Proceso de Fabricación de la Hojalata

Producción del Acero
El proceso de producción de la hojalata comienza en el alto horno y en la fundición de estaño, aunque en la práctica, se considera que todo empieza con la fabricación del acero base.

Fabricación del Acero Base
El acero base es el cuerpo y la esencia de la hojalata, determinando sus propiedades finales. La fabricación del acero base es un proceso que se inicia con la obtención de acero en bruto en estado líquido, a partir de dos procedimientos básicos: utilizando mineral de hierro o chatarra reciclada.
A. Proceso de Fundición a partir de Mineral de Hierro: En este método, el mineral de hierro es sometido a un proceso de fundición para obtener acero líquido. La calidad del acero depende de la composición y limpieza lograda durante este proceso.
B. Proceso a partir de Chatarra: La chatarra también se utiliza como materia prima para la producción de acero. De hecho, todos los envases de hojalata contienen un porcentaje de material reciclado, lo que demuestra el compromiso de la industria con la sostenibilidad y la economía circular.
Composición del Acero Base: La composición del acero base es un factor crítico que se decide en el momento de su fabricación, definiendo su futura utilización como producto laminado. El acero base utilizado en la fabricación de la hojalata es del tipo bajo en carbono, con un contenido de carbono que varía entre 0,03% y 0,13%. Este acero suele venir en planchas de longitud de entre 5 y 20 metros, con una anchura ligeramente superior a un metro y de espesor de 20 cm.

Laminación en Caliente de la Hojalata
Etapas del Proceso de Laminación en Caliente
Calentamiento: La laminación en caliente inicia con el calentamiento de los slabs o planchones de acero en hornos. Este calentamiento es fundamental para alcanzar la maleabilidad necesaria en el acero, permitiendo su posterior deformación. La temperatura de calentamiento oscila entre 1150 °C y 1250 °C, y es crucial llevar un control estricto de la temperatura y la atmósfera del horno para garantizar la calidad superficial del producto acabado.

Desbaste: En esta fase, se lleva a cabo una reducción preliminar del espesor del acero. Se utiliza un tren de desbaste, que puede reducir el espesor inicial de la plancha entre el 25% y el 50% por caja. La laminación en esta etapa se realiza en fase austenítica, donde tanto el desbaste como el acabado se efectúan a alta temperatura. Sin embargo, esta fase presenta desafíos en términos de productividad y calidad del material.

Acabado: Posteriormente, el material pasa al tren de acabado, que consta de varias cajas que reducen aún más el espesor del acero. Las reducciones sucesivas pueden variar entre un 25% y un 30%, excepto en la última caja, que realiza una reducción aproximada del 10%. La temperatura de acabado es de aproximadamente 800 °C a 900 °C, y es controlada mediante enfriamiento con agua.

Enfriamiento y Bobinado: Después del acabado, el material se enfría hasta alcanzar temperaturas de 500 °C a 700 °C y se procede al bobinado. El objetivo de esta etapa es obtener bobinas de dimensiones determinadas, listas para el siguiente proceso de fabricación.

Decapado en la Hojalata.
¿Qué es el Decapado?
El decapado es un tratamiento químico que se aplica a las láminas de acero para retirar impurezas, óxidos y escamas que se han formado en la superficie del metal durante los procesos anteriores, como el laminado en caliente. La presencia de estas impurezas puede afectar negativamente la calidad del recubrimiento posterior y la formabilidad del material.

Proceso de Decapado en la Producción de Hojalata
Preparación: Antes del decapado, las bobinas de acero se desenrollan y se cortan.
Inmersión en Baños Ácidos: Las láminas se sumergen en baños de ácido, comúnmente ácido clorhídrico o ácido sulfúrico, que disuelven y eliminan la capa de óxido.
Lavado: Tras el tratamiento ácido, las láminas se lavan con agua para eliminar los residuos de ácido y evitar la corrosión futura.
Secado: Las láminas se secan para eliminar cualquier resto de humedad que pueda afectar las etapas siguientes, como la laminación en frío.

Control de Calidad en el Decapado
El control de calidad es crucial en el proceso de decapado. Se deben monitorizar varios parámetros para asegurar que la superficie del acero quede limpia y lista para la laminación en frío y el recubrimiento de estaño:
Concentración de Ácido: Se controla la concentración de ácido en los baños para garantizar una eliminación eficiente del óxido sin dañar el metal base.
Tiempo de Inmersión: Se ajusta el tiempo de inmersión para asegurar que toda la superficie se trate adecuadamente.
Temperatura del Baño: Se mantiene una temperatura óptima para maximizar la eficacia del proceso de decapado.

