Metalurgia, Processos e Tecnologias
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ISSN 1865-8393
5KUVGOC FG NQIÉUVKEC QVKOK\C ƃWZQ FG VTCDCNJQ PQ R½VKQ FG RNCECU
Outubro 2014
Nova tecnologia para acabamenVQ UWRGTƂEKCN FG EKNKPFTQU RCTC laminação a frio
“Plug and Work“– Simular automação
sua visita no Aguardamos inação rio de Lam á in 51º Sem nal Internacio z do Iguaçu, PR tubro 2014, Fo 28 a 31 de ou
...prove a eficiência do sistema antes da instalação “Plug and Work” produto de eficiência comprovada por nossos especialistas de automação. Já não é necessário grandes fases de testes na fábrica do cliente. O sistema de automação se conecta no modo de simulação correspondente ao processo. Isso permite testar e aperfeiçoar minuciosamente os processos e funções tecnológicas antes do “Start-up”. O resultado: Para conseguir a eficiência de funcionamento e a otimização de um sistema de automação, é necessário que o sistema seja confiavelmente testado.
Nossas vantagens: Rápidas respostas nas curvas de partida em novas instalações e modernizações. Otimização do Retorno do Investimento (“Payback”) graças aos períodos de montagem mais curtos. Suas vantagens: Confiabilidade na produção e prazos de entregas confiáveis ao cliente final.
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EDITORIAL
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Eleição e energia Quando você estiver lendo este editorial, já saberemos o resultado das eleições. Escrevo o editorial por volta de um mês, antes dos leitores receberem a revista no seu endereço. De qualquer forma, qualquer que seja o resultado das eleições vamos ter que apertar o cinto, no ano que vem, com Aécio ou com Dilma. Para a siderurgia brasileira isso significa levar em consideração preços mais altos de energia, ou seja aumento dos custos de produção. Mas de fato, o setor siderúrgico vem cortando custos há um bom tempo e muitas plantas reutilizam resíduos para a geração de energia ou mesmo possuem usinas geradoras de energia nas suas instalações. Em agosto, no Congresso do Instituto Aço Brasil a impressão que os Presidentes e representantes das siderúrgicas passaram é de estarem muito cientes e firmes nas suas atitudes diante do cenário de grande dificuldade pelo qual o setor passa. Em outubro, num jornalão inglês a queda do preço do aço na China foi comparada ao preço do repolho no norte do País. Segundo a associação chinesa do aço, a China Iron and Steel Association, que representa os maiores produtores de aço do País, a tendência de queda da demanda por aço, é de longo prazo, pois o crescimento chinês não é mais tão forte. Na seção Notas da indústria desta edição, a worldsteel corrige sua estimativa da produção mundial de aço em 2014 para baixo e já ressalta que 2015, não será muito melhor. Nesta última edição de 2014, abordamos aspectos da produção de aço em aciarias de fornos elétricos. Mais uma vez a energia é parte do centro de nossas atenções e trazemos exemplos de desenvolvimentos tecnológicos voltados à economia e uso eficiente de energia e de outros insumos, assim como inovações no nosso setor. Na Itália, uma empresa especializada desenvolve transformadores para altas cargas, de acordo com a necessidade da planta. São equipamentos com potência de 138 MVA. Na Malásia, uma fábrica nova de eletrodos de grafite foi construída para abastecer o continente asiático. Ali serão produzidos eletrodos superdimensionados. A desgaseificação é outro tema, na seção Produção do aço. Diferentes tipos de bombas de vácuo podem ser utilizados no processo de metalurgia secundária. No artigo, serão apresentados o desenvolvimento da tecnologia de bombas de vácuo e suas aplicações, assim como a última geração desta tecnologia. Na seção de Laminação, a superfície dos cilindros, ou melhor a texturização de cilindros de laminação a frio é tratada na matéria sobre um novo conceito inovador que pretende redefinir inteiramente o estado da arte no acabamento de cilindros, no que diz respeito à metodologia, custos operacionais e sua manutenção. A equipe MPT Edição Brasileira deseja a todos boa leitura!
Redatora responsável Silvia Nunes
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››› SUMà RIO
Produção do aço 8
NGVTQFQU FG ITCĆ‚VG G UGTXKĂƒQU QTKGPVCFQU C ' processos para as diferentes necessidades de aciarias ao redor do mundo Na MalĂĄsia foram investidos 200 milhĂľes de euros na construção de uma planta de eletrodos de grafite devido a nova situação no mercado asiĂĄtico. Em Banting serĂŁo produzidos eletrodos de atĂŠ 3800 mm. Primeiros testes com eletrodos maiores que 3500 mm tiveram resultados bem positivos.
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Bombas de compressĂŁo seca, espirais, de vĂĄcuo, essenciais para exigentes processos FGUICUGKĆ‚ECFQTGU FG CĂƒQ Modernas bombas de compressĂŁo seca, espiral e de vĂĄcuo apresentam resultados positivos em processos metalĂşrgicos de alto grau de exigĂŞncia. Elas tem projeto simples e robustez em operação. Sua principal vantagem ĂŠ a falta de sensibilidade ao pĂł seco que ĂŠ produzido durante o processo.
Foto de capa: Pavimento de corrida do mini alto-forno n° 2 na Vallourec Sumitomo do Brasil, Jeceaba, Minas Gerais. Contato: www.paulwurth.com E-mail: paulwurth@paulwurth.com
Laminação a quente 22
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CritĂŠrio de projeto e exemplos de transformadores para plantas de FEA Uma produtora de transformadores de grande porte italiana relata no artigo alguns exemplos de projetos customizados de acordo com as necessidades nas plantas siderĂşrgicas de seus clientes em diferentes paĂses.
Tecnologias de blocos de acabamento para NCOKPCĂƒÂżQ FG XGTICNJĂ‘GU G Ć‚QU O½SWKPC GO laminadores de 1 e 2 veios Uma ampla gama de variedade de blocos de acabamento atende a diversidade de capacidades de produção em plantas de laminação mundo a fora. Desde capacidades de 100.000 toneladas/ano atĂŠ para plantas que visam altas capacidades de produção de atĂŠ 1,5 tonelada por ano.
LogĂstica do fluxo de materiais Laminação a frio 20 5 KUVGOC FG NQIÉUVKEC QVKOK\C ĆƒWZQ FG trabalho Na Alemanha, um novo sistema de logĂstica de armazenamento foi implantado em uma siderĂşrgica. AlĂŠm de melhorar a composição das pilhas de placas de aço, o registro das operaçþes de re-empilhamento manual estĂĄ automatizado. Todos os movimentos sĂŁo registrados proposrcionando controle total e muito mais eficiĂŞncia na planta.
27 0 QXC VGEPQNQIKC RCTC CECDCOGPVQ UWRGTĆ‚EKCN de cilindros para a laminação a frio Uma nova tecnologia para texturização de cilindros de laminação foi desenvolvida por mais de dois anos. No novo processo uma matriz ĂŠ gerada pelo software que tambĂŠm controla lasers de alta frequĂŞncia, que aplicam a textura na superfĂcie do cilindro. O software controla dimensĂľes de crateras e picos, assim rugosidade e inclinação tambĂŠm podem ser determinadas.
Colunas 6
Notas da indĂşstria
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Inovaçþes tecnológicas
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Expediente
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Anunciantes Oerlikon Leybold Vacuum
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Siemens VAI Metals Technologies GmbH
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Siempelkamp Maschinen -und Anlagenbau GmbH & Co.KG
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SMS Siemag AG
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SunCoke East ServiÇos de CoqueificaÇão Ltda.
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TML Technik GmbH
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UK Carbon & Graphite Co Ltd.
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››› NOTAS DA INDÚSTRIA
Brasil Espírito Santo Mais Revsol nas estradas pavimentadas. De janeiro a julho deste ano, a ArcelorMittal Tubarão forneceu 62.620 toneladas de seu cooproduto, o Revsol, para as prefeituras do Espírito Santo por meio do Programa Novos Caminhos. A parceria promove a melhoria nas condições de tráfego nas vias permitindo o escoamento da produção rural, o acesso de serviços como policiamento, ambulâncias e ônibus escolares. O Revsol é gerado durante a transformação do ferro-gusa em aço e é utilizado em revestimento primário de vias urbanas, acessos e pátios em geral, devido a sua elevada capacidade de suporte de cargas do material.
Minas Gerais 22 anos sem acidentes. A ArcelorMittal Mineração Brasil celebrou em 11 setembro um recorde dentre suas 18 operações mineradoras no mundo. A Mina do Andrade, situada no município de Bela Vista de Minas (MG), trabalha há 22 anos sem acidentes com afastamento (ou seja, Acidentes CPT – com perda de tempo). Segundo a empresa esse resultado se deve a contínua capacitação e conscientização dos empregados, aos investimentos financeiros e ao comprometimento de todos. A Mina do Andrade abastece a usina da ArcelorMittal Monlevade desde 1936, além de realizar vendas de minério de ferro no mercado doméstico e externo. A perspectiva é que, em 2014, sejam produzidas 2,6 milhões de toneladas de minério de ferro.
São Paulo Falsificação de rolamentos. Peças essenciais utilizadas no processo de fabricação de setores como mineração, petróleo e gás, siderurgia, naval, energia elétrica e eólica, além do papel e celulose, os rolamentos falsos representam um problema no mercado brasileiro. Dados dos Associados Distribuidores e Importadores de Rolamentos e Peças Industriais (ADIRPI) mostram que, atualmente, 20% das vendas são de falsificações. O levantamento foi realizado, em agosto, junto aos faMPT Edição Brasileira 3 / 2014
bricantes e distribuidores das peças. “Em reais, esse número soma R$ 200 milhões, pois o mercado hoje soma cerca de R$ 1 bilhão de vendas anuais”, conta Carlos Fávaro da ADIRPI. A entidade representa cerca de 80% do mercado de distribuidores de rolamentos e, diante da preocupação com o problema da falsificação, acaba de lançar uma campanha para conscientizar as empresas sobre o tema.
São Paulo Bosch Rexroth completa 50 anos no Brasil. Tudo começou com um simples escritório de vendas, inaugurado em 1964 no Centro de São Paulo. Pouco depois, em 1967, a estrutura cresceu e foi transferida para um galpão alugado em Diadema, onde começou a fabricação de válvulas, cilindros e unidades hidráulicas. A abertura da filial brasileira era parte de uma estratégia global da companhia, que já era destaque no ramo de sistemas hidráulicos e começava sua internacionalização. A Rexroth nasceu em 1795, quando Georg Ludwig Rexroth abriu uma oficina de fundição e forja de metais na região de Spessart, no sul da Alemanha. Em 1850, a família adquiriu uma nova fundição, na cidade vizinha de Lohr, que se tornou a sede da Rexroth. A filial brasileira, a primeira subsidiária fora da Europa e a pioneira nas Américas, nasceu justamente quando o ramo hidráulico tornava-se a principal atividade da Rexroth. Em 1972, a multinacional inaugurou no Brasil sua fábrica em planta própria, também em Diadema. A empresa forneceu sistemas hidráulicos para quase todos os projetos de expansão da siderurgia previstos no Terceiro Plano Nacional de desenvolvimento, lançado pelo regime militar em 1979. Em 2001, com a incorporação da Rexroth pelo Grupo Bosch nasceu a Bosch Rexroth e sua sede foi transferida de Diadema para o município de Atibaia, SP. Em 2006 devido à aceleração econômica, a fábrica de Pomerode foi ampliada e reinaugurada. Ao mesmo tempo, a Rexroth deu início a uma segunda fase de expansão na América do Sul, inaugurando regionais na Colômbia e no Chile em 2011, e no Peru em 2013. Hoje, com dez regionais de vendas nas principais capitais brasileiras, 70 distribuidores em 17 estados e 800 colaboradores, a Bosch Rexroth comemora dois aniversários no Brasil: os 50 anos de sua chegada ao país e os 25 anos da unidade fabril modelo de Pomerode, SC.
Maranhão Primeira aciaria do Estado. No município de Açailândia, o Grupo Ferroeste constrói, no momento, a primeira aciaria do Estado do Maranhão, a Aço Verde Brasil. Segundo Silvia Nascimento, Diretora Financeira do Grupo, a Aciaria deve começar a operar no primeiro trimestre de 2015. A meta da empresa é dobrar a capacidade de produção de 600 mil toneladas de vergalhões e fio-máquina em uma segunda etapa, em 2017. O investimento foi avaliado em R$ 700 milhões. A aciaria recebeu um troféu e certificado de sustentabilidade da FIEMA pelo compromisso assumido para utilização na fabricação de aço apenas de carvão vegetal oriundo de florestas renováveis de eucaliptos. A Ferroeste dispõe de 30 mil hectares de plantio de eucaliptos.
