El acero galvanizado está representado por el frío y el bobinas de acero laminado en caliente con un revestimiento de zinc, que ayuda a proteger el acero contra la corrosión atmosférica. Las bobinas de acero galvanizado se utilizan con éxito en industrias con requisitos estrictos de resistencia a la corrosión, durabilidad, solidez y aspecto, y pueden ser conformadas o tener varios revestimientos aplicados. Las principales normas que deben seguirse para la producción de bobinas galvanizadas son EN 10346 (Europa), ASTM A653 / A653M (EE.UU.), DSTU EN 10346 (Ucrania), GOST 14918-80 (Rusia y la CEI) y GOST R 52246-04 (Rusia). Los fabricantes también tienen sus propias normas originales.

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Bobinas de acero laminado en frío

Aplicación de las bobinas de acero galvanizado

Las bobinas de acero galvanizado se utilizan ampliamente en las siguientes industrias:

  • En la industria de la construcción: para fabricar elementos estructurales de construcción de baja altura, estructuras ligeras de acero de pared delgada, paneles sándwich, revestimiento de tuberías de calor y diversos aislamientos térmicos, sistemas de acondicionamiento, tejas metálicas para tejados, chapas perfiladas, tuberías para alcantarillas, revestimiento de puertas de entrada, ascensores, perfiles de refuerzo para ventanas de PVC y puertas de plástico, fijaciones de tipo europeo para placas de yeso, etc.

  • En la industria del automóvil: para fabricar piezas externas e internas de carrocerías de automóviles, así como para reparar piezas externas de carrocerías de transporte público, por ejemplo, para autobuses y tranvías).

  • En las industrias de construcción de maquinaria e instrumentación: para fabricar cajas para equipos eléctricos y mecánicos, electrodomésticos, dispositivos de medición y embalajes.

  • Fabricar artículos para el hogar (vajillas, cuencos, cubos, cisternas, bañeras, etc.)

  • Para fabricar acero laminado con revestimiento de color (y otro tipo de revestimiento)

Clasificación de las bobinas de Hdg, gama de productos y propiedades

Las normas aplicadas en los distintos países para establecer los requisitos de las bobinas de acero galvanizado especifican los grados de acero y las gamas de tamaños de estos productos. Las bobinas de acero galvanizado se clasifican en función de las siguientes características:

  • Aplicación del acero revestido (perfilado, conformado en frío, fabricación de estructuras de acero)

  • Composición química del material de revestimiento (zinc puro, aleaciones de zinc-hierro/zinc-aluminio/aluminio-zinc/zinc-magnesio, etc.)

  • Espesor/peso de la capa protectora
     

Bobinas de HDG según las normas europeas y ucranianas

Las bobinas de acero galvanizado según la norma europea EN 10346 y la similar ucraniana DSTU EN 10346 pueden recubrirse con zinc, aleación de zinc-hierro, aleación de zinc-aluminio, aleación de aluminio-cinc o aleación de aluminio-silicio:

  • El revestimiento de zinc (Z) se consigue sumergiendo la banda preparada en un baño con aleación fundida, que contiene al menos 99% de zinc. Esta es la forma más común y tradicional de proteger el acero laminado de la corrosión.

  • El revestimiento de zinc-hierro (ZF) se forma sumergiendo una banda en un baño de zinc fundido (zinc de al menos 99%) con posterior recocido para formar un revestimiento de zinc-hierro con un contenido de Fe de 8-12%. Este recubrimiento es más resistente que el recubrimiento de zinc tradicional y tiene mejor adherencia con el acero del sustrato debido a la difusión mutua entre el hierro y el zinc en las capas superficiales. Por ello, este revestimiento está menos expuesto a la laminación o a la picadura en caso de impacto, tensiones mecánicas o deformación de los productos tratados.

  • El revestimiento de zinc-aluminio (ZA) se aplica al acero laminado sumergiéndolo en un baño de zinc y aproximadamente 5% de aluminio con un contenido menor de mishmetal (mezcla de metales). El acero laminado con este revestimiento tiene mejores propiedades de conformabilidad y protección contra la corrosión que el acero cincado.