Laminación en Frío.
Objetivo del Proceso
El principal objetivo de la laminación en frío es obtener un espesor de hojalata uniforme y preciso, adecuado para la producción de envases metálicos. Este proceso no solo reduce el espesor sino que también mejora las propiedades mecánicas y la superficie del material.

Descripción del Proceso
Durante la laminación en frío, la banda de acero se hace pasar por una serie de rodillos a temperatura ambiente. La presión ejercida por los rodillos reduce el espesor de la banda sin que esta se caliente. Este proceso incrementa la resistencia y la dureza del acero, al mismo tiempo que mejora la calidad de la superficie, lo cual es esencial para la posterior aplicación de revestimientos y para asegurar una buena calidad de impresión en los envases.

Ventajas de la Laminación en Frío
Mejora de las Propiedades Mecánicas: Aumenta la resistencia a la tracción y la dureza del material, lo que es beneficioso para la manipulación y formación de los envases.
Superficie Uniforme: Proporciona una superficie lisa y uniforme que es ideal para la aplicación de revestimientos y la impresión de alta calidad.
Precisión en el Espesor: Permite un control preciso del espesor del material, lo que es crítico para la estandarización de los envases metálicos.

Recocido y Tratamiento Térmico de Metales
Tiene como objetivo principal devolver la ductilidad al acero tras el proceso de laminación en frío, a través de la recristalización del material. Existen dos métodos predominantes de recocido: en campana (BA, por sus siglas en inglés Batch Annealing) y continuo (CA, Continuous Annealing).

Recocido en Campana (BA)
El recocido en campana es un proceso discontinuo que se realiza calentando varias bobinas apiladas bajo una campana en atmósfera reductora a una temperatura de 680°C durante un tiempo prolongado, que puede alcanzar al menos 85 horas. Este proceso se divide en etapas de calentamiento, mantenimiento de la temperatura y enfriamiento bajo campana seguido de un enfriamiento acelerado al aire libre.
En términos de propiedades mecánicas, el recocido en campana tiende a producir un acero con un límite elástico menor y un mayor alargamiento, lo que se traduce en una mejor ductilidad. Este tipo de acero es preferido para aplicaciones que requieren una mayor capacidad de deformación sin fractura, como puede ser la embutición profunda.

Recocido Continuo (CA)
Por otro lado, el recocido continuo implica el calentamiento de la banda de acero que circula a través de un horno a una temperatura de 630°C, donde cada punto del material permanece al menos 1,5 minutos. Este proceso es integrado y continuo, y ofrece varias ventajas como la reducción de los materiales en curso de fabricación y los plazos de fabricación.

El acero recocido continuamente suele presentar un límite elástico más alto y un menor alargamiento en comparación con el BA, así como una menor tendencia al orejeo. Esto se debe a que el ciclo rápido de recocido promueve la formación de granos finos equiaxiales, resultando en un metal más isótropo con propiedades mecánicas superiores. Además, el CA mejora la resistencia a la corrosión, ya que no permite que elementos como el carbono y el manganeso se desplacen hasta la superficie del material.

Temperizado de la Hojalata en la Fabricación de Envases Metálicos
Este tratamiento térmico ajusta las propiedades mecánicas de la hojalata para obtener la dureza y la maleabilidad adecuadas.

El Proceso de Temperizado
El temperizado se realiza después del recocido, donde la banda de acero ha perdido su dureza y necesita ser ajustada a los valores necesarios para su conformado en envases. Este proceso consiste en una o dos cajas de rodillos donde la banda recibe una laminación suave, realizada en seco, que reduce ligeramente su espesor (menos del 2%) y al mismo tiempo mejora la superficie y refuerza su planitud.

Trenes de Temperizado
Los trenes de temperizado de mayor potencia y con el uso de lubricantes (en húmedo) permiten un control más preciso del proceso. La banda de acero se somete a una tensión controlada mientras pasa a través de los rodillos, ajustando su dureza y textura superficial. Este paso es esencial para garantizar la calidad de impresión y la adhesión de barnices en etapas posteriores.