São Paulo ThyssenKrupp CSA recebe selo de sustentabilidade. A TKCSA foi a única siderúrgica brasileira a receber Selo Ouro do Programa Brasileiro do GHG Protocol em seu seminário anual, em agosto, em São Paulo. O GHG Protocol tem como objetivo estimular que as empresas divulguem seus inventários de ações no combate de emissões de gases do efeito estufa (GEE). Os resultados de 2013 foram avaliados pela Fundação Getulio Vargas (FGV). Neste ano, os inventários das 128 organizações membro do Programa Brasileiro GHG Protocol foram publicados no Registro Público de Emissões – plataforma virtual que contém todos os inventários dos membros do Programa desde sua fundação, em 2008. Para obter o Selo Ouro, o inventário da empresa foi submetido à verificação de uma terceira parte. Os setores mais representativos dentre os membros do Programa foram os da indústria de transformação (32%), atividades financeiras, de seguros e serviços relacionados (12%), e de eletricidade e gás (9%).
Espírito Santo Worldsteel premia ArcellorMittal Tubarão. A unidade recebeu o prêmio internacional “2014 Health&Safety Excellence Recognition Awards”, da WorldSteel Association, entidade que congrega as 170 maiores produtoras de aço do mundo. Dentre 38 iniciativas inscritas, o pro-
NOTAS DA INDÚSTRIA grama PróVida, que tem ações voltadas para o bem-estar e saúde dos empregados, se destacou pelo seu bem-sucedido Programa de Combate ao Tabagismo, que desde 1993 já economizou R$ 30 milhões em despesas médicas e reduziu de 34% para 0% o número de fumantes entre os 4,8 mil empregados. O PróVida atua na conscientização e educação dos empregados sobre a importância de um estilo de vida saudável, trabalhando temas como obesidade, sedentarismo, tabagismo e outros.
Minas Gerais Mudança na direção da Usiminas. No final do mês de setembro, em reunião realizada pelo Conselho de Administração, foi decidida por cinco votos a cinco e o voto de desempate do Presidente do Conselho a destituição do Diretor Presidente da Companhia, Julián Eguren, do Diretor Vice Presidente de Subsidiárias, Paolo Bassetti, e do Diretor Vice Presidente Industrial, Marcelo Chara. Temporariamente, Rômel Erwin de Souza ocupará os cargos de Diretor Presidente e de Diretor Vice Presidente Industrial da Companhia e Ronald Seckelmann para o cargo de Diretor Vice Presidente de Subsidiárias. Portanto passam a acumular tais cargos com os atuais já desempenhados, até que o Conselho de Administração eleja novos diretores em caráter definitivo. Em outubro, a Ternium assinou acordo para a aquisição de 10,4% da participação que o fundo de pensão do Banco do Brasil (Previ) tem no capital votante da Usiminas. Assim a Ternium passa a ter 38% da siderúrgica e se torna a maior acionista. A Nippon Steel possui 29,45% das ações. Devido a esses acontecimentos tornou-se público que existem grandes divergências entre as duas acionistas. O valor do negócio com a Previ é da ordem de R$ 616,7 milhões.
Austrália Vale e Sumitomo decidem fechar mina de carvão. Até o fim de janeiro, a mina de carvão Isaac Plains localizada em Queensland, encerrará suas operações por conta dos preços de mercado do carvão. Assim anunciaram no final de setembro as duas empresas. A mina tem reservas no volume de 44 bilhões de toneladas. Em comunicado à parte, a Vale afirma que a operação não é economicamente viável nas atuais condições de mercado.
Colômbia Reciclagem de sucata na Ilha de San Andrés. A Gerdau e mais 17 entidades públicas, privadas e internacionais uniram esforços para realizar a primeira retirada de sucata da Ilha de San Andrés, no Caribe. O material recolhido foi transportado para o continente pela Marinha da Colômbia e será reciclado pela Gerdau Diaco e por outras empresas envolvidas na ação. Foram retirados materiais como geladeiras, pneus, computadores, pilhas, baterias e lâmpadas. A iniciativa contou com o apoio do Governo de San Andrés, da Marinha, da Associação Nacional dos Empresários da Colômbia (ANDI), da Gerdau Diaco e de outras empresas da região.
Estados Unidos Gerdau e ArcelorMittal vendem suas partes na Galletin County. Em setembro as duas siderúrgicas anunciaram em conjunto que firmaram um acordo de transação definitivo para vender suas respectivas participações de 50% na companhia Gallatin Steel Company (“Gallatin”) para a americana Nucor Corporation por um montante total de US$ 770 milhões, sujeito a ajustes usuais de fechamento. A Gallatin é uma mini-mill de aços planos laminados localizada em Gallatin County, Kentucky, EUA, que derrete sucata, ferrogusa e ferro briquetado a quente de várias fontes, e processa o material para a produção de aços laminados planos. Os ativos de alta qualidade da Gallatin produzem uma ampla gama de aços de baixos a altos graus de carbono, com uma capacidade aproximada de 1,8 milhão de toneladas por ano.
Rússia Worldsteel recua na projeção de 2014 para 2%. No começo de outubro, a entidade que representa 85% da produção mundial de aço, informou, que o consumo aparente crescerá 2% ou 1.562 milhões de t de aço em 2014. 2013 apresentou um crescimento de 3,8%. Segundo o Presidente, Dr. Hans Jürgen Kerkhoff, vários fatores contribuiram para essa queda do consumo aparente. A desaceleração da demanda nos mercados chineses reflete a mudança estrutural pela qual a economia do país passa. Assim como paises na América do Sul e dos CIS teem dificuldades com a queda dos
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preços de commodities, atrasos nas reformas de estruturas e tensões geopolíticas. Já a União Europeia, Estados Unidos e o Japão tiveram desempenho melhor do que previsto em abril, no entanto não tão forte que viesse compensar a queda nas regiões emergentes. Para 2015 o crescimento global estimado é também de 2%. Segundo a worldsteel o Brasil sofreu uma contração de 4,1% para 25,3 milhões de toneladas em 2014. Para 2015 prevê uma recuperação de apenas 1,5%. As razões pelo fraco desempenho brasileiro são inflação alta, Real supervalorizado, custos trabalhistas altos e os gargalos na infraestrutura do País restringem investimentos.
Eventos › 19 a 21 de Novembro New Orleans, EUA Organização: AIST www.aist.org
DRI: Logistics, Production and Utilization. Nos últimos tempos, DRI ganhou importância na produção de aço na América do Norte, principalmente devido à queda dos custos de gás natural. O evento foca nos temas matérias primas,manuseio e transporte de DRI, assim como tecnologias de produção e o uso de DRI em FEAs, alto-fornos e BOFs.
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24 a 25 de Novembro São Paulo Organização: ABM www.abmbrasil.com.br
5° Seminário de Trefilação. Na sede da Associação Brasileira de Metalurgia, a cadeia produtiva e pesquisadora no desenvolvimento de produtos trefilados se reúne anualmente.
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16 a 18 de Abril Mumbai, Índia Organização: FICCI www.indiasteelexpo.in
India Steel 2nd International Exhibition and Conference on Steel Industry. O mercado indiano tem atraído cada vez mais empresas de todo o mundo. O Ministério do Aço do Governo Indiano junto com a Indian steel promovem o encontro a fim de reunir toda cadeia produtiva e seus tomadores de decisão. MPT Edição Brasileira 3 / 2014
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PRODUĂ‡ĂƒO DO AÇO - SERVIÇO
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SGL Group – The Carbon Company, Wiesbaden, Alemanha Contato: www.sglgroup.com E-mail: 0
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20% [1]. Com base nestas cifras, a regiĂŁo asiĂĄtica ainda fica para trĂĄs em termos de aciaria elĂŠtrica. Isto se deve principalmente Ă disponibilidade geralmente baixa de sucata local na China e em muitos outros paĂses asiĂĄticos, um fator essencial quanto a competitividade dos custos para aciarias de FEA. AlĂŠm disso, a produção de aço em FEA na Ă sia ĂŠ basicamente caracterizada por fornos de CC, que demandam eletrodos superdimensionados de grafite. No pas-
sado, eletrodos superdimensionados eram principalmente usados em aplicaçþes de corrente contĂnua (CC) porĂŠm, durante os Ăşltimos anos, eletrodos superdimensionados, especialmente aqueles com 700 mm de diâmetro, se tornaram cada vez mais comuns em aplicaçþes de corrente alternada (CA). Em resposta Ă s mudanças no desenvolvimento do mercado, o Grupo SGL decidiu alinhar sua produção de eletrodos de grafite ao desenvolvimento de
PRODUĂ‡ĂƒO DO AÇO - SERVIÇO mercado, construindo uma nova planta de fabricação em Banting, MalĂĄsia, seguindo o objetivo de atender clientes locais. Banting atende clientes da Ă?ndia Ă AustrĂĄlia e tambĂŠm da Coreia a IndonĂŠsia. Com um investimento de mais de 200 milhĂľes de euros, a plante em Banting foi o maior projeto de investimento exclusivo na histĂłria de 20 anos da empresa. Uma cadeia de suprimento mais curta permite ao cliente estoques reduzidos, assim como melhorados nĂveis de serviço: duas importantes razĂľes por detrĂĄs da decisĂŁo para construir a planta na MalĂĄsia. Com seu equipamento do estado atual da arte, alto grau de automação, e experiĂŞncia de empregados superior a 40 anos, a planta de Banting estabelece a fundação para elevado desempenho na produção de aço, especialmente no segmento de grandes diâmetros. Portanto, o conhecimento individual na fabricação de catodos e eletrodos de grafite feitos pelo Grupo SGL foi compartilhado entre as sete plantas existentes ao redor do mundo e o novo nĂşcleo de produção na Ă sia. Na qualidade de uma instalação para eletrodos de grafite e catodos grafitizados, Banting pode alterar agendas de fabricação, com base nas necessidades individuais da indĂşstria e do mercado.
Modernização das plantas de eletrodos na Espanha e nos EUA O setor de negĂłcios de Eletrodos de Grafite e de Carbono do Grupo SGL moderniza continuamente todas as instalaçþes de produção ao redor do mundo, para ficar atualizada com a mais avançada tecnologia e operar Ă frente de futuros regulamentos ambientais. Por conseguinte, modernizaçþes em Ozark (EUA) e La Coruna (Espanha) foram iniciadas em paralelo ao investimento na MalĂĄsia. A instalação de Ozark (Arkansas) ĂŠ a Ăşnica planta de eletrodos de grafite na rede mundial do Grupo SGL que produz a gama completa de eletrodos, de 14 a 32 pol. (350 a 800 mm) de diâmetro. Devido ao fato da planta ter estado em operação desde 1981, em 2012 foi tomada a decisĂŁo de fechar a antiga planta de grafitização e construir uma nova, com a mais avançada tecnologia de produção de grafite. A capacidade irĂĄ permanecer igual Ă atual, a fim de manter o alto nĂvel de serviço para os
clientes na AmĂŠrica do Norte e do Sul. O investimento total na nova unidade de grafitização equivale a cerca de US$ 26 milhĂľes e irĂĄ gerar uma melhoria significativa de qualidade, tecnologia mais limpa e uma redução no consumo de energia. A unidade de La Coruna (Espanha) ĂŠ a maior planta de eletrodos de grafite no portfolio do Grupo SGL e estĂĄ, portanto, estrategicamente posicionada para abastecer a Europa e a regiĂľes vizinhas. A etapa mais crĂtica de produção na fabricação de eletrodos de grafite ĂŠ a extrusĂŁo, durante a qual, piche e coque acicular sĂŁo misturados, e o eletrodo ĂŠ fornecido em seu formato especĂfico. Com base em referĂŞncias internas e externas, o Grupo SGL tomou a decisĂŁo de atualizar a unidade ecolĂłgica em La Coruna, a fim de operar em linha com a melhor tecnologia disponĂvel e estar preparado para futuros regulamentos ambientais. Isto irĂĄ tambĂŠm permitir que a planta aumente a qualidade de produtos, especialmente os diâmetros superdimensionados. Melhores prĂĄticas de todas as plantas de eletrodos de grafite foram compartilhadas e aferidas. A nova unidade ecolĂłgica foi projetada de modo apropriado, a fim de elevar a qualidade em etapas durante os prĂłximos anos. O investimento total na nova unidade ecolĂłgica corresponde a cerca de 25 milhĂľes de euros. A construção começou em 2012.
