Adaptado de la 3ra edición, Enciclopedia de Salud y Seguridad Ocupacional.
Agradecimientos: La descripción de las operaciones de los trenes de laminación en frío y en caliente se utiliza con autorización del American Iron and Steel Institute.
Los desbastes de acero calientes se convierten en largas bobinas de láminas delgadas en laminadores continuos de bandas en caliente. Estas bobinas se pueden enviar a los clientes o se pueden limpiar y laminar en frío para fabricar productos. Consulte la figura 1 para ver una línea de flujo de los procesos.
Figura 1. Línea de flujo de productos laminados en frío y en caliente
Laminación en caliente continua
Un tren de laminación en caliente continuo puede tener un transportador de varios miles de pies de largo. El planchón de acero sale de un horno de recalentamiento de planchón hacia el comienzo de la cinta transportadora. La cascarilla de la superficie se elimina de la losa calentada, que luego se vuelve más delgada y más larga a medida que se aprieta con rodillos horizontales en cada tren, generalmente llamados soportes de desbaste. Los rollos verticales en los bordes ayudan a controlar el ancho. Luego, el acero ingresa a los soportes de acabado para la reducción final, viajando a velocidades de hasta 80 kilómetros por hora mientras cruza la mesa de enfriamiento y se enrolla.
La chapa de acero laminada en caliente normalmente se limpia o decapa en un baño de ácido sulfúrico o clorhídrico para eliminar el óxido superficial (incrustaciones) formado durante la laminación en caliente. Un decapado moderno opera continuamente. Cuando una bobina de acero está casi limpia, su extremo se corta en escuadra y se suelda al comienzo de una nueva bobina. En el decapado, un molino templado ayuda a romper la cascarilla antes de que la hoja ingrese a la sección de decapado o limpieza de la línea.
Un acumulador está ubicado debajo de los tanques de decapado revestidos de caucho, las enjuagadoras y las secadoras. La chapa acumulada en este sistema alimenta los tanques de decapado cuando se detiene la entrada final de la línea para soldar una nueva bobina. Por lo tanto, es posible limpiar una sábana continuamente a una velocidad de 360 m (1,200 pies) por minuto. Un sistema de bucle más pequeño en el extremo de entrega de la línea permite el funcionamiento continuo de la línea durante las interrupciones para el bobinado.
Laminado en frío
Las bobinas de láminas de acero laminadas en caliente y limpias pueden laminarse en frío para hacer un producto más delgado y más suave. Este proceso le da al acero una mayor relación resistencia-peso que la que se puede fabricar en un tren de laminación en caliente. Un laminador en frío moderno en tándem de cinco cajas puede recibir una lámina de aproximadamente 1/10 de pulgada (0.25 cm) de espesor y 3/4 de milla (1.2 km) de largo; 2 minutos más tarde, esa hoja se habrá enrollado a 0.03 pulgadas (75 mm) de espesor y tendrá más de 2 millas (3.2 km) de largo.
El proceso de laminado en frío endurece la lámina de acero, por lo que generalmente debe calentarse en un horno de recocido para que sea más conformable. Las bobinas de chapas laminadas en frío se apilan sobre una base. Se colocan cubiertas sobre las pilas para controlar el recocido y luego se baja el horno sobre las pilas cubiertas. El calentamiento y enfriamiento de la chapa de acero puede demorar 5 o 6 días.
Una vez que el acero se ha ablandado en el proceso de recocido, se utiliza un molino templado para darle al acero la planitud, las propiedades metalúrgicas y el acabado superficial deseados. El producto puede enviarse a los consumidores en forma de bobinas o recortado lateralmente o cortado en longitudes cortadas.
Riesgos y su prevención
Accidentes. La mecanización ha reducido el número de puntos de atrapamiento en la maquinaria, pero todavía existen, especialmente en las plantas de laminación en frío y en los departamentos de acabado.
En la laminación en frío, existe el riesgo de atrapamiento entre los rodillos, especialmente si se intenta la limpieza en movimiento; Los puntos de contacto de los rollos deben protegerse de manera eficiente y se debe ejercer una supervisión estricta para evitar la limpieza en movimiento. Las máquinas de cizalla, corte, recorte y guillotina pueden causar lesiones graves, a menos que las partes peligrosas estén bien protegidas. Un programa efectivo de bloqueo/etiquetado es esencial para el mantenimiento y la reparación.
