Simulación numérica del proceso de laminación en caliente de carril

Abstract

El proceso de laminación en caliente es un problema complejo desde el punto de vista de la simulación mediante el método de los elementos finitos, ya que en un mismo problema coinciden un gran número de no linealidades: plasticidad, grandes deformaciones, propiedades del material dependientes tanto de la temperatura como de la velocidad de deformación, y contacto de la barra con los útiles de conformado. En este trabajo se ha desarrollado un procedimiento para la simulación del proceso multi-pasada que tiene lugar durante la laminación en caliente de carril, y se ha programado una herramienta que genera automáticamente tanto el árbol de directorios como los ficheros necesarios para la simulación y sus interrelaciones. Dado que se trata de un proceso multi-etapa, se simularán las sucesivas etapas de laminación desde que el bloom sale del horno de recalentamiento hasta que el carril, ya laminado con la forma deseada, sale del tren de laminación y es conducido a la línea de endurecimiento de cabeza de carril. Así, la herramienta desarrollada tendrá una doble aplicación en el tren de laminación de carril. Por un lado, servirá de ayuda en el diseño de las canales para la laminación de nuevas geometrías o para optimizar el proceso en las ya existentes, reduciendo el número de pruebas a realizar para poner a punto los útiles precisos para laminar un carril. Y, por otro lado, se obtendrá la distribución de temperaturas en toda la sección del carril al final de la laminación. Finalmente, aprovechado los resultados obtenidos en el proceso de laminación en caliente, se analizarán diferentes formas de enfriamiento para predecir la microestructura de la cabeza de carril, íntimamente relacionada con la dureza.