Eletrodos “superdimensionadosâ€? e “superlongosâ€? AlĂŠm da produção de grandes diâmetros (superdimensionados) para abastecer a demanda do mercado asiĂĄtico, Banting tambĂŠm fornece eletrodos “superlongosâ€? para clientes no mundo inteiro. Considerando que o comprimento mĂĄximo de eletrodos era de 2.900 mm (114 pol.), a nova fĂĄbrica da SGL na MalĂĄsia ĂŠ agora capaz de produzir eletrodos de atĂŠ 3.800 mm (150 pol.). Os primeiros testes de aplicação com eletrodos de grafite mais longos que 3.500 mm (700/800 mm de diâmetro) na aciaria asiĂĄtica forneceram resultados promissores. Melhorias de desempenho foram evidenciadas. AtravĂŠs do uso de eletrodos mais longos as seguintes vantagens serĂŁo alcançadas: â–Ş menos montagem devido a eletrodos mais longos, portanto, menos emendas,
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2TKPEKRCN HQEQ FQ )TWRQ 5). Å Q FGUGORGPJQ FQU GNGVTQFQU FG ITCƂVG G UKPVQPK\½ NQU RCTC Q EQPUWOQ GURGEÉƂEQ �VKOQ PCU RNCPVCU FQU ENKGPVGU
â–Ş redução no tempo de montagem dos eletrodos devido a menos emendas, levando a elevada produtividade, â–Ş menos mudanças de colunas de eletrodo em posição estacionĂĄria, gerando menos oxidação e perdas de grafite. Essas vantagens resultam em menores custos de produção. Um teste em uma instalação de um cliente mostrou, recentemente como economias podem ser alcançadas. Neste exemplo, um eletrodo com 800 mm de diâmetro foi estendido de 2.900 mm para 3.500 mm de comprimento. Durante o perĂodo inicial, foi observado que, em mĂŠdia, uma fornada adicional por mĂŞs foi alcançada devido ao menor tempo de montagem. AlĂŠm disso, o consumo especĂfico do eletrodo de grafite pode ser reduzido de 2 a 5% devido a menos oxidação (montagem fora do forno). Neste caso em particular, o ganho em produtividade e o reduzido consumo de eletrodos de grafite levaram a uma redução total de custos de 300.00 euros/ano.
Desempenho otimizado de aciaria sustentado pelo portfolio de serviços da SGL Para aprimorar seu atendimento a clientes, o Grupo SGL oferece seu portfolio completo de serviços, atravÊs de MPT Edição Brasileira 3 / 2014
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PRODUÇÃO DO AÇO - SERVIÇO
técnicos locais. O portfolio completo de serviços consiste de 26 ferramentas, desde medições elétricas até a otimização do processo de fundição em geral por parte de equipes conjuntas da aciaria e do Grupo SGL. As ferramentas são examinadas em bases contínuas e aprimoradas em função da competência mundial, assim como das mais recentes descobertas e desenvolvimentos tecnológicos. Especialmente SGL PRO (PROfessional PROjects), com base na metodologia Six Sigma e ligado a muitos anos de experiência na fabricação de aço, fornece valor agregado à aciaria, que vai muito além do eletrodo de grafite. Além disso, ele age como um impulsionador para inovação e novos serviços a serem mais tarde implantados numa escala global. As principais metas de todas as ferramentas de serviço são o aumento do desempenho e a redução dos custos totais da aciaria, desde a entrega dos eletrodos de grafite até o consumo dos eletrodos de grafite no forno. Uma abordagem comum de “custo total da posse” favorece o compromisso de reduzir os custos totais em um esforço conjunto. Na qualidade de fornecedor de eletrodos de grafite, o principal foco do Grupo SGL é com relação ao desempenho dos eletrodos de grafite e à sua adequação ao consumo específico ideal nas plantas dos clientes. Consumo específico é definido como a quantidade de eletrodo consumida por tonelada de aço produzido. A fim de otimizar o consumo específico na instalação do cliente, o Grupo SGL trabalha continuamente para desenvolver parâmetros e procedimentos de produção interna, de forma estruturada, aplicando a metodologia Six Sigma. Na aciaria, oxidação é um fator de maior influência para consumo específico. O comprimento oxidado possui cerca de 30% de influência sobre o consumo de eletrodos. Assim, os clientes muitas vezes solicitam informações sobre sistemas arrefecedores de pulverização. O Grupo SGL oferece um amplo leque de experiências neste campo, desde ensaios de longa du-
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ração em numerosas plantas de aço e de recentes inovações, que estão sendo atualmente implantadas. Resultados verificados a partir de análises de causa raiz nas aciarias incluem os seguintes itens: ▪ comportamento de oxidação dos eletrodos de grafite, ▪ matriz de causa e efeito para sistemas arrefecedores de pulverização, ▪ diâmetro de tubo e diâmetro de furo, ▪ uso de bocais/ensaios de projeto distinto, ▪ vazão e pressão de água Cada mudança nos parâmetros existentes foi calculada de modo individual. Uma redução total no consumo de grafite de até 0,15 kg por t. de aço dia. 550 mm
3%
dia. 600 mm
8%
dia. 700 mm
47%
dia. 750 mm
33%
dia. 800 mm
9%
sustentável. As seguintes causas raiz foram identificadas e as soluções aplicadas de modo apropriado: ▪ pontos de ajuste do FEA no programa de fornada, ▪ temperatura de vazamento, ▪ espumação de escória, ▪ tempo de desligamento, ▪ manipulação e composição de sucata. Os resultados obtidos na planta de aço são: ▪ maior eficiência de arco elétrico, ▪ reduzida radiação sobre as paredes, ▪ menor arco elétrico durante a fusão, ▪ melhoria na espumação inicial de escória, ▪ melhoria na prática de respingos de escória. O projeto alcançou uma redução de energia elétrica de 25kWh por t. de tarugos. O objetivo da aciaria foi atingido após um período de três meses e, após a conclusão do projeto no fim do ano, a economia total nos custos de energia chegou a 750.000 euros/ano.
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Conclusão produzido é possível, acrescentando uma economia de 500.000 euros/ano, baseado na produção anual de aço de 1.000.000 toneladas. Um segundo foco é sobre o processo de fabricação de aço em si. Devido ao aumento nos preços de energia e à crescente importância das emissões de CO2, um impulsionador relevante para as plantas de aço é a redução da energia elétrica necessária para produzir uma tonelada de aço. Um cliente declarou consumo de energia, como uma meta para melhoria, definindo o objetivo em reduzir o consumo, de forma significativa. A aciaria é moderna e operada de modo excelente. No entanto, através de indicadores internos, o Grupo SGL foi capaz de identificar um potencial para redução em 25kWh por t. de tarugos. Com base na boa reputação do SGL PRO, a gerência da aciaria concordou em cooperar com o Grupo SGL, para reduzir o consumo de energia de forma
O Grupo SGL continua a investir em sua infraestrutura de produção global, incluindo a modernização de equipamentos, em linha com seu compromisso em fornecer os eletrodos de grafite da melhor qualidade a cada cliente. O Grupo SGL fornece eletrodos de grafite para a maioria dos fornos elétricos a arco em operação no mundo inteiro e tem uma das mais experientes equipes de assistência técnica no setor. Essa experiência, em conjunto com aquela obtida através da cooperação com fabricantes e provedores de tecnologia de fornos, permite ao Grupo SGL maximizar valor a seus clientes, reduzindo 쐍 com isto o custo total da posse.
Referências [1] World steel in figures 2013. World Steel Association, Brussels, Belgium, 2014 [2] SGL Group internal data base
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VLHPHQV YDL FRP &37
Junte-se a nós na transformação do mundo da pelotização 8PD QRYD WHFQRORJLD GH SHORWL]DomR HVWi FKHJDQGR
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››› PRODUĂ‡ĂƒO DO AÇO
Bomba Roots de projeto moderno (todas as ilustraçþes são cortesia da Oerlikon Leybold Vacuum)
Bombas de compressĂŁo seca, espirais, de vĂĄcuo, essenciais para exigentes processos FGUICUGKĆ‚ECFQTGU FG CĂƒQ $ FUHVFHQWH GHPDQGD SRU DŠRV GH PDLRU TXDOLGDGH UHTXHU IRUPDV LQRYDGRUDV H HĆ‚FLHQWHV SDUD GHVJDVHLĆ‚FDŠ¼R GH DŠR $ WHFQRORJLD DWXDOPHQWH GLVSRQÂŻYHO GH ERPEDV GH FRPSUHVVÂĽR VHFD HVSLUDLV GH YÂŁFXR ÂŤ UREXVWD H RWLPL]DGD HP WHUPRV GH HQHUJLD H HOD SRGH DVVLVWLU RSHUDGRUHV GH DFLDULDV HP VHXV HVIRUŠRV SDUD PLQLPL]DU FXVWRV RSHUDFLRQDLV H HPLVV¡HV DPELHQWDLV &RP YLVWD D HVWDV YDQWDJHQV VLVWHPDV PHF¤QLFRV GH ERPED D YÂŁFXR LUÂĽR VXEVWLWXLU VLVWHPDV HMHWRUHV GH YDSRU LQVWDODGRV H[LVWHQWHV Nas Ăşltimas dĂŠcadas tem havido um aumento constante na demanda por aços refinados de alta qualidade. Esses aços sĂŁo geralmente submetidos a processos a vĂĄcuo, a fim de criar as propriedades demandadas. De modo tradicional, o vĂĄcuo para unidades gaseificadoras de aço tem sido gerado, usando os, assim chamados, sistemas ejetores
Uwe ZĂśllig, Oerlikon Leybold Vacuum, ColĂ´nia, Alemanha Contato: www.oerlikon.com/leyboldvacuum E-mail: uwe.zoellig@oerlikon.com
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de vapor. No entanto, uma vez que esses sistemas são extremamente desfavoråveis em termos de consumo de energia, e as quantidades de vapor demandadas para sua operação muitas vezes precisam ser geradas, de modo com intenso CO2 em caldeiras alimentadas a gås ou óleo, o setor de aço tem enfrentado o problema de como satisfazer a crescente demanda por aços de maior qualidade, sem elevar as emissþes e a quantidade de energia demandada. Aqui, sistemas mecânicos a våcuo fornecem uma solução eficiente. Esses sistemas jå têm sido usados hå mais de 10 anos. PorÊm, na pråtica, eles apresentaram uma variedade de problemas. Os tipos de bomba inicialmente usados
não foram capazes de lidar, de maneira confiåvel, com as severas condiçþes operacionais. Eles causaram maiores custos de manutenção e reparo, e não puderam assegurar inteiramente uma operação confiåvel do sistema desgaseificador de aço. Neste caso, o avanço essencial só ocorreu por meio do uso de modernas bombas de compressão seca, espirais, de våcuo.
Tratamento a våcuo Ê o processo essencial na metalurgia secundåria A maioria dos aços de alta qualidade, p. ex., para uso automotivo ou aeroespacial, requer tratamento de meta-
PRODUÇÃO DO AÇO
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Entrada de gás
6 x Ruvac WH7000
2 x Ruvac WH7000
Entrada do gás de purga
2 x Dryvac DV1200
Saída de gás Diagrama de um sistema de vácuo em 3 estágios
lurgia secundária. A fim de atingir as propriedades metalúrgicas especiais, procedimentos de desgaseificação, tais como o processo VD (desgaseificação a vácuo), VOD (descarburização a vácuo com oxigênio) ou RH (Ruhtstahl-Heraeus), são usados. Através desses processos a vácuo, a quantidade de gases dissolvida no aço líquido e de elementos, como carbono ou fósforo, pode ser ainda mais reduzida. Um fator importante durante procedimentos de desgaseificação de aço é que o processo de evacuação ocorra o mais rápido possível, pois o metal líquido é continuamente arrefecido. Isto leva a tempos extremamente curtos para evacuação, normalmente de apenas 3 a 7 minutos. Devido aos imensos volumes envolvidos, os sistemas de vácuo demandados são, com frequência, muito grandes. Para uma pressão nominal de 0,67 hPa, a taxa de exaustão demandada gira em torno de 30.000 m3/h para uma pequena unidade VD; para uma grande unidade RH, ela pode chagar a mais de 1.000.000 m3/h.