  • El revestimiento de aluminio-zinc (AZ) se aplica sumergiendo el acero en un baño de metal fundido compuesto por 55% de aluminio y 1,6% de silicio (el resto lo absorbe el zinc). La acción combinada de estos metales garantiza la mejor protección contra la corrosión en comparación con otros revestimientos.

  • El revestimiento de aluminio-silicio (AS) se crea sumergiendo el acero en un baño de metal fundido que contiene aluminio y silicio 8-11%. Las bobinas de acero galvanizado con este revestimiento son muy resistentes a la oxidación a altas temperaturas (hasta 650 °C) y a la corrosión química.

Las bobinas de acero galvanizado fabricadas según las normas EN 10346 y DSTU EN 10346 pueden fabricarse con los siguientes aceros:

  • Acero con bajo contenido en carbono para conformado en frío (DX51D - DX57D). Estos productos se clasifican en función de su idoneidad para la conformación en frío: DX51D - calidad para doblado y perfilado; DX52D - calidad para embutición; DX53D - calidad para embutición profunda; DX54D - calidad especial para embutición profunda; DX55D - calidad especial para embutición profunda (sólo +AS); DX56D - calidad para embutición extra profunda; DX57D - calidad para super embutición profunda.

  • Acero para construcción y armazón (S220GD - S550GD). Los productos laminados se clasifican por límite elástico creciente (Rp0,2), que se indica en el marcado. Los productos laminados de acero S220GD - S550GD se utilizan principalmente en la fabricación de perfiles conformados (perfiles en Z, en C, en sigma, en U, etc.) para estructuras de acero de calibre ligero.

  • Acero con alto límite elástico para conformación en frío (HX160YD, HX180YD, HX180BD, HX220YD, HX300LAD, etc.). Estos productos laminados se disponen en límite elástico creciente (Rp0,2), que se indica en el marcado. El marcado también contiene la siguiente información H - productos laminados planos de alta resistencia para conformación en frío; Х - estado de laminación (laminado en caliente o en frío) no está definido; D - diseñado para revestimiento por inmersión en caliente; B - acero tratado térmicamente; Y - acero con mayor conformabilidad; LA - acero de baja aleación / microaleación.

  • Acero multifásico conformable en frío (HDT450F, HCT490X, HDT590X, HCT780X, HCT980X, HCT780T, HDT580X, etc.). Los productos laminados se clasifican en función de su resistencia mínima a la tracción (Rm0,2), que se indica en el marcado. El marcado también contiene la siguiente información H - productos laminados planos de alta resistencia para conformación en frío; С - productos laminados en frío; D - productos laminados en caliente; Т (nnn) - la resistencia mínima a la tracción en MPa. El último símbolo: F - ferrita-bainita, Х - doble fase; Т - TRIP, С - fase compleja; М - martensita.

Las bobinas galvanizadas según la norma EN 10346 pueden estar recubiertas de zinc, aleación de zinc-hierro, aleación de zinc-aluminio, aleación de aluminio-zinc o aleación de aluminio-silicio. El peso del revestimiento se expresa en gramos por metro cuadrado y caracteriza el peso del revestimiento depositado en las dos superficies de la banda. El tipo de revestimiento (Z, ZF, ZA, AZ, AS) y el peso nominal se indican en la designación del revestimiento. Según el tipo de capa protectora, el peso mínimo del revestimiento en ambas superficies de un producto galvanizado puede ser de 100-600 g/m2 (valor medio de tres puntos).

Designación del revestimiento

Peso mínimo total del revestimiento para ambas superficies, g/m2

Valores teóricos recomendados del espesor del revestimiento por unidad de superficie para las pruebas de una sola mancha, en micras

Densidad,

g/cm3

Tres puntos

Punto único

Valor de referencia

Intervalo

Z100

100

85

7

5-12

7.1

Z140

140

120

10

7-15

Z200

200

170

14

10-20

Z225

225

195

16

11-22

Z275

275

235

20

15-27

Z350

350

300

25

19-33

Z450

450

385

32

24-42

Z600

600

510

42

32-55

Las bobinas de acero galvanizado según las normas EN 10346 y DSTU EN 10346 también se clasifican en función de:

  • Tipos de calidad superficial:

    • А - calidad de la superficie justo después de la aplicación del revestimiento

    • В - mejora de la calidad superficial mediante el procesado en un molino de paso de piel

    • С - máxima calidad superficial obtenida también mediante el procesamiento en un molino de paso de piel; la superficie controlada debe permitir la aplicación de una capa homogénea de pintura decorativa, mientras que la otra superficie debe tener una calidad mínima B

  • Tratamiento de la superficie:

    • Pasivado químicamente - С

    • Engrasado - О

    • Pasivado y aceitado - СО

    • Tratada con fosfato - Р

    • Recubierto con aislamiento orgánico - S

  • Acabado superficial:

    • El patrón de lentejuelas estándar (brillo normal) N se obtiene dejando que el revestimiento de zinc se endurezca de forma natural

    • El patrón de lentejuelas mínimo (brillo mínimo) M se obtiene ajustando la composición del zinc fundido y las medidas especiales para el endurecimiento y/o el posterior acabado de la superficie.

Las tolerancias de geometría y tamaño de las chapas y bandas de acero recubiertas por inmersión en caliente deben cumplir los requisitos de la norma europea EN 10143 y su análoga ucraniana DSTU EN 10143.

Bobinas HDG según normas estadounidenses

La principal norma estadounidense seguida para la producción de bobinas galvanizadas en caliente con revestimiento metálico es la ASTM A653/A653M.

Los productos galvanizados pueden fabricarse con los siguientes aceros:

  • Acero comercial (CS, tipos А, В y С)

  • Acero conformable (FS, tipos А y В)

  • Acero embutido (DDS)

  • Acero estructural (SS)

  • Acero de baja aleación y alta resistencia (HSLAS, tipos А y В)

  • Acero templado por disolución (SHS)

  • Acero templable al horno (BHS)

Dependiendo de la clase de revestimiento de zinc seleccionada (G01-G360 para el sistema imperial británico, o Z001-Z1100 para el sistema internacional de unidades SI), el peso mínimo del material protector puede variar de 90 tо 1.100 g/m2 en ambas caras del producto.

La geometría y la tolerancia de tamaño de las bobinas de acero galvanizado fabricadas según ASTM A653/A653M deben cumplir los requisitos de ASTM A924/A924M.

Bobinas HDG según las normas CIS

Las principales normas que definen las especificaciones técnicas del acero cincado producido en la CEI son GOST 14918 y GOST R 52246.

GOST 14918 se aplica a las chapas y bobinas de acero laminadas en frío y galvanizadas en caliente producidas por líneas continuas de galvanización y destinadas al perfilado en frío, al revestimiento en color, a la fabricación de artículos conformados, vajillas, taras y otros artículos metálicos. Según este documento de referencia, el acero puede clasificarse en función de:

  • Aplicación: estampación en frío, perfilado en frío, revestimiento de color (skin passed), aplicación general.

  • Capacidad de embutición: embutición normal, embutición profunda, embutición extraprofunda

  • Suavidad del espesor del revestimiento de zinc: corona normal, corona menor

  • Patrón de lentejuelas: con patrón de lentejuelas, sin patrón de lentejuelas

  • Clase de grosor del revestimiento: mejorado (570-855 g/m2 por ambas caras); 1 (258-570 g/m2); 2 (142,5-258 g/m2)

El acero galvanizado fabricado conforme a GOST 14918 tiene un grosor de 0,5-2,5 mm y una anchura de 710-1.800 mm. Las dimensiones, tolerancias aceptables y otros requisitos de la gama de productos deben corresponder a GOST 19904.

La norma GOST R 52246 se aplica a la producción de bobinas de acero galvanizado con revestimiento de zinc y hierro-zinc a partir de acero de bajo contenido en carbono, destinadas a la fabricación de artículos mediante plegado y enclavamiento, así como de artículos metálicos perfilados, conformados y soldados. El acero laminado galvanizado se clasifica en función de:

  • Aplicación:

    • 01 - fabricación de productos planos y curvados planos

    • 02 - artículos para el hogar, fabricación de artículos por encolado y unión por enclavamiento