Se pueden sufrir lesiones graves, especialmente en laminación en caliente, si los trabajadores intentan cruzar los transportadores de rodillos en puntos no autorizados; se debe instalar un número adecuado de puentes y hacer cumplir su uso. Los lazos y los latigazos pueden causar lesiones y quemaduras extensas, incluso la amputación de las extremidades inferiores; donde la mecanización completa no ha eliminado este peligro, se necesitan postes protectores u otros dispositivos.
Debe prestarse especial atención al riesgo de cortes para los trabajadores en los trenes de laminación de bandas y láminas. Estas lesiones no solo son causadas por el metal laminado delgado, sino también por las correas de metal utilizadas en las bobinas, que pueden romperse durante la manipulación y constituir un peligro grave.
El uso de grandes cantidades de aceites, inhibidores de óxido, etc., que generalmente se aplican por pulverización, es otro peligro que se encuentra comúnmente en los trenes de laminación de láminas. A pesar de las medidas de protección adoptadas para el confinamiento de los productos pulverizados, a menudo se acumulan en el suelo y en las vías de comunicación, donde pueden provocar resbalones y caídas. Por lo tanto, se deben proporcionar rejillas, materiales absorbentes y botas con suelas antideslizantes, además de la limpieza regular del piso.
Incluso en los trabajos automatizados, se producen accidentes en los trabajos de conversión al cambiar los rodillos pesados en las cajas. Una buena planificación a menudo reducirá el número de cambios de rollo necesarios; es importante que este trabajo no se realice bajo presión de tiempo y que se proporcionen las herramientas adecuadas.
La automatización de las plantas modernas está asociada con numerosas averías menores, que a menudo son reparadas por la tripulación sin detener la planta o partes de ella. En tales casos, puede suceder que se olvide hacer uso de las protecciones mecánicas necesarias, y la consecuencia pueden ser accidentes graves. Con frecuencia se pasa por alto el peligro de incendio que implican las reparaciones de los sistemas hidráulicos. La protección contra incendios debe planificarse y organizarse con especial cuidado en plantas que contienen equipos hidráulicos.
Las tenazas que se usan para sujetar material caliente pueden chocar entre sí; las llaves cuadradas que se utilizan para mover manualmente secciones laminadas pesadas pueden causar lesiones graves en la cabeza o en la parte superior del torso por contragolpe. Todas las herramientas manuales deben estar bien diseñadas, inspeccionadas con frecuencia y bien mantenidas. Los remaches de las tenazas que se usan en los molinos deben renovarse con frecuencia; se deben proporcionar llaves de estrella y llaves de impacto para las cuadrillas de cambio de rollos; No se deben utilizar llaves de extremo abierto dobladas hacia afuera. Los trabajadores deben recibir una formación adecuada en el uso de todas las herramientas manuales. Se deben hacer los arreglos adecuados para el almacenamiento de todas las herramientas manuales.
Muchos accidentes pueden ser causados por elevación y manipulación defectuosas y por defectos en las grúas y los aparejos de elevación. Todas las grúas y aparejos de elevación deberían someterse a un sistema regular de examen e inspección; se necesita especial cuidado en el almacenamiento y uso de las eslingas. Los conductores de grúas y los honderos deben ser especialmente seleccionados y capacitados. Siempre existe el riesgo de accidentes debido al transporte mecánico: las locomotoras, los vagones y los bogies deben recibir un buen mantenimiento y debe aplicarse un sistema bien entendido de advertencia y señalización; Deben mantenerse vías de paso despejadas para carretillas elevadoras y otros camiones.
Muchos accidentes son causados por caídas y tropiezos o pisos mal mantenidos, por material mal apilado, por extremos de palanquilla que sobresalen y rodillos de apoyo, etc. Los peligros pueden eliminarse mediante un buen mantenimiento de todas las superficies del piso y los medios de acceso, pasillos claramente definidos, apilado adecuado de materiales y limpieza regular de escombros. Una buena limpieza es esencial en todas las partes de la planta, incluidos los patios. Se debe mantener un buen nivel de iluminación en toda la planta.