Insensibilidade ao pó Nos processos normais de desgaseificação, de < 1 hPa, não só gases solúveis são expelidos, mas também componentes metálicos evaporam do metal líquido aquecido a mais de 1.500°C. Durante o processo de sopro de oxigênio (VOD), grandes quantidades de óxidos metálicos são também produzidas. Os vapores de metal e de óxido metálico são arrefecidos na sua emanação e se condensam na forma de grandes quantidades de pó muito fino, que também é extraído pelo sistema de vácuo. Assim, o sistema de vácuo deve ser capaz de lidar com esse pó. A sensibilidade ao pó varia amplamente, dependendo do tipo de sistema de vácuo.
Sistemas injetores de vapor versus bombas mecânicas de vácuo As soluções de vácuo padrão implantadas para desgaseificadores de aço são sistemas ejetores de vapor e, na prática, esses são muitas vezes combinados com bombas de vácuo de anel líquido.
As vantagens desses sistemas de vácuo são os custos relativamente baixos de investimento e o fato de que eles representam uma tecnologia bem conhecida, que assegura operação confiável. No entanto, estas propriedades positivas são obtidas à custa de uma série de desvantagens. Por comparação com sistemas mecânicos de vácuo, a maior desvantagem aqui é a quantidade muito grande de energia, que é demandada e, por conseguinte, o equilíbrio muito negativo de CO2. Além de considerações meramente práticas, deve ser feita menção aos longos tempos para partida de uma unidade ejetora de vapor e para geração de vapor, ou seja, um período de pelo menos 1 a 2 horas. Como tal sistema não pode ser ligado em um curto período de tempo, quando necessário, na prática ele é continuamente executado no modo standby. Ademais, não é possível regular adequadamente a pressão e devido às camadas de pó depositadas no interior do sistema ejetor, limpeza e manutenção mecânica regulares MPT Edição Brasileira 3 / 2014
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››› PRODUÇÃO DO AÇO 1 Câmara de bombeamento 2 Sucção lateral 3 Rotores 4 "GPC ËM BM kSVM BC EÆQ 5 Exaustão lateral 6 Motor 7 Convertedor de frequência
Bomba de compressão seca, espiral, de vácuo, de projeto avançado (Dryvac)
dos sistemas ejetores se fazem necessárias. Outra desvantagem de sistemas ejetores de vapor é a separação ‘úmida’ do pó transportado dentro dos condensadores e das bombas de anel líquido. Isto resulta em água servida, que é altamente contaminada com pó e requer amplo tratamento. Os custos operacionais de circulação dessa água são muitas vezes subestimados. Na prática, somente a bomba de água circulante demandada para um sistema ejetor de vapor consome mais energia do que todo o sistema mecânico de vácuo alternativo, que pode substituir todo o sistema ejetor de vapor. A deposição de pó provoca entupimento das bombas de anel líquido, usadas com frequência. Isto requer manutenção regular das bombas. Outro fator negativo é que a pressão, que pode ser atingida com tais sistemas de vácuo, depende da temperatura da água arrefecedora. Em países quentes, como, p. ex. na Índia, onde a água de arrefecimento circulando através das torres arrefecedoras pode com facilidade atingir temperaturas de > 35°C, uma determinada planta irá produzir diferentes propriedades de aço, do que em países frios, como na Alemanha, onde a água das torres arrefecedoras raramente alcança temperaturas acima de 20°C, mesmo no verão. Em comparação com sistemas ejetores de vapor e bombas de anel líquido, bombas mecânicas inovadoras fornecem um abastecimento de vácuo altamente viável, confiável e poderoso MPT Edição Brasileira 3 / 2014
para desgaseificação de aço. Elas oferecem um vácuo estável, independente de influências externas, como, p. ex., a temperatura da água. Isto é especialmente importante no contexto dos crescentes esforços para conter custos operacionais e emissões de CO2.
Bombas Roots Bombas Roots são usadas em todos os tipos de sistemas mecânicos de vácuo e têm apresentado desempenho convincente desde sua implantação. Partículas aderentes de pó não formam camadas rígidas sobre as paredes internas das bombas. Elas são novamente sopradas para fora pelos gases do processo. Em bombas Roots de projeto avançado, detalhes, como motor embutido (sem necessidade de retentores de eixo), rotores hermeticamente vedados e uso inteligente dos recursos do gás de vedação, levam a uma considerável redução adicional da carga provocada pelo pó arrastado, tornando esse tipo de bomba ainda mais robusto. A operação por meio de conversores de frequência exatamente parametrizados permite que a taxa de exaustão máxima seja aproveitada sobre toda a escala de pressões do desgaseificador de aço. É necessário combinar as bombas Roots com bombas de pré-vácuo apropriadas, para atingir a taxa de exaustão demandada. Nos dias atuais, o melhor compromisso entre aspectos econômicos e energéticos é normalmente fornecido pelo uso de sistemas de vácuo
em três estágios. Enquanto as bombas Roots terem sempre foram usadas com sucesso em sistemas desgaseificadores de aço, as bombas de pré-vácuo necessárias criavam maiores problemas no passado.
Bombas de vácuo de palhetas ou pistões rotativos, com vedação a óleo Bombas de pré-vácuo com vedação a óleo eram usadas com frequência nos menores desgaseificadores a vácuo da primeira geração. Elas demonstraram ter a principal desvantagem do pó penetrando na bomba ser lavado pelo óleo de vedação e ficar retido dentro da bomba. O problema era que o óleo carregado com pó agia como uma pasta esmerilhadora e danificava o interior da bomba. A fim de evitar, de maneira efetiva, este tipo de dano, essas bombas requerem sistemas extremamente eficientes para filtragem de pó e frequentes trocas de óleo, serviços de manutenção e reparo. Aqui, trocas semanais de óleo e revisões gerais anuais das bombas não são incomuns. É importante observar que, especialmente ao usar essas bombas com processos de desgaseificação envolvendo sopro de oxigênio (tal como VOD), os gases penetrando no sistema de vácuo podem conter, temporariamente, altas concentrações de oxigênio. Visto que óleos normais para bombas não são resistentes a oxigênio, óleos especiais precisam ser usados, tal como o óleo extremamente caro de PFPE, a fim de
PRODUÇÃO DO AÇO evitar que o óleo seja queimado. Uma alternativa mais econômica é usar óleos especiais de éster sintético. No entanto, se esses óleos forem usados, os intervalos de inspeção precisam ser muito curtos, a fim de assegurar que o óleo seja resistente ao oxigênio, simplesmente pelo fato desses óleos envelhecerem e, neste meio tempo, perderem sua resistência ao oxigênio.
Bombas de compressão seca, de vácuo, tipo garra Bombas de vácuo tipo garra foram usadas como a primeira geração de bombas de compressão seca, de pré-vácuo. A ideia era que, devido à ausência de óleo na câmara de sucção, quaisquer partículas de pó, que fossem arrastadas para dentro, podiam ser simplesmente descarregadas na saída, da mesma maneira que as bombas Roots. Porém, na prática, o trajeto convoluto de condução em bombas tipo garra levou a que parte do pó se decantasse no trajeto de gases. Tentativas para remover os acúmulos de pó, soprando-os para fora com curtos jatos de gás não levaram a resultados satisfatórios. Dependendo do conceito de vedação, óleos de vedação são também conduzidos para dentro da câmara de sucção, e esses formam revestimentos abrasivos, em combinação com o pó. Visto que as folgas abaixo das garras são reduzidas, quando a bomba arrefece após desligamento (resultando em quaisquer acúmulos de pó ser espremidos entre a carcaça e a garra), isto demonstrou ser um problema típico deste tipo de bomba, em que era difícil religá-las, quando havia quaisquer acúmulos de pó no seu interior. Outra desvantagem é o nível de ruído normalmente muito alto de bombas de vácuo tipo garra.
vido ao fato de bombas espirais operarem sem quaisquer problemas, mesmo sob condições muito severas. Do mesmo modo que as bombas Roots, as mais recentes bombas espirais de vácuo possuem detalhes de projeto, tal como um motor embutido, tornando desnecessárias peças sujeitas a desgaste, como retentores de eixo. Elas também usam sistemas inteligentes de vedação a gás, que impedem a entrada de pó nos sistemas de vedação, motor e áreas de mancal. Também aqui, a operação com conversores de frequência parametrizados de forma ideal leva a uma maximizada taxa de exaustão ao longo de toda a escala operacional. Os eletrônicos inteligentes dentro do conversor de frequência são também usados para monitorar as funções vitais da bomba. Comunicação BUS com um controlador de nível superior é também possível. Mas a principal vantagem das bombas espirais de vácuo para esses pro-
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dos para fora na direção da saída. Visto que as folgas entre o rotor e a carcaça aumentam, quando a bomba é arrefecida, também é possível ligar novamente a bomba sem quaisquer problemas. Unidades acionadoras de bomba inteligentes com conversores de frequência e uma interface BUS estão se tornando cada vez mais importantes. Esta afirmação, por um lado, se refere a aspectos da tecnologia de controle de processos. Sistemas inteligentes oferecem a opção de integrar a bomba de tal forma, que ela seja ativamente envolvida na implementação dos requisitos do processo. Por outro lado, o uso de conversores de frequência integrados otimiza a energia consumida pelas bombas. Além disso, a quantidade de energia demandada em qualquer um dos casos é reduzida em modernas bombas espirais de vácuo, através de um passo variável dos rotores espirais, o que assegura uma compressão
Bombas de compressão seca, espirais, podem conduzir pó seco
Bombas de vácuo, espirais, secas O avanço referente à adequação do processo de sistemas mecânicos de vácuo foi possibilitado, pelo desenvolvimento de modernas bombas de vácuo, espirais, de compressão seca. Essas fornecem resultados convincentes em exigentes processos metalúrgicos, através de seu simples projeto e robustez em operação. Com estas propriedades, elas garantem um nível máximo de funcionalidade e confiabilidade, de-
cessos é principalmente sua falta de sensibilidade ao pó seco produzido. O trajeto direto de gás reduz amplamente o acúmulo de partículas, que foram arrastadas para dentro da área de processo. Porém, acúmulos de pó não constituem um problema, desde que o tamanho de partículas não for maior do que a folga entre o rotor e a carcaça. Acúmulos excessivamente espessos de pó são simplesmente arrasta-
contínua ao longo de toda a extensão espiral.
Vantagens dos sistemas mecânicos de vácuo Durante a rápida evacuação dos sistemas desgaseificadores de aço, pode ocorrer que, dentro de certos intervalos de pressão, a escória flutuando no metal derretido comece de repente a espumar. MPT Edição Brasileira 3 / 2014
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››› PRODUÇÃO DO AÇO Sistema de vácuo em 3 estágios, otimizado para processos FGUICUGKƂECFQTGU FG CÃQ
Se não forem tomadas medidas contrárias, o metal derretido pode respingar para fora da borda da panela. Nos dias atuais, na prática, num sistema baseado em ejetor de vapor, a geração de vácuo precisa ser interrompida, pela adição de nitrogênio ou argônio. Em seguida, a geração de vácuo pode ser retomada. Ao se usar sistemas mecânicos de vácuo com bombas de vácuo controladas por conversor de frequência, a velocidade de evacuação pode ser previamente regulada, de maneira que as bombas possam “se esgueirar através” desta faixa crítica. Isto impede, de maneira confiável, que a escória respingue para fora por espumação.
Conclusão A crescente demanda por aços de maior qualidade enfatiza a necessi-
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dade de um modo inovador e eficiente para desgaseificar aço. Os sistemas ejetores de vapor, que têm sido tradicionalmente usados, possuem uma série de desvantagens, como alto consumo de energia e emissões maciças de CO2. Além disso, os processos metalúrgicos são tornados mais dispendiosos, devido ao tratamento elaborado das águas servidas e do vapor, que precisa ser gerado, conforme necessário. Modernos sistemas mecânicos de vácuo oferecem uma alternativa genuína em termos funcionais e econômicos. Robustas bombas de compressão seca, espirais, de vácuo e bombas Roots dos mais avançados projetos tornam possível usar esses sistemas, mesmo nos mais exigentes processos desgaseificadores.