    • 03 - piezas conformadas de embutición extra profunda y perfiles complicados

    • 04 - productos estirados complejos conformados

    • 05 - productos estirados supercomplejos formados

    • 06 - productos superprofundos

    • 220, 250, 280, 320, 350 - para productos perfilados

  • Precisión de fabricación:

    • Precisión normal

    • Mayor precisión

    • Alta precisión

  • Estado de los bordes:

    • Borde del molino

    • Borde recortado

  • Peso del revestimiento de zinc - clases 60, 80, 100, 140, 180, 200, 225, 275, 350, 450, 600

  • Patrón y acabado de la superficie de la lentejuela de zinc:

    • Ángulo normal

    • Espángulo normal (piel pasada)

    • Ángulo mínimo

    • Mínimo ángulo piel-pasada

    • Hierro-zinc

    • Hierro-zinc skin-passed

  • Conservación de la superficie:

    • Pasivado
    • Engrasado

    • Pasivado y aceitado

El acero galvanizado fabricado conforme a GOST 52246 tiene un espesor de 0,3-4,5 mm y una anchura de 700-1.800 mm cuando se fabrica en planchas, o de 500-1.800 mm cuando se fabrica en bobinas. Las dimensiones, tolerancias aceptables y otros requisitos de la gama de productos deben corresponder a GOST 19903 o GOST 19904.

Producción de bobinas de acero galvanizado

Existen dos métodos muy utilizados para aplicar el revestimiento de zinc a las bobinas de acero:

  • La tecnología de galvanización en caliente (HDG) se utiliza para crear una capa protectora sumergiendo una banda de acero en un baño de zinc fundido. Las bobinas de acero galvanizado en caliente pueden producirse mediante líneas de galvanización continuas con hornos de recocido no oxidantes (método Sendzimir y sus variaciones) o aplicando fundente húmedo o seco (método Cook-Norteman y sus modificaciones). Las bobinas de acero laminadas en caliente o en frío no recocidas (totalmente duras) se utilizan como materia prima para las líneas continuas de galvanización en caliente con hornos de recocido sin oxidación. El proceso de producción implica la limpieza electroquímica, el secado y el recocido de la banda para obtener las propiedades mecánicas requeridas, seguido de la inmersión del material en un baño de zinc fundido y el control del espesor de zinc. A continuación, la banda se somete a enfriamiento forzado y acabado (pasivado, aceitado, nivelado, secado y enrollado de la bobina galvanizada). Cuando se utilizan líneas que aplican fundente húmedo o seco, la materia prima (antes de ser galvanizada) debe tener el conjunto de propiedades mecánicas requeridas, ya que dichas líneas no disponen de hornos de recocido. La banda se desengrasa primero con una solución alcalina y se decapa en ácido, tras lo cual se aplica a la banda una capa lisa de fundente compuesta por una combinación de cloruro de cinc, cloruro de amoníaco y diversos aditivos. A continuación, la banda se introduce en un horno con atmósfera protectora, donde se seca el fundente, y se sumerge en un baño de zinc fundido. El fundente elimina por completo las sustancias residuales del decapado y la humedad de la superficie metálica, y la fina película reduce la tensión superficial del zinc y garantiza la mejor humectación de la superficie metálica. La tecnología del galvanizado en caliente es bastante universal y se utiliza ampliamente en la construcción, la fabricación de maquinaria y otras industrias. La utilizan tanto las grandes acerías como las relaminadoras/revestidoras.

  • El galvanizado electrolítico es un proceso electroquímico en el que se aplica una capa de zinc en un baño de electrolitos ácidos o alcalinos. La idea principal de esta tecnología es utilizar reacciones oxidantes y reductoras, durante las cuales los electrones se mueven por la cadena de transporte de electrones, mientras que los iones de zinc del electrolito fluyen del ánodo al cátodo. Este tipo de revestimiento suele utilizarse para material de poco espesor; el grosor del revestimiento suele ser de 5-12 μm y sigue con precisión la forma del producto. La ausencia de capas frágiles intermedias hace que el revestimiento de zinc electrolítico sea más plástico en comparación con el revestimiento aplicado mediante galvanizado en caliente. Los principales ámbitos de aplicación de estos productos son la automoción, el transporte y la construcción de maquinaria, entre otros.

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