Optimizar la fabricación del fleje acero inoxidable

Indice

1. Introducción
2. Acceso al almacenamiento de las bobinas
3. Intercambio de bobina de entrada ID
4. Remplazo de la herramienta de corte
5. Gestión del producto de rechazo
6. Tensión del fleje acero inoxidable cortado
7. Intercambio de bobina de salida ID
8. Flejado de la bobina de salida OD
9. Packaging del fleje acero inoxidable
10. Trabajo y formación

1. Introducción

Debido a que la fabricación de fleje de acero inoxidable se ha trasladado al extranjero, el mercado occidental ha pasado a tener exceso de capacidad. Las empresas convertidoras de bobina acero inoxidable en banda y fleje pueden mejorar la eficiencia mediante la mejora de los equipos que utilizan en las siguientes áreas: almacenamiento de bobinas, los cambios de bobina y las herramientas de corte, el manejo de la chatarra y la tensión durante el proceso de corte.

Un tema común entre los fabricantes y centros de servicio es que la fabricación de fleje acero inoxidable se ha convertido en un proceso con márgenes muy bajos. Teniendo en cuenta la cantidad asombrosa de fabricación que se ha trasladado recientemente al extranjero, especialmente a los países asiáticos, se deduce que muchas líneas de corte longitudinal están persiguiendo a un mercado demasiado pequeño, en pocas palabras, que el mercado de corte longitudinal tiene un exceso de capacidad. La fabricación de fleje de acero al carbono ha sido la más afectada ya que requiere de tecnología menos avanzada y a menudo puede ser procesada usando mano de obra no calificada.

Para mantener un sector industrial en el país la industria debe mejorar continuamente la eficiencia. Fabricantes y procesadores pueden y deben producir nuevas máquinas que funcionen a altas velocidades y permitan configuraciones más rápidas, ya que estos son dos ingredientes esenciales para un funcionamiento eficiente. Si una nueva línea de corte longitudinal no es de última generación, al menos si es posible actualizar muchos de sus componentes con el fin de mejorar la eficiencia.

La elección de los componentes adecuados no significa necesariamente la elección de los más caros. Los procesadores de bobina deben elegir los componentes apropiados para el tipo de productos que van a producir, la frecuencia de los cambios de configuración y la mano de obra disponible para operar la línea. Algunos de los aspectos que afectan a la eficiencia de línea de corte longitudinal son el almacenamiento de las bobinas de entrada, el diámetro interior (ID) de la bobina, el acabado del acero inoxidable, el cambio de herramienta de corte longitudinal, el manejo de chatarra, y el tensado del material.

2. Acceso al almacenamiento de las bobinas

Un buen sistema de almacenamiento de bobinas puede mejorar la eficiencia al reducir el tiempo de inactividad de línea y permitiendo el uso eficiente de los puentes grúa. La posibilidad de organizar múltiples bobinas es crucial ya que evita la espera en la línea y permite al operador de la grúa recuperar y cargar siempre que sea conveniente. Dispositivos de carga de bobina comunes son tornos y mesas giratorias.

Los tornos con cuatro brazos son adecuados para muchas aplicaciones de línea de corte longitudinal. Debido a que giran permiten al operador de línea seleccionar cualquier bobina en cualquier orden. Sin embargo como sujetan las bobinas por su ID pueden estropear las bobinas más pesadas. También puede ser difícil para cargar bobinas con ID pequeños.

Los tornos con garras externas posicionan las bobinas desde el diámetro exterior (DE). Este diseño elimina el daño ID en bobinas pesadas y permite una fácil carga con una grúa. El inconveniente es que los tornos con garras por lo general se colocan en línea recta lo que requiere que el operador seleccione las bobinas en orden consecutivo.

Las mesas giratorias tienen las ventajas de los tornos internos y externos, pues posicionan la bobinas por su diámetro exterior (lo que elimina el riesgo de daños ID) y además las bridas están montadas en una placa giratoria de modo que el operador puede seleccionar las bobinas en cualquier orden.