A tecnologia de bombas de vácuo atualmente disponível é robusta e otimizada em termos de energia. Ela pode ser útil a operadores nas aciarias ainda utilizando formas mais antigas de tecnologia de vácuo, em seus esforços para reduzir a um mínimo os custos operacionais e o impacto sobre o meio ambiente, dois aspectos que adquiriam importância nos anos recentes. Por conseguinte, o potencial de mercado de modernos sistemas mecânicos de bomba também é alto. Portanto, pode ser previsto que a demanda por sistemas mecânicos de vácuo na desgaseificação de aço irá continuar a aumentar num futuro próximo. Com vista às vantagens acima citadas, sistemas mecânicos de bomba de vácuo irão substituir a médio prazo os sistemas ejetores 쐍 de vapor instalados existentes.
PRODUÇÃO DO AÇO
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Transformador para FEA de 220 MVA e transformador LF de 40 MVA fornecidos para a JSPL
Critério de projeto e exemplos de transformadores para plantas de FEA TES – Transformer Electro Service S.r.l. – é uma empresa projetista e desenvolvedora de transformadores industriais de grande porte. A empresa é uma fornecedora regular para os principais grupos produtores de aço na Itália e para os principais construtores internacionais de plantas de aciaria. A história de sucesso da empresa compreende projetos na Simec, NLMK e um contrato com a JSPL cobrindo nada menos que sete transformadores industriais para fornos elétricos a arco. A TES, Transformer Electro Service S.r.l., projetista e desenvolvedora de grandes transformadores industriais, está localizada na Brescia, Itália. A TES é fornecedora regular para os princiTES Transformer Electro Service S.r.l., Brescia, Itália Contato: www.testransformer.com E-mail: info@tes.st
pais grupos fabricantes de aço da Itália, como a Feralpi, Lucchini, Riva, AFV Beltrame, Alfa Acciai e ABS, e para os principais construtores internacionais, como Danieli, SMS Siemag, Siemens VAI, Tenova, Fuchs, CVS e Concast. O estado-da-arte de sistemas de conversão elétrica requer soluções especiais. Grandes produtores de aço precisam de soluções customizadas para suas necessidades. A TES implantou numerosos
projetos na indústria do aço. Apenas em 2013 a empresa adicionou ao deu portifólio pedidos válidos de oito milhões de euros. Alguns dos mais interessantes projetos são destacados abaixo.
Novos transformadores para a aciaria da JSPL na Índia e Omã A Jindal Steel and Power Limited (JSPL) da Índia é proprietária da priMPT Edição Brasileira 3 / 2014
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››› PRODUÇÃO DO AÇO
meira usina integrada, localizada em Omã, baseada na tecnologia de redução direta (DRI) – Jindal Shadeed - a qual tem uma capacidade de produção de 7 milhões de toneladas por ano. A TES assinou um acordo com a JSPL no valor de 5 milhões de euros cobrindo o fornecimento de sete transformadores industriais para os fornos elétricos a arco. A instalação dos transformadores ocorreu durante 2013/2014 na Jindal Shadeed em Omã e nos três FEA’s da JSPL nas aciarias em Raigarh e Angul, na Índia. Dois dos transformadores são cotados para suprir energia para dois fornos elétricos a arco de 220 e 240 MVA. Esses dois transformadores de FEA’s estão classificados entre os 5 maiores transformadores para FEA’s no mundo. A JSPL optou por transformadores industriais da TES para atualizar suas plantas e torná-las mais confiáveis. Fixou-se a meta ambiciosa de triplicar a produção de aço para o rico mercado do Oriente Médio até 2015.
Planta da Simec
Planta
Potência
kV
Republic Steel
FEA
135 MVA
34,5 / 1,15 – 1,015 – 0,647
Grupo Simec S.A.B de C.V
POW FEA LF
134,4 MVA 80 MVA 10 MVA
230 ± 2 x 2,5% / 13,8 34,5 / 1,02 – 0,85 – 0,55 34.5 / 0,28 – 0,26 – 0,18
Simec USA
Aceros DM SA de CV
FEA
70 MVA
23,0 / 1 – 0,8 – 0,6
FEA
70 MVA
13,8 / 1 – 0,8 – 0,6
FEA
60 MVA
23,0 / 0,99 – 0,834 – 0,6
FEA
42 MVA
13,8 / 0,745 – 0,65 – 0,5
FEA LF
60 MVA 10 MVA
34,5 / 0,9 – 0,834 – 0,6 34,5 / 0,28 – 0,26 – 0,18
Dados técnicos dos transformadores de três fases para o grupo Simec
Projeto de 10 transformadores para o grupo Simec O grupo Mexicano Simec Corp. Inc. tem uma necessidade por equipamentos para gerar e atualizar suas plantas nos EUA, México e Brasil. A TES foi escolhida para fornecer e atualizar um total de 10 transformadores especiais para as plantas americanas da Simec durante os anos de 2012 até 2014. Cinco desses transformadores são completamente novos e cinco são atualizações em campo. O contrato, para um total de capacidade de transformação de 671 MVA, é perto de 7,5 milhões de euros. A TES atendeu aos requisitos técnicos das diferentes plantas, ao mesmo tempo que cumpriu com os padrões técnicos em energia nos vários países onde o grupo trabalha. Ofereceu um estudo tecnológico customizado e produtos baseados nos mais elevados padrões de qualidade internacionais.
Transformador para FEA “Jolly” para duas aciarias A TES apresentou para a NLMK uma solução técnica vencedora na forma de um transformador único para FEA de 138 MVA, chamado de transformador “Jolly”, para ser usado em duas aciarias MPT Edição Brasileira 3 / 2014
Transformador “Jolly” de 138 MVA para o grupo NLMK, Rússia
diferentes. O projeto levou em consideração todas as características relevantes e os requisitos de ambas as plantas. A solução técnica final provou ser completamente segura e confiável. É o resultado do uso hábil de tecnologia exclusiva levando a produção de transformadores de alta potência que são completamente intercambiáveis com os existentes. O grupo NLMK comprou o transformador de 138 MVA para FEA com um reator série 31 Mvar para sua unidade em Ekaterinburg e sua planta em Kalu-
ga (ambas na Rússia) para aumentar a produção de aço e construir um estoque quando necessário. NLMK colocou uma ordem de compra para o fornecimento e instalação de um transformador inovador e confiável e um reator de série para melhorar o desempenho de sua aciaria. O projeto foi implementado no formato turnkey, incluindo transporte, descarga e instalação. A TES projetou ambas as unidades em completo cumprimento com as especificações requeridas. A construção de ambos, transformador e reator foi comple-
PRODUÇÃO DO AÇO tamente de acordo com o cronograma e todos os testes foram realizados com sucesso de acordo com os padrões IEC. Os estágios de projeto e construção do transformador envolveram mudanças no projeto original para atender aos requisitos do cliente. A TES customizou o projeto como pedido. Isto envolveu o posicionamento do carregador e do sistema de resfriamento de um modo específico de para suprir totalmente a necessidade das duas plantas. Após a finalização do trabalho, a TES organizou o transporte por navio e a instalação dos transformadores na planta Revda, próxima a Ekaterinburg.
Conclusão A TES tem sempre reinvestido uma grande parte de seus lucros nas atividades de pesquisa e desenvolvimento conduzidas por um time altamen-
Transformador do forno
Reator de série
Potência
138 MVA
31,1 Mvar
Tensão primária
35 kV
35 kV
Tensão secundária
1285-1100-723 V
Corrente secundária max.
72,4 kA
Frequência
50 Hz
50 Hz
OLTC
MR Alemanha
MR Alemanha
Conexão secundária
Delta fechado internamente
Sistema de resfriamento
OFWF
OFWF
Peso
135 t
65 t
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19
Dados técnicos do transformador “Jolly” e do reator de série
te qualificado de especialistas. Isso tem permitido a TES crescer com o desafio e desenvolver sua principal força, reconhecidamente a habilidade de criar produtos customizados e prover um excelente padrão de qualidade e segurança. A TES hoje propor-
ciona uma ampla confirmação de sua habilidade de combinar experiência e pesquisa, tornando-se uma notável representante da habilidade Italiana e especialista no desenvolvimento de soluções customizadas de acordo com o cliente. 쐍
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â&#x20AC;şâ&#x20AC;şâ&#x20AC;ş LOGĂ?STICA DO FLUXO DE MATERIAIS
5KUVGOC FG NQIĂ&#x2030;UVKEC QVKOK\C Ć&#x192;WZQ de trabalho no pĂĄtio de placas A ArcelorMittal EisenhĂźttenstadt, na Alemanha, implementou um novo sistema Siemens GH ORJÂŻVWLFD SDUD DUPD]HQDPHQWR $ VROXŠ¼R 6LPHWDO 6LORF RWLPL]D Ć&#x192;X[RV GH WUDEDOKR VLPSOLĆ&#x201A;FD FRQWUROH GH HVWRTXH H UHGX] WHPSRV GH FLUFXODŠ¼R &RPDQGRV DXWRPDWL]DGRV de transporte otimizam a composição de pilhas de placas. O sistema registra automaticamente operaçþes de re-empilhamento manual. O sistema logĂstico Simetal Siloc fornece Ă empresa, em todos os momentos, um quadro preciso de seu estoque e das mais de 40.000 placas que passam anualmente pela armazenagem de placas. Ele nĂŁo sĂł melhora a composição das pilhas de placas, mas tambĂŠm automatiza o registro das operaçþes de re-empilhamento manual. Neste sentido, o Simetal Siloc aprimora fluxos de trabalho e simplifica o controle de estoque. Tempos de circulação tambĂŠm foram reduzidos, pois as placas podem ser alimentadas aos laminadores a uma temperatura mais alta. Em EisenhĂźttenstadt, os principais produtos sĂŁo aços revestidos planos de alta qualidade para a indĂşstria automotiva, alĂŠm de produtos para aparelhos domĂŠsticos e o setor de construção civil. Dr. Ralf BĂśsler, CEO da ArcelorMittal EisenhĂźttenstadt GmbH, explicou, â&#x20AC;&#x153;O novo sistema da Siemens, acima de tudo, atende Ă s demandas futuras para modificação e otimização planejada dos processos tecnolĂłgicos e logĂsticos em nossa empresa. As avançadas estratĂŠgias para armazenagem e recuperação das placas fornecem uma boa base, em particularâ&#x20AC;?. O novo sistema logĂstico de estocagem faz parte de um programa para modernizar a automação e, com isso, aumentar a eficiĂŞncia da produção de tiras a quente. No setor de acabamento da laminação contĂnua, placas e blocos sĂŁo admitidos, inspecionados, transportados, estocados, processados de acordo com especificaçþes de programação e qualidade, preparados para posterior processamento no laminador a quente e, por fim, aca-
Siemens AG, Industry Sector, Metals Technologies, Linz, Ă ustria Contato: www.siemens.com/metals E-mail: rainer.schulze@siemens.com
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Os Ăcones de barra no centro indicam o local atual da ponte rolante, prestando suporte ao operador de ponte
bados para despacho. O pessoal da planta precisa coordenar constantemente os movimentos de doze pontes rolantes, vĂĄrias ĂĄreas de estocagem, uma sĂŠrie de mesas transportadoras de roletes, carrinhos, mesas de inspeção, recuperação de calor, e as estaçþes de corte ao comprido e transversal. Antes, o planejamento no setor de acabamento era feito manualmente, independente dos processos de planejamento de nĂvel superior. Isto resultava em um grande nĂşmero de operaçþes de re-empilhamento em todas as ĂĄreas de estocagem. O sistema logĂstico de estocagem extrai suas instruçþes do sistema de planejamento de produção (PPS), do sistema rastreador de materiais (MVS) e do sistema de despacho, de nĂvel superior. O Simetal Siloc coordena a operação dos sistemas individuais no setor de acabamento, em linha com as instruçþes do material admitido. Por exemplo, o operador de ponte recebe comandos de transporte gera-
dos automaticamente, no terminal de sua cabine, o que assegura uma composição ideal das pilhas de placas. O Simetal Siloc aplica suas prĂłprias regras de segurança, para assegurar a estabilidade das pilhas e proteger as placas contra danos. O operador de ponte tambĂŠm pode realizar, manualmente, operaçþes nĂŁo-programadas de re-empilhamento. Essas sĂŁo, entĂŁo, automaticamente registradas pelo sistema e inseridas no banco de dados, que estĂĄ sempre atualizado, permitindo a visualização de todos os movimentos . O sistema modular expansĂvel ĂŠ baseado na plataforma de produtos Simatic IT e Simetal Siloc. Ela provĂŞ um grande nĂşmero de mĂŠtricas organizacionais e comerciais, na forma de avaliaçþes claras de grĂĄficos e tabelas. Por exemplo, mostra quantos movimentos de ponte foram realizados por turno para qualquer categoria de placa, para que o tempo e custo de cada operação possam ser calculados com exatidĂŁo. ě??
