a quente, em temperatura ambiente.

Durante o processo de laminação a frio em temperatura ambiente, as dimensões podem ser controladas com precisão, seguidas de tratamento térmico específico para obter as propriedades desejadas.

Vantagens

Alta precisão dimensional: as bobinas de aço laminadas a frio têm alta precisão dimensional em espessura, largura e outras dimensões.

Excelentes propriedades mecânicas: por meio da laminação a frio e do tratamento térmico subsequente, é possível obter maior resistência e dureza, além de boa plasticidade.

Boa qualidade superficial: as bobinas laminadas a frio não têm descamação, possuem alto acabamento superficial e são adequadas para uso direto na fabricação de diversas peças.

Desvantagens

Alto custo de produção: a laminação a frio tem muitos processos e procedimentos complexos, com alto consumo de energia, portanto o custo de produção é maior que o das bobinas laminadas a quente.

Baixa eficiência de produção: o processo de laminação a frio é complexo, com circulação de materiosa trabalhosa, resultando em menor eficiência de produção que a laminação a quente.

Aplicações

As bobinas de aço laminadas a frio são usadas principalmente na fabricação de peças com altos requisitos de precisão dimensional e qualidade superficial, como automóveis, eletrodomésticos e produtos eletrônicos.

ESP (Endless Strip Production – produção contínua de tira)

As linhas de produção ESP são consideradas a terceira revolução tecnológica da indústria siderúrgica, após a siderurgia com conversor a oxigênio e a lingotagem contínua, representando o mais alto nível da tecnologia de tiras laminadas a quente no mundo atual.

#1 Muitas pessoas costumavam pensar que o ESP era um produto laminado a frio, mas, na verdade, o ESP é um produto laminado a quente, de espessura fina e piclado.

O ESP utiliza um novo processo de laminação contínua de tira, alcançando produção ininterrupta do aço líquido às bobinas laminadas a quente na bobinadeira, sendo capaz de produzir bobinas de aço laminadas a quente ultrafinas, como 0,8 mm.

Características do processo

Laminação contínua: a característica mais significativa da tecnologia ESP é a produção contínua, sem interrupção, do aço líquido às bobinas laminadas a quente.

Processo compacto: os processos de lingotagem contínua e laminação são diretamente conectados, eliminando elos intermediários como pátios de placas e fornos de reaquecimento.

Produção de alta velocidade: a máquina de lingotagem contínua é projetada com alta velocidade de extração, até 7,0 m/min, aumentando muito a eficiência de produção.

Controle de alta precisão: tecnologia avançada de controle é usada para controlar com precisão a espessura, a largura e o aplainamento do produto.

Vantagens

Economia de energia e redução de emissões: como os elos intermediários de aquecimento são omitidos, as linhas ESP reduzem enormemente o consumo de energia e água.

Alto rendimento: o rendimento do aço líquido às bobinas laminadas a quente pode chegar a 97%-98%, muito superior aos processos tradicionais.

Redução do custo de investimento: o layout compacto dos equipamentos reduz o investimento em equipamentos e planta.

Melhoria da qualidade do produto: capaz de produzir especificações ultrafinas de bobinas laminadas a quente, com espessuras típicas de 0,8 mm (ou ainda mais finas) e excelente desempenho do produto.

Desvantagens

Alto investimento inicial: embora o custo possa ser reduzido a longo prazo, a tecnologia ESP ainda não é difundida, e o investimento inicial é relativamente alto.

Barreira técnica: linhas de produção totalmente automatizadas e contínuas — qualquer elo não pode apresentar problemas, caso contrário toda a linha para, portanto as habilidades dos operadores e da equipe de manutenção precisam ser mais elevadas.

Baixa flexibilidade: devido ao alto grau de automação e continuidade da linha de produção, ela não é tão flexível quanto as linhas tradicionais na mudança de tipos de produto.

Aplicações

Quente no lugar do frio: em cenários em que os requisitos de superfície e desempenho não são altos, mas a espessura da especificação é fina, pode substituir totalmente os produtos laminados a frio.

Perguntas e respostas comuns

Pergunta 1: Qual é a vantagem central do ESP?

Baixo custo de produção + baixas emissões de carbono, porque o processo é compacto, portanto o custo de produção do ESP é muito reduzido; e como o processo é compacto, o desperdício de energia nos elos intermediários é muito pequeno e o refugo é baixo, resultando em baixas emissões de carbono.

Sob essa perspectiva, o surto da tecnologia ESP não é agora, mas ocorrerá quando Europa e Estados Unidos promoverem vigorosamente tarifas de carbono: as bobinas de aço galvanizadas a quente com substrato ESP terão maior vantagem de exportação.

Pergunta 2: Qual é a diferença entre laminado a quente, laminado a frio e ESP da mesma especificação?

Tomando como exemplo o material C de 2,0 mm de espessura:

Custo de produção: ESP < laminação a quente < laminação a frio

Qualidade superficial: laminação a frio > ESP > laminação a quente

Precisão de produção: laminação a frio > ESP > laminação a quente

Pergunta 3: Qual é a diferença na qualidade superficial entre os três produtos?

Comparando a qualidade superficial, a rugosidade das bobinas laminadas a quente após piclagem e nivelamento é relativamente alta, e as ondulações superficiais ficam levemente maiores após a remoção da descamação, às vezes com padrões de cristas de cavaco.

O laminado a frio é limpo da descamação e depois laminado em temperatura ambiente. Após a piclagem, a quantidade de deformação é grande e as ondulações originais da superfície são aplanadas, com rugosidade conferida principalmente pelos cilindros de laminação a frio, e a superfície é mais lisa e uniforme.

O ESP é essencialmente uma chapa fina laminada a quente e piclada e, antes de sair da fábrica, geralmente é piclada e nivelada, e a qualidade superficial é mais próxima dos produtos laminados a frio.

Pergunta 4: O ESP comprimirá muito o espaço de atuação do laminado a quente e do laminado a frio?

Não comprimirá muito, mas terá vantagem em especificações econômicas e graus comerciais.

Essa questão depende da proporção de aços variados e materiais comerciais gerais. A laminação tradicional, quente e fria, ainda tem vantagens na produção de aços variados (graus complexos com múltiplas especificações), especialmente para os usuários ajustarem o espaço de desempenho.

O ESP tem vantagem de custo definitiva na produção em volume de uma única especificação de graus comuns, especialmente como chapa-base para revestimento.

Diretamente, a tecnologia ESP torna mais baratos os materiais gerais originalmente de baixo preço, e a vantagem se reflete na economia; mas dizer que é melhor que a laminação a frio em qualidade é um exagero.

Pergunta 5: Como encontrar um fornecedor qualificado e confiável?

Como distribuidor autorizado da Baosteel, a Baohui Steel Limited atua neste setor há mais de duas décadas. Conhecemos muito bem novas tecnologias como aço laminado a quente, aço laminado a frio e aço ESP. Para qualquer necessidade e dúvida técnica sobre aço, sinta-se à vontade para entrar em contato conosco. Temos especialistas em aço prontos para fornecer atendimento e respostas individualizadas.