En la laminación en caliente, las cascarillas de laminación pueden causar quemaduras y lesiones en los ojos; Los protectores contra salpicaduras pueden reducir efectivamente la expulsión de incrustaciones y agua caliente. Las partículas de polvo o el latigazo de las eslingas de cable pueden causar lesiones en los ojos; los ojos también pueden verse afectados por el deslumbramiento.
El equipo de protección personal (EPP) es de gran importancia en la prevención de accidentes en trenes de laminación. Se deben usar cascos, zapatos de seguridad, polainas, protección para los brazos, guantes, protectores para los ojos y gafas para enfrentar el riesgo apropiado. Es esencial asegurar la cooperación de los empleados en el uso de dispositivos de protección y el uso de ropa protectora. Es importante la formación, así como una organización eficaz de prevención de accidentes en la que participen los trabajadores o sus representantes.
Calor. Niveles de calor radiante de hasta 1,000 kcal/m2 han sido medidos en puntos de trabajo en trenes de laminación. Las enfermedades causadas por el estrés por calor son una preocupación, pero los trabajadores de las plantas modernas generalmente están protegidos mediante el uso de púlpitos con aire acondicionado. Consulte el artículo “Fabricación de hierro y acero” para obtener información sobre la prevención.
Ruido. En toda la zona de laminación se genera un ruido considerable procedente de la caja de engranajes de los rodillos y de las máquinas enderezadoras, de las bombas de agua a presión, de las cizallas y sierras, del vertido de productos terminados en un foso y de la detención de los movimientos del material con placas metálicas. El nivel general de ruidos de funcionamiento puede oscilar entre 84 y 90 dBA, y no son inusuales los picos de hasta 115 dBA o más. Consulte el artículo “Fabricación de hierro y acero” para obtener información sobre la prevención.
Vibración. La limpieza de los productos terminados con herramientas de percusión de alta velocidad puede provocar cambios artríticos en los codos, hombros, clavícula, cúbito distal y articulación del radio, así como lesiones en el hueso escafoides y lunatum.
Los trabajadores del tren de laminación pueden sufrir defectos en las articulaciones del sistema de manos y brazos debido al efecto de retroceso y rebote del material introducido en el espacio entre los rodillos.
Gases y vapores nocivos. Cuando se lamina acero aleado con plomo o se utilizan discos de corte que contienen plomo, se pueden inhalar partículas tóxicas. Por lo tanto, es necesario monitorear constantemente las concentraciones de plomo en el lugar de trabajo, y los trabajadores que puedan estar expuestos deben someterse periódicamente a exámenes médicos. El plomo también puede ser inhalado por escarbadores de llamas y cortadores de gas, quienes al mismo tiempo pueden estar expuestos a óxidos de nitrógeno (NOx), cromo, níquel y óxido de hierro.
La soldadura a tope está asociada con la formación de ozono, que puede causar, si se inhala, una irritación similar a la del NOx. Los asistentes de hornos de pozo y hornos de recalentamiento pueden estar expuestos a gases nocivos, cuya composición depende del combustible utilizado (gas de alto horno, gas de horno de coque, petróleo) y generalmente incluye monóxido de carbono y dióxido de azufre. Puede ser necesario LEV o protección respiratoria.
Los trabajadores que lubrican los equipos de laminación con neblina de aceite pueden sufrir problemas de salud debido a los aceites utilizados y a los aditivos que contienen. Cuando se utilicen aceites o emulsiones para enfriar y lubricar, se debe asegurar que las proporciones de aceite y aditivos sean correctas para evitar no solo la irritación de las mucosas sino también dermatitis aguda en los trabajadores expuestos. Ver el artículo “Lubricantes industriales, fluidos para trabajar metales y aceites automotrices” en el capítulo Industria metalúrgica y de procesamiento de metales.
Se utilizan grandes cantidades de agentes desengrasantes para las operaciones de acabado. Estos agentes se evaporan y pueden inhalarse; su acción no sólo es tóxica, sino que también provoca el deterioro de la piel, que puede desengrasarse cuando los disolventes no se manipulan adecuadamente. Se debe proporcionar LEV y se deben usar guantes.
ácidos. Los ácidos fuertes en los talleres de decapado son corrosivos para la piel y las membranas mucosas. Se deben usar LEV y EPP apropiados.
Radiación ionizante. Los rayos X y otros equipos de radiación ionizante pueden usarse para medir y examinar; se requieren precauciones estrictas de acuerdo con las regulaciones locales.