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â&#x20AC;şâ&#x20AC;şâ&#x20AC;ş LAMINAĂ&#x2021;Ă&#x192;O A QUENTE
Bloco de vergalhĂľes Pert
Tecnologias de blocos de acabamento para laminação de XGTICNJĂ&#x2018;GU G Ć&#x201A;QU O½SWKPC GO laminadores de 1 e 2 veios Uma ampla variedade de blocos de acabamento foi projetada para a produção de YHUJDOK¡HV H Ć&#x201A;RV PÂŁTXLQD FRPSRVWRV GH WUÂŹV EORFRV GLVWLQWRV FRUUHVSRQGHQGR D XP WRWDO GH RLWR YDULHGDGHV SDUD GLIHUHQWHV FDSDFLGDGHV GH SODQWD H TXDOLGDGHV GH SURGXWR acabado. Eles podem ser tambĂŠm adaptados para o mix de produtos e conhecimento tĂŠcnico dos operadores. Nos dias atuais, as condiçþes do mercado de aço demandam que fabricantes reduzam, sobretudo, os custos de produção para se manter competitivos. Isto ĂŠ vĂĄlido para produtores em paĂses em
Matteo Tomba, Nicola Tomba, Massimiliano Zuccato, Andrea Fontanini; Pert srl, Tavagnacco (UD), ItĂĄlia Contato: www.pertengineering.com E-mail: info@pertengineering.com
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desenvolvimento, onde a demanda de aço ĂŠ forte, mas os custos de gestĂŁo das plantas sĂŁo muitas vezes muito altos para ter uma boa margem de lucro, e para produtores em paĂses industrializados, que precisam competir com os produtos produzidos no grupo de paĂses acima citado, onde especialmente os custos de mĂŁo-de-obra e de eletricidade sĂŁo muito mais baixos. Assim, ĂŠ essencial que fornecedores de planta tambĂŠm estudem e proponham processos e equipamentos realmente inovadores, lado a lado com soluçþes customizadas.
A Pert aceitou este desafio e projetou uma ampla variedade de blocos de acabamento para vergalhþes e fios-måquina, permitindo o uso de soluçþes e plantas realmente inovadoras e customizadas para baixas capacidades de produção (aprox. 100.000 t/ano), assim como para muito altas capacidades de produção (1.500.000 t/ano). A variedade consiste de três blocos distintos, configuråveis em oito variedades, para diferentes capacidades de planta e qualidades de produto acabado. Eles tambÊm podem ser customizados para
LAMINAÇÃO A QUENTE
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Bloco 2xTechnology™ Pert
o conhecimento técnico dos operadores, assim como para o mix de produtos. Levando em consideração as soluções atualmente sugeridas por fornecedores de laminadores para produtos longos, pode ser observado que, para laminação de vergalhões e fios-máquina com baixa ou alta velocidade, o bloco de acabamento sugerido é o mesmo; na verdade, o bloco de acabamento para fio-máquina é dimensionado para velocidades até 120m/s, mas ele pode ser também usado em menores velocidades, isto é, para a produção de vergalhões ou fios-máquina. É evidente que esta não é uma solução vencedora, do ponto de vista da gestão de custos, visto que os equipamentos são muitas vezes superdimensionados, no caso da produção a baixa velocidade de vergalhões ou fios-máquina. A variedade de blocos da Pert é composta do: ▪ bloco intermediário, ▪ bloco de vergalhões, ▪ bloco de fios-máquina, ▪ 2xTechnology™ ▪ 2xTechnology™ conversível ▪ 2xTechnology™ TwistFree.
Bloco de vergalhões Pert Esse bloco com anéis de laminação em balanço, cantilever, foi projetado para
produção de vergalhões em alta velocidade e é instalado em plantas de pequena e média capacidade (350.000 - 400.000 t/ano). Seus principais recursos são os seguintes: ▪ velocidade máxima de laminação: 35 m/s, ▪ projeto com um só veio, ▪ mancais de rolamento, ▪ configuração H/V, ▪ diâmetro nominal do anel de laminação: 250 mm, ▪ distância entre centros das cadeiras de laminação: 635 mm, ▪ possibilidade de montar anéis de laminação feitos de carboneto, ferro fundido ou aço. Toda a tubulação instalada é incorporada e protegida na armação de aço e pode ser facilmente inspecionada ou acessada para manutenção, através da remoção de simples painéis. As demandas de manutenção foram drasticamente reduzidas, assim como os tempos necessários para trocar os anéis de laminação, graças ao sistema FLUR™. A característica específica desse bloco é que ele usa mancais de rolamento, ao invés de mancais com filme de óleo, possibilitado devido à velocidade operativa máxima, relativamente baixa (35 m/s). Mancais de rolamento trazem a grande vantagem de usar uma
unidade de lubrificação padrão e simples, ao invés de uma unidade de lubrificação complexa, e uma respectiva estação para separar água de óleo, que é necessária ao se usar mancais com filme de óleo. Portanto, o uso de lubrificação de alta viscosidade é também evitado (alto custo e dificuldade de descarte). Ao invés disso, o mesmo lubrificante das caixas de redução do restante da usina é usado para a lubrificação de blocos. A configuração é a 90°, fornecendo um máximo de acesso aos operadores tendo que trocar os anéis de laminação, que são todos colocados na posição frontal; em um bloco configurado a 45°, isso seria muito mais complicado, já que haveria módulos à direita e à esquerda e, além disso, esses módulos ficariam dispostos numa posição inclinada. A primeira cadeira de laminação fica na posição vertical, a fim de ter uma na horizontal, como última cadeira. Isto é para manter a estabilidade axial dos eixos retentores de anel e, por conseguinte, manter a ranhura numa posição correta, a fim de evitar o deslocamento de um dos dois eixos, devido à carga de laminação axial. Ter a primeira cadeira numa posição vertical assegura que todas as barras ovalizadas fiquem na verMPT Edição Brasileira 3 / 2014
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â&#x20AC;şâ&#x20AC;şâ&#x20AC;ş LAMINAĂ&#x2021;Ă&#x192;O A QUENTE
tical, a fim de evitar significativas reduçþes de temperatura, devido ao contato com ĂĄgua de arrefecimento dos anĂŠis de laminação, jĂĄ que a superfĂcie de contato ĂŠ muito menor e nĂŁo existem efeitos devido Ă ĂĄgua de decantação. AlĂŠm disso, transiçþes com o oval vertical concedem mais estabilidade, para a barra laminada reduzir sua flexĂŁo entre cadeiras. AlĂŠm da produção de vergalhĂľes, esse bloco tambĂŠm ĂŠ usado como um bloco de prĂŠ-acabamento em laminadores de fio-mĂĄquina antes do bloco de acabamento de alta velocidade, a fim de evitar o uso de cadeiras em balanço (cantilever), que implicam em uma unidade de lubrificação maior, igual Ă quelas usadas para blocos de alta velocidade, visto que ambas usam mancais com filme de Ăłleo. Ademais, em cadeiras em balanço, a troca dos anĂŠis de laminação ĂŠ mais complicada e demanda ferramentas hidrĂĄulicas exclusivas. O bloco de vergalhĂľes Pert, assim como todos os outros blocos Pert, usa um sistema patenteado de troca rĂĄpida de anĂŠis de laminação, chamado sistema FLURâ&#x201E;˘, permitindo que anĂŠis de laminação sejam trocados em cerca de um minuto, sem usar qualquer equipamento hidrĂĄulico.
$NQEQ FG Ć&#x201A;QU O½SWKPC 2GTV Esse bloco de acabamento pode ser fornecido em duas configuraçþes, a 90° atĂŠ a velocidade de 80 m/s e a 45° para maiores velocidades atĂŠ 120 m/s. Ele ĂŠ instalado em laminadores de fiomĂĄquina de um sĂł veio, com uma capacidade de produção de 150.000 a 600.000 t/ano. Seus principais recursos sĂŁo: â&#x2013;Ş velocidade mĂĄx. de laminação: 120 m/s, â&#x2013;Ş projeto de um sĂł veio, â&#x2013;Ş mancais com filme de Ăłleo, â&#x2013;Ş sistema FLURâ&#x201E;˘ â&#x2013;Ş configuração H/V (90° ou 45°), â&#x2013;Ş diâmetro nominal do anel de laminação: 200/160 mm, â&#x2013;Ş distância entre os centros das cadeiras: 700 mm Toda a tubulação instalada ĂŠ incorporada e protegida na armação de aço e pode ser facilmente inspecionada ou acessada para manutenção, atravĂŠs da remoção de simples painĂŠis. As demandas de manutenção foram reduzidas. A configuração a 90° ĂŠ adequada para velocidades atĂŠ 80 m/s, a fim de forneMPT Edição Brasileira 3 / 2014
Vista 3D das unidades mandriladoras 2xTechnologyâ&#x201E;˘ TwistFree
cer boa condição de acesso aos anĂŠis de laminação tambĂŠm neste caso, acelerando e simplificando sua troca. Para maiores velocidades, uma solução a 45° se faz necessĂĄria, nĂŁo tanto por problemas de vibração, mas por ter uma melhor condição de gravidade, para promover a maior descarga possĂvel do Ăłleo lubrificante dos mancais com filme de Ăłleo. Outra importante caracterĂstica ĂŠ que a distância entre oc centros das cadeiras ĂŠ limitada a apenas 700 mm, implicando, portanto, em menor vibração dos cilindros e do bloco em si. Menor vibração e um excelente equilĂbrio das engrenagens envolvem uma melhoria da qualidade do produto acabado, na verdade, em um bloco, onde vibraçþes sĂŁo praticamente inexistentes, ĂŠ mais fĂĄcil de manter as severas tolerâncias finais, alĂŠm de tambĂŠm haver menos ruĂdo, que ĂŠ reduzido a nĂveis mĂnimos, evitando zunidos inoportunos e ensurdecedores durante o processamento do bloco. Devido Ă sua alta velocidade operacional, o bloco de fios-mĂĄquina Pert foi projetado, a fim de minimizar danos causados por possĂvel mau funcionamento ou emergĂŞncias, como partes mal laminadas, falhas de motor etc.. Na verdade, graças Ă redução da inĂŠrcia das engrenagens a um valor mĂnimo no bloco, ele para em um tempo mĂnimo.
O diâmetro dos anĂŠis de laminação pode ser de 200 mm nas primeiras cadeiras, e de 160 mm nas Ăşltimas, dependendo da necessidade, para propiciar uma relação adequada e reduzida entre o diâmetro do anel de laminação e do produto acabado, a fim de ter tolerâncias muito estreitas e alcançar uma alta qualidade. AlĂŠm disso, o comprimento do eixo ĂŠ reduzido, para ter menos â&#x20AC;&#x2DC;comprimentoâ&#x20AC;&#x2122; em balanço e, portanto, reduzir vibraçþes.
Bloco 2xTechnologyâ&#x201E;˘ Derivado da cadeira com dois suportes Pert, esse bloco ĂŠ composto por quatro ou seis cadeiras, controladas por apenas um motor e montadas apenas sobre uma fundação. Seus principais recursos sĂŁo: â&#x2013;Ş velocidade mĂĄx. de laminação: 35 m/s por veio, â&#x2013;Ş um ou dois veios, â&#x2013;Ş lubrificação a ar/Ăłleo, â&#x2013;Ş sistema FLURâ&#x201E;˘ â&#x2013;Ş configuração H/H, â&#x2013;Ş cadeiras bi-apoiadas (duplo suporte), â&#x2013;Ş diâmetro nominal do anel de laminação: 265 mm, â&#x2013;Ş distância entre centros das cadeiras: 950 mm, â&#x2013;Ş possibilidade de montar anĂŠis de laminação feitos de carboneto, ferro fundido ou aço, â&#x2013;Ş sem tubulação instalada.