Objetivos del Temperizado
Ajuste de la Dureza: El objetivo principal del temperizado es ajustar la dureza de la hojalata a los valores necesarios para su manipulación y formado en envases metálicos.
Mejora de la Superficie: El temperizado refina la superficie de la hojalata, lo que es crucial para la calidad de impresión y la adhesión de recubrimientos protectores.
Control de la Planitud: Una banda plana es esencial para la eficiencia en las líneas de producción de envases y para evitar defectos durante el conformado de los envases.

Consideraciones Técnicas
Control de la Tensión: Es fundamental mantener una tensión uniforme en la banda durante el temperizado para evitar la formación de arrugas o tensiones residuales.
Lubricación: El uso de lubricantes en el temperizado húmedo ayuda a proteger la superficie de la hojalata y a mejorar la calidad del acabado.
Temperatura y Velocidad: Se deben controlar la temperatura y la velocidad de la banda para asegurar la uniformidad del proceso.

Estañado Electrolítico
¿Qué es el Estaño Electrolítico?
El estaño electrolítico es una técnica de recubrimiento que utiliza un electrolito rico en estaño para depositar una capa de este metal sobre la superficie de la hojalata.

Proceso de Estaño Electrolítico
El proceso de estañado electrolítico comienza con la preparación de la banda de acero, que debe estar limpia y libre de óxidos. Una vez preparada, la banda se sumerge en un baño electrolítico que contiene iones de estaño. Al aplicar una corriente eléctrica, los iones de estaño se depositan sobre la superficie del acero, formando una capa uniforme.

Ventajas del Estaño Electrolítico
Protección contra la Corrosión: El estaño electrolítico proporciona una barrera efectiva contra la corrosión, lo que es esencial para la conservación de alimentos y otros productos envasados.Apariencia Atractiva: La hojalata electrolítica tiene una superficie brillante y estéticamente agradable, lo que es importante para la presentación del producto.
Soldabilidad Mejorada: La capa de estaño mejora la soldabilidad del acero, facilitando la fabricación de envases de alta calidad.
Control del Espesor de Recubrimiento: El proceso permite un control preciso del espesor del recubrimiento de estaño, lo que resulta en un uso más eficiente del material y en la posibilidad de adaptar el producto a diferentes aplicaciones.

Pasivado de Hojalata
¿Qué es el Pasivado?
El pasivado es un tratamiento que se aplica en la superficie de la hojalata para formar una capa de óxido que protege al acero de procesos corrosivos. Los métodos para lograr esta capa protectora pueden ser químicos o electroquímicos, y están diseñados para otorgar características especiales al material.

Tipos de Soluciones de Pasivado
Pasivación 300: Se obtiene por un procedimiento químico, mediante inmersión en solución de dicromato sódico, generando una capa de óxido de cromo. Ofrece buena adherencia del barniz y una protección débil contra la sulfuración, aunque es inestable y su efectividad se reduce con el tiempo.
Pasivación 311: Es la más utilizada y se obtiene por un procedimiento electroquímico. Se deposita electrolíticamente una capa de cromo y óxido de cromo en un baño de dicromato sódico. Esta pasivación es conveniente desde el punto de vista de los rendimientos.

Funciones y Beneficios del Pasivado
El pasivado aporta protección frente a agentes externos que pueden dañar la hojalata durante la fabricación o en operaciones posteriores. Además, mejora la superficie químicamente para procesos de litografiado y barnizado, y aporta una cierta dureza protectora.

Protección contra la Sulfuración
El pasivado, especialmente el tipo 311 debido a su composición, evita las manchas de sulfuro de estaño. No obstante, para una protección óptima contra este riesgo, el barniz juega un papel crucial al crear una barrera física y química que protege el producto.

El aceitado
El aceitado es un proceso esencial que se realiza en la superficie de las latas para garantizar su correcto deslizamiento durante la fabricación y el transporte.

El Aceite DOS: Dioctyl Sebacate
El aceite utilizado en este proceso es conocido como DOS, acrónimo de Dioctyl Sebacate. Este aceite se selecciona por sus propiedades no reactivas y su compatibilidad con los procesos de envasado de alimentos, cumpliendo con las regulaciones de la FDA y USDA. Además, el DOS proporciona una película protectora que impide el contacto directo del metal con otros objetos, reduciendo así el riesgo de abrasiones y ralladuras.

Aplicación del Aceite DOS
La aplicación del aceite DOS se realiza mediante rodillos o sistemas de pulverización, se distribuye una capa fina y uniforme del aceite sobre toda la superficie de la lata.