El laminado en frío de cobre, aleaciones de cobre, aleaciones de acero inoxidable y otras bandas metálicas requiere aceites de laminado en frío para equilibrar las propiedades de fricción y enfriar la banda y los rodillos. Aunque los laminadores en frío son esenciales para producir flejes de alta calidad, también presentan riesgos potenciales de incendio, sobre todo debido al aceite lubricante utilizado en el proceso de laminado en frío.

Parámetros clave de un incendio

Un incendio no puede iniciarse ni mantenerse sin la presencia de tres componentes clave: combustible, oxígeno y una fuente de ignición. Cuando los tres elementos se juntan en las proporciones adecuadas, el fuego puede encenderse. Esto también se conoce como el triángulo del fuego.

El aceite de laminación en frío del laminador es un combustible excelente debido a su naturaleza de viscosidad relativamente baja, punto de inflamación moderado y su presencia en el aire en forma de vapor y gotitas en suspensión. Tenga en cuenta que, en caso de que se utilice una emulsión como fluido de laminación en frío, el riesgo de incendio es muy bajo, ya que una emulsión suele contener entre un 1% y un 10% de materia orgánica y entre un 90% y un 99% de agua.

El oxígeno es otro elemento del triángulo del fuego. Para que se produzca la combustión, el oxígeno del aire debe estar disponible en cantidades suficientes. El aire está compuesto por aproximadamente un 21% de oxígeno, lo que suele ser suficiente para mantener la combustión. En entornos con poco oxígeno, el fuego puede tener dificultades para encenderse o mantenerse. Por ejemplo, las atmósferas inertes en los hornos de recocido, o también dentro del propio aceite no es suficiente oxígeno para crear un incendio, por lo que en caso de un gran exceso de aceite pulverizado dentro del tren de laminación en frío, la cantidad de oxígeno puede no ser suficiente para un incendio. Obviamente, esto depende en gran medida de la cantidad de aceite en relación con la cantidad de aire presente. Un riesgo especialmente alto es una relación estequiométrica en la que la relación combustible-oxígeno es ideal para que se produzca un incendio o una explosión. La relación estequiométrica es el equilibrio perfecto entre combustible y oxígeno en el que la combustión es completa y no hay exceso de combustible ni de oxígeno.

Cuando el combustible y el oxígeno están presentes en cantidades y proporción suficientes, también se requiere una fuente de ignición para iniciar un incendio. La fuente de ignición puede ser calor procedente de una chispa, llamas abiertas o superficies calientes. En una operación estándar de laminación en frío, no existe tal fuente de ignición. Sin embargo, por ejemplo, una rotura de banda, interruptores electrónicos o un mal funcionamiento mecánico pueden proporcionar una fuente de ignición para iniciar un incendio.

Las propiedades del aceite de laminación en frío influyen en el riesgo de incendio

Aunque el aceite de laminación en frío es un combustible por naturaleza, algunas propiedades del aceite desempeñan un papel importante y pueden ajustarse para reducir el riesgo de incendio. El aceite como líquido no se incendia inmediatamente. Para convertirse en un excelente combustible necesita estar presente como moléculas de aceite separadas cerca de moléculas de oxígeno. Una fuente de ignición puede iniciar la reacción de oxidación (fuego) entre las moléculas de combustible y las moléculas de oxígeno cuando están próximas entre sí. Básicamente, las moléculas de aceite tienen que evaporarse del aceite líquido al aire para convertirse en el combustible necesario para un incendio.

El punto de inflamación de un aceite de laminación en frío es una propiedad importante y se refiere a la temperatura más baja a la que el aceite produce suficiente vapor para formar una mezcla inflamable con el aire. Cuando el aceite alcanza esta temperatura, puede inflamarse si se expone a una chispa, llama o fuente de calor. Obviamente, cuanto más bajo sea el punto de inflamación, mayor será el riesgo de que se cumplan las condiciones del triángulo de fuego. Por lo tanto, se prefieren los aceites de laminación en frío con puntos de inflamación más altos. En general, los aceites con puntos de inflamación más altos también tienen viscosidades más altas. La viscosidad de un aceite de laminación en frío es un parámetro clave en la laminación en frío, por lo que aumentar la viscosidad debido a su punto de inflamación asociado no es evidente. Sin embargo, es posible aumentar el punto de inflamación y mantener la viscosidad utilizando las materias primas necesarias para formular el aceite de laminación en frío.

Otra propiedad importante es el tamaño de las gotas suspendidas en el aire. En la laminación en frío, los aceites suelen aplicarse mediante boquillas pulverizadoras u otros sistemas de nebulización. Estos sistemas pulverizan el aceite de laminación en frío en pequeñas gotas, que pueden quedar suspendidas en el aire. El tamaño de estas gotitas de aceite, que puede variar de micras a tamaños más grandes, desempeña un papel clave en la forma en que el aceite interactúa con la superficie metálica y la eficacia con la que lubrica, expulsa las partículas y enfría la banda y los rodillos de trabajo durante el proceso de laminado. El tamaño de estas gotas de aceite suspendidas en el aire también tiene consecuencias en lo que respecta al riesgo de incendio. En un líquido a granel, la superficie disponible para que las moléculas de aceite se evaporen es limitada, pero las gotitas aumentan drásticamente la superficie de aceite-aire. Una mayor superficie permite que se evaporen más moléculas de aceite. El punto de inflamación indica la velocidad de evaporación de las moléculas de aceite. Ambos combinados dan una idea de la cantidad de moléculas de aceite que se encuentran en fase de vapor. Por tanto, un punto de inflamación bajo combinado con una gran superficie (pequeñas gotas en el aire) da como resultado más moléculas de aceite en la fase de vapor, en estrecha proximidad con el oxígeno, por lo que el riesgo de incendio es mayor. Con aditivos específicos se puede influir en el tamaño de las gotas suspendidas en el aire.

Características del aceite de laminación en frío

Los aceites de laminación en frío están diseñados para cumplir muchos parámetros. No sólo el rendimiento de lubricación y refrigeración en la laminación en frío, sino también el perfil medioambiental y de seguridad desempeñan un papel importante. Los aceites de laminación en frío pueden diseñarse para ayudar a reducir el riesgo de incendio. Por ejemplo, los aditivos para aumentar la naturaleza del aceite en suspensión en el aire para que se condense más rápidamente en gotas grandes con el fin de reducir la superficie total de las gotas y, al mismo tiempo, eliminar mejor el aceite del aire. Asimismo, la optimización de la formulación para aumentar el punto de inflamación y el punto de ebullición inicial del aceite de laminación en frío para que se evapore menos al entrar en contacto con altas temperaturas reduce la cantidad de vapor de aceite en el aire. La gama de productos Q8 Bach RSD es un ejemplo de este diseño y desarrollo especiales para mejorar el perfil de seguridad y cumplir los requisitos mínimos de punto de inflamación exigidos por las compañías de seguros.

Observaciones

Q8Oils colabora estrechamente con sus clientes para mejorar su proceso de laminación en frío con composiciones de aceite personalizadas. Una parte importante de las mejoras es la correcta comprensión de todos los requisitos, los parámetros de funcionamiento de los trenes de laminación en frío y otros pasos de todo el proceso. El mercado muestra tendencias hacia chapas más finas, mejor acabado superficial, mayor productividad, mejor perfil de seguridad, menor impacto medioambiental y ahorro de costes. Q8Oils se compromete a formular los aceites de laminación en frío que puedan apoyar estas mejoras continuas.

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