LAMINAÇÃO A QUENTE A facilidade de uso e manutenção faz desse bloco a solução ideal para laminadores de vergalhões de pequena a média capacidade (até 350.000 t/ano), sobretudo em países com escassez de mão-de-obra especializada ou para clientes, que estão investindo, pela primeira vez, em uma planta produtora de aço. A principal característica desse bloco é que ele pode laminar, ao mesmo tempo, dois veios dos menores diâmetros. Assim, é possível usar a produtividade plena do forno, mesmo com laminação em velocidade relativamente baixa. Comparado à laminação com um só veio, a laminação com dois veios permite a redução pela metade da velocidade de produção, enquanto que usando a mesma produção por hora do forno. Essa redução de velocidade pode ser útil para operadores menos experientes. A troca de cadeira é inteiramente automática, uma vez que eixos motores cardan não são usados e as cadeiras não possuem tubulação instalada. Com uma cadeira como sobressalente, o tempo de troca é reduzido para menos de dez minutos para todas as cadeiras do bloco. Devido ao duplo suporte dos eixos retentores de anel e à regulagem de folga pelo sistema excêntrico, a rigidez da cadeira é alta, proporcionando alta qualidade ao produto acabado. Os custos operacionais desse bloco são realmente mínimos, já que peças de reposição são praticamente eliminadas, considerando que não há eixos
motores nunca trabalham numa posição inclinada, mas sempre alinhados aos eixos geométricos dos eixos retentores de anel, de modo que a eficiência de transmissão da caixa de engrenagens para os anéis de laminação é quase igual a 1. Além dos custos operacionais, os custos de investimento são também cortados; as fundações para o bloco 2xTechnology™ são muito simples e compactas. Também o espaço demandado é marcantemente reduzido: a altura do bloco, incluindo a fundação, é inferior a 0,9 m. A flexibilidade desse bloco também é muito importante. Na verdade, a produtividade de uma planta instalada pode ser facilmente elevada sem intervenções significativas. Dada uma velocidade máxima atingível de 35 m/s por veio, por exemplo, podem ser produzidas mais de 80 t/h de vergalhões de 8 mm.
2xTechnology™ conversível O bloco 2xTechnology™ conversível tem essencialmente as mesmas características que o bloco 2xTechnology™, porém, além disso, ele oferece a possibilidade de usar uma configuração H-H/V, ou seja, cadeiras niveladas podem ser dispostas na horizontal e na vertical. Isto permite laminar os menores diâmetros na configuração H/H, no modo de 2 veios, a fim de explorar toda a capacidade do forno de reaquecimento, e maiores diâmetros na configuração H/V, a fim de evitar a torção
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cal e, portanto, a barra não é torcida durante a laminação, obtendo-se, assim, excelente qualidade de material, já que a laminação ocorre sem torção. Dada a alta rigidez das cadeiras, outra aplicação para esse bloco é como um bloco de dimensionamento na configuração H-V-H para a produção de barras redondas, quadradas ou hexagonais, de aço especial, numa faixa de 16 mm a 40 mm. O uso de anéis de laminação de carboneto, com única ranhura, aumenta ainda mais a rigidez da cadeira, o que garante tolerâncias de até ¼ DIN no produto acabado.
Bloco intermediário Esse bloco possui as mesmas características que o 2xTechnology™: seus principais recursos são: ▪ projeto de um único veio; ▪ quatro cadeiras, ▪ configuração H/H, ▪ possibilidade de montar anéis de laminação, de carboneto ou aço especial. Quatro unidades de laminação são controladas por um único motor e instaladas numa fundação em comum. O diâmetro nominal dos anéis de laminação nas cadeiras é de 420 ou 340 mm. Assim, o bloco é adequado para ser usado na posição intermediária, ou antes do bloco de vergalhões. O emprego de inovadores anéis de laminação de aço, cuja vida útil é comparável àquela dos anéis de laminação de carboneto, permite o uso de apenas
Exemplo de um layout do Pert Pocket Mill PPM™ para uma laminação de baixa capacidade
motores cardan, calços, unidades de contêiner etc., que são usuais em cadeiras normais sem marco. Além disso, a unidade de lubrificação é padrão e utiliza o mesmo óleo de lubrificação, que as cadeiras do laminador. Visto que não existem eixos motores, até 5% de eletricidade pode ser poupada; na verdade, os acoplamentos de engrenagem usados no lugar dos eixos
da barra laminada. As cadeiras conversíveis podem ser acionadas pelo topo ou pelo fundo. A tecnologia comprovou ser particularmente adequada para usinas de pequeno a médio porte (até 350.000 t/ ano) produzindo barras e fios-máquina. Quando fio-máquina é produzido, o bloco 2xTechnology™ conversível é configurado na horizontal e na verti-
um único motor para todas as cadeiras, visto que o consumo de ranhura é muito menor e mais uniforme, comparado aos anéis de aço fundido. Com o bloco intermediário Pert, plantas de baixa capacidade podem ser mais eficazmente dispostas, enquanto que reduzindo drasticamente o espaço de instalação, custos de investimento e peças de reposição. MPT Edição Brasileira 3 / 2014
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››› LAMINAÇÃO A QUENTE
Exemplo de um layout do Pert Giga Mill para a produção de 300 t/h de vergalhões
2xTechnology™ TwistFree Esse bloco representa uma inovação revolucionária para laminadores de produtos longos e é o primeiro bloco mundial capaz de laminar dois veios ao mesmo tempo, em uma configuração horizontal/vertical e numa velocidade até 100 m/s. Seus principais recursos são: ▪ velocidade máx. de laminação: 100 m/s para fios-máquina (50 m/s para vergalhões), ▪ sistema FLUR™ ▪ manutenção reduzida, ▪ dois veios, ▪ configuração H/V (90° ou 45°) em balanço, ▪ mancais com filme de óleo, ▪ diâmetro nominal dos anéis de laminação: 200 mm e/ou 160 mm. O bloco 2xTechnology™ TwistFree foi projetado para plantas de alta capacidade (até 1.000.000 t/ano), para a produção de vergalhões em configuração a 90° e fios-máquina a 45°. Esse bloco oferece numerosas vantagens: ele substitui plantas usando tecnologia multi-alimentada com 3, 4 ou 5 veios (maior número de guias, maior possibilidade de partes mal laminadas, baixa qualidade de produto acabado, sequência H/H, complicações operacionais, maiores custos operacionais específicos para menores diâmetros, maior número de barras curtas) e plantas usando dois blocos de acabamento com alimentação de 2 veios em alta velocidade (maiores demandas de espaço, maiores plantas, mais obras civis, um bloco adicional, duas linhas extras de têmpera, uma tesoura extra ...). Com essa nova tecnologia, um único bloco é suficiente. Economias marcantes com equipamentos e obras civis são também obtidas em laminadores de fio-máquina com 2 veios, todos tendo esse bloco a menos e demandando uma menor plataforma de trabalho. Já que o bloco 2xTechnology™ TwistFree é também equipado com um sistema FLUR™ de travaMPT Edição Brasileira 3 / 2014
mento/destravamento rápido dos anéis de laminação, todo o bloco pode ser regulado em menos de 20 min, usando uma equipe de apenas quatro operários. Assim, o tempo de parada é reduzido e a produtividade é aumentada.
Exemplo de layout para um laminador de baixa capacidade Como citado no início do artigo, a ampla variedade de blocos de acabamento permite adotar soluções de layout de planta, que se adaptem perfeitamente às reais necessidades do cliente, indo de plantas de baixa produção (100.000 t/ano) até plantas com uma alta capacidade de produção (1.500.000 t/ano). Para plantas de baixa capacidade para produção de vergalhões, o conceito da Pert Pocket Mill (PPM™) foi introduzido. Sua meta é reduzir, sobretudo, os custos de investimento inicial, custos operacionais, dimensões da planta e peças sobressalentes. A Pert Pocket Mill é composta de um forno dotado de empurradores, uma cadeira de laminação trio, dois blocos intermediários, um bloco de vergalhões, leito de resfriamento e unidades de acabamento. Do ponto de vista do investimento inicial, fica claro que, graças às dimensões realmente moderadas da planta, os custos de investimento são reduzidos a um mínimo. Peças sobressalentes são drasticamente reduzidas, tanto para o sistema mecânico, como para o elétrico. Os motores da cadeira trio e do bloco de vergalhões são idênticos, assim como os dois motores dos blocos intermediários, ou seja, quatro motores principais com apenas duas classes de potência distintas. Além das peças sobressalentes da cadeira trio, o restante do trem de laminação não possui as peças sobressalentes demandadas para as cadeiras sem mar-
co atualmente disponíveis no mercado, já que não existem eixos motores cardan, unidades de contêiner, calços ou tubulação instalada com risco de danos. Nem o bloco intermediário Pert, nem o bloco de vergalhões Pert, precisam dessas peças sobressalentes. A ausência dos eixos motores também leva a uma economia de 5% de energia líquida. Esta solução de layout pode ser proveniente de diversas variantes, dependendo do volume de produção (entre 100.000 e 300.000 t/ano), como uma configuração de desbaste contínuo (6 cadeiras bi-apoiadas Pert), ou uma configuração com 2xTechnology™ no laminador de acabamento, usando alimentação de 2 veios.
Exemplo de layout para um laminador de alta capacidade 2xTechnology™ TwistFree representa a mais avançada tecnologia para plantas de alta capacidade. O Pert Giga Mill para produção de vergalhões a uma capacidade superior a 300 t/h pode ser adequado para instalação em grandes plantas integradas, de modo particular em países em rápido desenvolvimento, como Índia ou China, a fim de reduzir drasticamente os custos de produção, não só através do layout tecnológico da planta em si, mas também explorando as economias de escala resultantes destes altos volumes de produção em um único local. O uso simultâneo de dois blocos 2xTechnology™ TwistFree permite laminação em alta velocidade para vergalhões (até 50 m/s) com diâmetros de 8 mm a 16 mm em quatro veios (com picos de 300 t/hora) e para vergalhões em diâmetros de 18 a 32 mm em dois veios. A mesma configuração pode ser usada para plantas de fios-máquina, garantindo uma produção de fios-máquina de 5,5 mm a 100 m/s, correspondente a 250 t/h. 쐍
LAMINAĂ&#x2021;Ă&#x192;O A FRIO - EQUIPAMENTO ESPECIAL
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Nova tecnologia para acabamento UWRGTĆ&#x201A;EKCN FG EKNKPFTQU RCTC laminação a frio A nova tecnologia foi desenvolvida atravĂŠs de intensa atividade de P&D por mais de dois DQRV 2 FRQFHLWR UHYROXFLRQÂŁULR UHGHĆ&#x201A;QH LQWHLUDPHQWH R HVWDGR GD DUWH QR DFDEDPHQWR de cilindros, em termos de mĂŠtodos e custos operacionais e de manutenção. A inovação HQIRFD TXHVW¡HV DPELHQWDLV GH PÂŤWRGRV WUDGLFLRQDLV SURSRVWRV DWÂŤ HQWÂĽR H RIHUHFH EHQHIÂŻFLRV GUDPÂŁWLFRV QHVWH DVSHFWR A italiana Tenova Pomini tem sido hĂĄ tempos fornecedora lĂder de oficinas completas de reparação de cilindros de laminação, muitas delas sendo fornecidas com altos nĂveis de automação. Para este fim, a Pomini desenvolveu conhecimento em projeto e fabricação para mĂĄquinas de oficina de reparação de cilindros de laminação e equipamentos auxiliares. Muitas oficinas completas de reparação de cilindros de laminação para aplicaçþes de laminação a frio ainda incluem a necessidade de uma mĂĄquina de texturização para fornecer cilindros com um acabamento fosco, alĂŠm dos acabamentos retificados. No passado, a Pomini dependia de fornecedores terceirizados para mĂĄquinas de texturização por jateamento com granalha ou descarga elĂŠtrica, que sĂŁo feitas como parte do pacote de fornecimento e integradas ao sistema de automação. A Pomini decidiu pesquisar e desenvolver seu prĂłprio sistema de texturização, e projetar uma mĂĄquina adequada para texturizar cilindros laminadores a frio. As tecnologias disponĂveis e as necessidades dos clientes foram pesquisadas, a fim de selecionar a tecnologia mais adequada para promover pesquisa e desenvolvimento. O conhecimento
)KQXCPPK $QUGNNK /CUUKOQ %CXCNNCTK 'TOCPPQ %TQEK 2CQNQ )CDQCTFK 4KEM /E9JKTVGT /CUUKOQ 2GTCUUQNQ %NCWFKQ 6TGXKUCP 6GPQXC 2QOKPK %CUVGNNCP\C 8# +V½NKC %QPVCVQ YYY VGPQXCITQWR EQO TQNNAUJQRU RJR ' OCKN RQOKPK"VGPQXC EQO
Interface homem - måquina Texturização digital Ethernet interna Fibra ótica
Cabeça de texturização
Sistema Pomini Digital Texturingâ&#x201E;˘
interno de projeto e fabricação foi usado para desenvolver uma måquina de produção para o processo.