Mesa cargadora de bobinas inoxidable

3. Intercambio de bobina de entrada ID

Los mandriles tienen un rango de expansión limitada lo que significa que pueden manejar bobinas de 16 pulgadas a 20 pulgadas o de 20 pulgadas a 24 pulgadas ID sin brida. Si el operador necesita trabajar con bobinas con un ID mayor, se requerirá el uso de algún tipo de brida. El montaje y desmontaje de las bridas puede causar un poco de tiempo de inactividad. Dos diseños muy diferentes están disponibles, pero su eficacia depende de la frecuencia con que se utilizan.

• Anillos de relleno: son una manera barata de ejecutar bobinas de mayor ID. No tienen ningún rango lo que significa que puede manejar un solo tamaño solamente. Los anillos son los mejores para el uso ocasional solamente porque a pesar de que se pueden cargar con bastante rapidez, tienen que ser cargados en cada uso de la bobina.

• Brida atornilladas: puede llevar mucho tiempo en montar, pero para varias ejecuciones tienden a ser más eficientes, ya que se quedan en el tambor y no necesitan ser cargadas en cada bobina. Las bridas se pueden hacer de plástico para la facilidad de manipulación o de acero para una mayor durabilidad. Los nuevos diseños incluyen un dispositivo de carga de velocidad y uso de pestañas en lugar de pernos. Este tipo de diseño permite que las placas se pueden montar en una debobinadora en menos de cinco minutos.

4. Remplazo de la herramienta de corte

El funcionamiento de una línea de corte de fleje acero inoxidable requiere de un sistema rápido y eficiente de cambio de las cabezas cortadoras. Tener más de una cabeza permite al operador cambiar las herramientas en línea mientras que la máquina está funcionando. Varios métodos para cambiar cabezas están disponibles, potenciando en cada caso alguno de los siguientes puntos; coste, espacio o el tiempo de carga mediante la grúa.

Las cabezas de corte que se pueden levantar con una grúa son el método menos costoso de cambio de cabezal. Este método requiere de bastante tiempo porque el personal debe quitar los sujetadores mecánicos y la grúa no puede trabajar a la vez. Los operadores deben tener cuidado con el extremo de la tapa desmontable, pues es una pieza pesada, por lo que esta actividad tiene un cierto riesgo.

Cabezales de corte con inyectores de traslado dentro y fuera de la línea en los carriles son más caros, pero los operadores pueden cambiarlos de forma segura en tan sólo dos minutos. Este diseño requiere una buena cantidad de espacio y puede bloquear la visión del operador de la línea.

Montaje rodillos de corte fleje acero inoxidable

5. Gestión del producto de rechazo

Mucha gente ve el manejo del borde chatarra como un mal necesario, con la única consideración de minimizar los desechos y con ello maximizar el rendimiento. Si se maneja mal el borde de rechazo puede provocar tiempo de inactividad excesivo en las líneas de corte longitudinal durante la fabricación de fleje de acero inoxidable. Existen tres sistemas principales para el manejo de desechos. La eficiencia de cada tipo está determinada en su mayor parte por el rango de espesor de la bobina de la línea que se ejecutará.

• Con el primer sistema, la cabeza cortadora impulsa el borde recortado en un pozo de acumulación. Más tarde, después de la bobina ha finalizado la ejecución y la línea se ha detenido realmente, un rodillo enrolla el borde de rechazo hasta formar una bola compacta. Este diseño es el más eficiente para el material de 0,005 pulgadas a 0,187 pulgadas de espesor, porque la tensión cero significa menos roturas de chatarra y el operador no se distrae por la chatarra durante la marcha de la línea. Para que funcione correctamente se requiere un pozo de acumulación de chatarra bastante grande.

• Bobinadoras de chatarra tiran de la chatarra en tensión de la cabeza cortadora mientras que la línea está en funcionamiento. Es conveniente instalarlas en pares para mantener una tensión uniforme en cada hebra de chatarra. Este diseño trabaja para el material de 0,010 pulgadas a 0,500 pulgadas de espesor pero se ajusta perfectamente en calibres medianos de hasta 0.250 pulgadas de espesor porque la chatarra de calibre ligero tiene una tendencia a romper y los desechos de gran calibre son difíciles de enrollar. El operador de línea debe prestar atención a la chatarra y mantener la tensión en cada bobinadora durante la marcha de la línea.

• Cortadores de chatarra: se encuentran justo después de la cabeza cortadora y tienen tubos o rampas que permiten la evacuación del material de rechazo durante la producción de fleje acero inoxidable. Las cuchillas pueden trabajar con material de 0,010 pulgadas a 0,750 pulgadas de espesor pero se ajustan perfectamente en calibres más. Este es el sistema más costoso pero el mayor valor de la chatarra puede ayudar a justificar el costo.

Chatarra durante el corte de fleje inoxidble

Puede seguir leyendo la segunda parte de este articulo desde Optimizar la fabricación del fleje acero inoxidable parte 2.

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Fallos frecuentes durante el corte de fleje acero inoxidable

En este artículo explicaremos como evitar los problemas que surgen durante el corte longitudinal de la bobina de acero inoxidable  y las variables a controlar para evitar la formación de rebabas, hendiduras y otras inconsistencias.

Problemas frecuentes en el corte de fleje acero inoxidable

Los problemas que pueden surgir durante el corte longitudinal de acero inoxidable son la mala calidad de los bordes, rebaba del borde, borde de la onda, marcas de cuchillas y ancho del fleje que está fuera de las especificaciones. Algunos problemas de ranurado se pueden atribuir a la mala calidad de metal sin embargo es mucho más común que los problemas sean causados por otras variables y factores durante el proceso de corte.

Muchos problemas pueden surgir durante el corte del fleje de acero inoxidable. Estos problemas incluyen la mala calidad de los bordes, rebaba del borde, etc. Cuando surgen estos problemas de corte, el borde del fleje es el primer lugar a inspeccionar.

¿Cómo se puede reconocer un buen filo? No es tan difícil como parece. En la mayoría de espesores un microscopio 30x es ideal para este propósito. Normalmente hay un nick (brillante) y una ruptura de área (sin brillo) en el borde. Si la línea es recta entre el nick y la ruptura y la fractura es limpia, que es un borde. Si la línea no es uniforme o la ruptura es abrupta, se trata de un mal borde.

Algunos problemas de ranurado se pueden atribuir a la mala calidad de metal. El corte longitudinal de fleje acero inoxidable abarca muchas variables y la mayoría de ellos se puede controlar. Para lograr un buen resultado de corte longitudinal cada variable que puede ser controlada debe ser controlada.

La producción de fleje acero inoxidable ha sido pensada como un arte, pero es cada vez más una ciencia. Debido a los avances en equipos, herramientas y el software ahora es posible controlar las variables y lograr resultados hasta hace poco imposibles.

Variables a controlar durante el corte de fleje acero inoxidable

1. Distancia de cuchillas horizontal.

Es la variable más importante. En los "viejos tiempos", el juego casi siempre se establecía del 10 por ciento del espesor de acero inoxidable. Por ejemplo se utilizaba una distancia de 0,008 pulgadas para cortar fleje acero inoxidable de 0,080 pulgadas de espesor. Hay algunos espesores y tipos de acero en los que la regla del 10 por ciento funciona, pero no esta regla no se puede aplicar en el 100% de los casos.

Cuanto más fino sea el fleje más difícil es lograr el juego correcto. Por el contrario en flejes más gruesos, las viejas reglas son aún menos aplicables. Los nuevos tipos de metales han sido diseñados para fines específicos y tienen propiedades mecánicas diferentes de las aleaciones de hace unos años. Esto es cierto tanto para el corte de fleje de acero inoxidable como aluminio, cobre, latón u otros compuestos de nuevo diseño. Cada metal tiene un juego de cuchillas óptimo e incluso el mismo metal de un proveedor diferente requiere una preparación de cuchillas diferentes.

Una excesiva holgura vertical de la cuchilla o superposición puede ser el culpable de una multitud de defectos en el fleje acero inoxidable tales como borde ondulado, ballesta, comba o marcas de cuchilla profundas. Una mala configuración también puede  dañar las herramientas (cuchillas y/o anillos) e incluso la slitter.

¿Cómo saber que juego es el correcto? La respuesta es simple! El que le da el mejor resultado. No hay fórmulas o ecuaciones que funcionan en todos los casos (o incluso en una mayoría de los casos). Por lo tanto es esencial mirar los resultados y luego ajustar según sea necesario. 

2. Herramientas

Es una gran parte de la ecuación. Contribuirá bien a una buena puesta a punto o provocará una mala. Cuando la herramienta se fabrica y se cuida correctamente no sólo puede crear buenos bordes sino que también ayuda a mantener las cuchillas afiladas y durante más tiempo. Si la herramienta está en malas condiciones o no se ha fabricado siguiendo las especificaciones correctas es muy difícil -si no imposible- obtener el juego preciso entre las cuchillas.

Los operadores se vuelven muy hábiles en "arreglar" la configuración para conseguir que se ejecute. Sin embargo si la instalación no necesitara de ser ajustada, el tiempo de preparación se vería disminuido sensiblemente. Siempre es mejor y mucho más barato hacerlo bien la primera vez que tener que ajustar.

Si quieres que tu fleje inoxidable tenga buenos bordes  prepara  la herramienta correcta, mantenla en perfecto estado y utilizarla siguiendo las instrucciones. Cuando los espaciadores estén dañados (muescas y abolladuras) no van a asentar correctamente. Esto provocará holguras horizontales. Además las cuchillas pueden tambalearse causando variaciones que se traducirán en un borde de mala calidad o desigual.

Herramientas dañadas pueden causar que las cuchillas choquen, produciendo virutas y rasguños en los bordes de corte de la cuchilla, provocando a su vez flejes con bordes de baja calidad. Herramientas que no estén fabricadas con las tolerancias correctas para la aplicación actuarán como si estuvieran dañadas. Herramientas sin calces significa que no se requieren cuñas por lo que si se deben usar calzas algo está mal.

Herramientas de calidad asegura buenas configuraciones ,bordes controlados y larga vida de las cuchillas. Si se encuentra con problemas en su fleje de acero inoxidable y usted sospecha que su herramienta es la causa, compruebe si está dañado o hágala inspeccionar por un fabricante autorizado. 

3. Cortadora de fleje tipo slitter

Aún así, el mejor utillaje no será una panacea. Si la máquina no se ha mantenido, los cojinetes están flojos, o los hombros están dañados su fleje acero inoxidable será de una calidad mediocre. Formación e inspección por parte de un experto puede ayudarle.

4. Fleje de inoxidable con rebabas

Es un defecto típico de los bordes que puede surgir durante el corte longitudinal. La principal causa de rebabas es un espacio libre de la cuchilla horizontal incorrecto (demasiado apretado o demasiado flojo). Un espacio libre incorrecto provoca automáticamente un borde de mala calidad. De hecho una de las características de un borde de mala calidad son las rebabas.

Si el espacio horizontal es demasiado flojo el metal se estira alrededor de la cuchilla y se rasga. Si por el contrario el espacio horizontal es demasiado estrecho se requiere mucha más fuerza para cortar el material. La única manera que usted puede aplicar más fuerza es bajar los cuchillos y esto produce rebabas.

Además un cuchillo sin filo crea automáticamente rebabas. El material se envuelve alrededor de la esquina sin brillo del cuchillo y se rasga. Por lo tanto es importante usar la cuchilla adecuada durante la producción de fleje de acero inoxidable. Una cuchilla que se desgaste demasiado rápido provocará que aparezcan rebabas. Por otro lado si los bordes de las cuchillas se estropean porque son demasiado frágiles tendrá que volver a hacer la configuración y usted perderá el tiempo. Es preferible utilizar la cuchilla más resistente al desgaste para que el borde permanezca afilado durante el mayor período de tiempo.

Un juego de cuchillas vertical que se establece demasiado profunda (demasiada superposición) también causa rebabas.

5. Fleje con borde en forma de onda

Aunque la onda de borde puede ser causada por el estrés en el metal , la mayoría de la ondas en el fleje acero inoxidable indican un juego (o superposición) excesiva. Otros factores que contribuyen son una deficiente configuración de los anillos de corte. Si los anillos son demasiado pequeños usted tiende a bajar los cuchillos para superar el deslizamiento. Si los anillos son muy grandes el acero inoxidable se estirará en los bordes creando una onda. 

6. Marcas de cuchilla en el fleje

Marcas de cuchilla  en el fleje de acero inoxidable son casi siempre causadas por una mala configuración de los anillos de la slitter. En los viejos tiempos los anillos eran todos del mismo tamaño y dureza. Incluso hoy en día algunos operadores envuelven cinta alrededor de las cuchillas para que el borde no cortante no marque el fleje. Si usted hace esto es mejor que evite esta práctica. Es peligroso envolver con cinta las cuchillas y además contribuye a la mala calidad del borde del fleje en forma de rebabas y bordes de onda. Las prácticas apropiadas de anillo separador incluyen la utilización de anillos machos y anillos hembras de diferentes tamaños, colores y durezas. El tamaño y la dureza no son constantes absolutas y pueden variar de una máquina a otra. El tamaño debe variar en función del material y el grosor de mismo.

7. Fleje con comba

Un fleje en forma de comba puede ser el resultado de las tensiones en la bobina principal. Si la curvatura es siempre en una dirección, una buena manera de comprobar si la curvatura es causada por una bobina de acero inoxidable de mala calidad es cortar la bobina al revés. Si la inclinación es en la dirección opuesta , el ángulo de caída ha sido causado por las tensiones en la bobina principal. Si no la curvatura no es de la bobina de acero inoxidable, sino de un corte longitudinal mal realizado.

8. Fleje con ballesta

Al igual que la comba la ballesta puede ser causada por un defecto en la bobina principal o durante el proceso de corte. Por lo general la ballesta es causada por el exceso de solapamiento (altura libre) o por una mala configuración de los anillos (principalmente por un tamaño equivocado). Si los anillos macho son demasiado grandes o los anillos hembra son demasiado pequeños, pueden provocar ballesta en el fleje acero inoxidable.

9. Ancho de hendidura

Algunas variables que pueden provocar que el ancho de hendidura esté fuera de tolerancias son un juego de cuchillas incorrecto, herramientas desgastadas, maquinaría con un pobre mantenimiento o una deficiente configuración de los anillos. Si el espacio horizontal no está bien, el ancho cambiará. Si los separadores de los anillos no se utilizan correctamente el ancho cambiará. Diferentes metales reaccionan de manera diferente al corte.

Por último cada máquina, cada material y cada conjunto de herramientas pueden significar configuraciones diferentes. Por lo tanto usted debe registrar los resultados de cada operación de corte y mejorar de forma continúa mediante el seguimiento de los resultados.

Los fabricantes de herramientas sabe acerca de su funcionamiento, por lo que son los mejor preparados para ayudarle a escoger el modelo de cuchilla adecuado y le aconsejarán sobre las distancias óptimas de cuchilla. Si usted no entiende las buenas prácticas de los anillos de corte será difícil de configurar correctamente la máquina para obtener un fleje acero inoxidable de gran calidad, por lo que le recomendamos tener formación sobre las prácticas adecuadas de corte longitudinal de la bobina, ya que para cada escenario será necesario aplicar una configuración diferente.

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