Requisitos sobre acabamento UWRGTĆ&#x201A;EKCN FG EKNKPFTQU NCOKPCFQTGU Dependendo da aplicação, o usuĂĄrio final de tiras necessita de uma textura superficial incorporando uma combinação de vĂĄrios atributos superficiais, como alta rugosidade, acabamento â&#x20AC;&#x153;foscoâ&#x20AC;? e aparĂŞncia isotrĂłpica. Isto nĂŁo pode ser alcançado por um acabamento de cilindro laminador retificado. Normalmente, alta rugosidade ĂŠ demandada para melhorar o desempenho da chapa de aço em subsequente processamento, p. ex., para evitar â&#x20AC;&#x153;colamentosâ&#x20AC;? durante recozimento, melhorar a aderĂŞncia de revestimento durante a galvanização ou revestimento colorido, e melhorar a retenção de lubrificação durante a perfilagem e estiramento. A rugosidade da tira deve ser mantida em estreitas tolerâncias ao longo de toda a superfĂcie, a fim de as-
segurar um desempenho e aparĂŞncia uniformes. Alcançar os atributos acima sobre a superfĂcie da tira requer uma textura de cilindro, que seja nĂŁo sĂł precisa e uniforme, mas tambĂŠm tenha caracterĂsticas de baixo desgaste e seja capaz de transferir a textura para a superfĂcie da tira. JĂĄ que os processos de laminação e acabamento dos usuĂĄrios variam amplamente, ĂŠ necessĂĄrio ser capaz de produzir uma ampla gama de texturas distintas.
6GEPQNQIKCU GZKUVGPVGU RCTC VGZVWTK\CĂ&#x192;ÂżQ FG EKNKPFTQU NCOKPCFQTGU Existem diversos mĂŠtodos disponĂveis no comĂŠrcio para texturizar cilindros laminadores para laminação a frio. Embora os mĂŠtodos individuais sejam baseados em processos muito distintos, todos eles buscam alcançar o mesmo resultado bĂĄsico, a saber, criar crateras e picos na superfĂcie do cilindro. Texturização por jateamento com granalha (SBT) ĂŠ um processo MPT Edição Brasileira 3 / 2014
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››› LAMINAÇÃO A FRIO - EQUIPAMENTO ESPECIAL
mecânico e o mais antigo deles dentre essas tecnologias. Ele também é amplamente usado numa variedade de outras aplicações. SBT é o processo menos complexo e usa um meio de jateamento colidindo contra o cilindro, a fim de provocar endentações e deformação plástica do metal, que forma as crateras e picos sobre a superfície do cilindro. Texturização por descarga elétrica (EDT) foi desenvolvida há cerca de 40 anos atrás, como uma adaptação da usinagem por descarga elétrica (EDM). Uma descarga elétrica é usada para corroer crateras na superfície do cilindro. Estas máquinas normalmente usam um grande número de eletrodos, cada qual demandando circuitos elétricos especializados para controlar a descarga elétrica e manter o pequeno vão entre o cilindro e os eletrodos. Esta tecnologia requer complexas ferragens elétricas e só foi desenvolvida por um número muito limitado de empresas. O padrão de crateras produzido é muito aleatório. A localização das crateras não é controlável. O processo requer o uso de óleo dielétrico e gera uma quantidade não insignificante de material residual. Texturização a laser (LT) usa um feixe de laser direcionado sobre o cilindro por uma série de espelhos, com o feixe focalizado por lentes sobre um ponto concentrado sobre a superfície do cilindro. Uma roda “cortadora” mecânica é usada para interromper o feixe de laser numa série de pulsos regulares. Esses pulsos focalizados derretem um ponto sobre a superfície do cilindro e um gás inerte é usado para insuflar o metal derretido, criando crateras em um espaçamento fixo. Isto produz um padrão determinístico de crateras e picos numa espiral contínua em torno do cilindro, com uma frequência relativamente baixa. Texturização por feixe de elétrons (EBT) usa igualmente um feixe de elétrons para derreter a superfície do cilindro e deixa “crateras” envoltas por um aro de metal re-solidificado. O feixe de elétrons é pulsado em alta frequência e com muito bom controle dos pulsos de energia; no entanto, o processo deve ser realizado com o feixe de elétrons e cilindro laminador dentro de uma câmara em ambiente de vácuo muito alto. Depósito eletrocrômico (ECD) é um processo à base de cromo hexaMPT Edição Brasileira 3 / 2014
valente, que deposita uma série de nódulos de cromo sobre a superfície do cilindro, para criar a textura demandada. Isto envolve um demorado processo em várias etapas para atingir a combinação necessária de textura, dureza e adesão superficial do revestimento. Ele é bastante diferente de outros métodos de texturização, visto que produz essencialmente nódulos, ao invés de crateras na superfície do cilindro. Pós-acabamento. Diversos métodos acima também acrescentam um processo de pós-acabamento, em uma tentativa de melhorar a textura superficial ou seu desempenho no laminador a frio. A maior parte dos métodos de pós-acabamento tenta melhorar a superfície, geralmente removendo os maiores picos e asperezas que, então, geram uma textura superficial negativamente inclinada sobre o cilindro. Isto é considerado por muitos usuários, para melhorar a vida útil do cilindro e reduzir a rugosidade inicial sobre o cilindro, devido a desgaste no laminador. Os processos acima citados, embora sendo atualmente usados na produção de chapas, possuem limitações essenciais em um ou mais aspectos, tais como consistência, complexidade, condições ambientais e capacidade de atender às demandas dos atuais usuários. Isto não justificou um desenvolvimento adicional por parte da Tenova Pomini, como uma tecnologia de longa duração adequada.
6GZVWTK\CÿQ FKIKVCN Após o exame inicial dos requisitos dos usuários finais e das tecnologias atualmente disponíveis, a Pomini tomou a decisão de pesquisar e desenvolver um novo método para texturização de cilindros. O processo é chamado de “Pomini Digital Texturing™” (PDT™) (Texturização Digital Pomini), já que ele depende amplamente da tecnologia de software para gerar a matriz de textura e controlar os lasers de alta frequência, que aplicam a textura na superfície do cilindro. Tecnologia a laser foi escolhida, já que ela constitui um sistema limpo e eficiente. Embora essa tecnologia não seja inteiramente nova, ela está sendo ainda continuamente desenvolvida e aperfeiçoada. O tipo específico de laser de alta frequência usado é muito adequado à comutação e controle de software.
O sistema Pomini Digital Texturing™ incorpora um laser de alta frequência já existente no mercado, que é controlado pelo sistema de texturização digital desenvolvido pela Pomini. Esta combinação cria um preciso, flexível e eficiente sistema de texturização, com os benefícios de uma fonte a laser de alta confiabilidade, baixa manutenção e comprovada em um grande número de aplicações industriais. A fonte a laser produz um feixe de pequeno diâmetro e alta qualidade,
Cratera e pico típicos
que é ideal para atingir o desempenho preciso e uniforme demandado para texturização superficial. O sistema de controle e a fonte a laser permitem a operação de muito alta frequência necessária para alcançar produtividade e textura superficial desejadas. Um sistema de fibra ótica permite posicionamento muito flexível da cabeça de texturização e elimina os problemas típicos de alinhamento e foco (isto é, ótico) de sistemas LT mais antigos. A textura superficial pode ser concebida, usando simulação em compßutador para alcançar a matriz desejada. As dimensões das crateras e picos podem ser controladas pelo software operando o sistema a laser. Além das dimensões de cada cratera, as proporções relativas dos picos e crateras podem ser também alteradas. A capacidade de controlar as dimensões das crateras e picos permite que a rugosidade e a inclinação sejam determinadas, e os amplos picos produzidos propiciam muito boas características de transferência de rugosidade e desgaste nos laminadores. A matriz da textura superficial, que é controlada por software, permite que uma gama de superfícies seja produzida, no modo determinístico e estocástico. Através da alteração dos parâmetros de espaçamento, a densidade da textura superficial pode ser alterada, para produzir superfícies “abertas” ou “fechadas”.
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Máquina de texturização digital
O processo Pomini Digital Texturing™ possui uma ampla gama de recursos de textura superficial. Após dois anos de testes em usinas de laminação, o desempenho da textura superficial foi verificado o suficiente para projetar e fabricar a primeira máquina de produção.
2TQLGVQ FC O½SWKPC FG VGZVWTK\CÿQ A máquina foi projetada na Pomini usando os recursos e experiência de projeto de máquinas de tipo similar, em particular, a inovadora série MW de retificadoras de precisão de cilindros. Como uma máquina inteiramente nova, o projeto incorpora características das mais avançadas tecnologias disponíveis para máquinas operatrizes.
A especificação de projeto era produzir uma máquina, que fornecesse alta precisão e eficiente operação, fosse amigável ao meio ambiente, operasse de modo altamente confiável e demandasse pouca manutenção. Também era desejável ter uma máquina, que pudesse ser facilmente instalada com um mínimo de exigências de fundação e área de piso. Durante os estágios preliminares do projeto, foi decidido cobrir inteiramente a máquina, a fim de manter um ambiente limpo e seguro, eliminar quaisquer problemas potenciais de proteção e maximizar a segurança do operador. A máquina de produção atende ou até excede os critérios de projetar uma instalação compacta com baixo consumo de energia.
%QPENWU¿Q O processo Pomini Digital Texturing™ tem demonstrado muito bons resultados em testes conduzidos neste estágio e possui potencial considerável para desenvolvimento e aplicações futuras. A tecnologia limpa e segura é muito eficiente e gera mínimo desperdício. A máquina possui modernas características de projeto e mínimo hardware, com a maioria da tecnologia residente no software de controle. A gama de texturas superficiais é muito flexível, a fim de atender uma ampla variedade das necessidades atuais e futuras do setor, e a capacidade de produzir uma combinação ideal de recursos de textura superficial, para prestar um bom serviço aos produtores, e excelentes características superficiais de chapa para usuários finais 쐍
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››› INOVAÇÕES TECNOLÓGICAS
$KDSQNCN CD FQ@ÖSD D C@CNR CN %$ ACIARIA ELÉTRICA Eletrodos de grafite são fatores da maior importância nas operações da aciaria e através da qualidade de sua manufatura, podem comprovar que são peça chave para uma operação de fusão eficiente e de sucesso. A habilidade de gravar históricos e registros de tempo de fusão de dias e meses possibilita a UK Carbon & Graphite Company Ltd. (UKCG) a melhorar a operação em andamento e solucionar problemas no forno elétrico a arco ou no forno panela. É essencial levar todas as variáveis em consideração, quando mudanças positivas são feitas, garantindo ajuste e melhora contínua para que perfis elétricos trabalhem em harmonia com os novos avanços e maximize os benefícios novos provenientes de mudanças progressivas. A melhoria do sistema de aquisição de dados não significa apenas estar apto a gravar centenas de variáveis e outras informações importantes, porém conhecer quais variáveis são determinantes e se está ou não acrescentando algo positivo à operação. Este é o foco do serviço técnico da UKCG. A grande atenção está no gerenciamento da produção de eletrodos de qualidade, foco em peças sobressalentes usinadas nas suas instalações, no Reino Unido, e através da otimização do FEA e regulamentação do suporte a empresa espera levar a seus
Curva de potência de um FEA
consumidores redução de custos e grandes recompensas, já que a UK Carbon & Graphite e seus clientes trabalham no mesmo objetivo. Contato: www.uk-cg.com
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Medição de qualidade de desempeno de barras e produtos tubulares GARANTIA DA QUALIDADE Produtores de tubos e de produtos de barras de aço se deparam constantemente com o desafio de assegurar a qualidade de desempeno de seus produtos e isso é um critério de qualidade muito significativo. A solução de medição sem contato “Bendcheck” desenvolvida pela Zumbach disponibiliza aos produtores inúmeras vantagens. A função básica do sistema Bendcheck é a medição de quaisquer curvaturas ou flexões em produtos redondos. O sistema mede a posição e o diâmetro do duto em três diferentes pontos, ao longo de seu eixo. Ele calcula o desvio da posição medida pelo cabeçote de medição central a partir de uma linha reta virtual projetada pela posição medida pelo cabeçote esquerdo até a posição medida pelo cabeçote direito. Baseado nesta informação, a curvatura do produto é calculada constantemente e apresentada em forma de gráfico. Assim que um produto deixa o campo de medição, um completo arquivo de registros é lançado para cada produto, incluindo posição, diâmetro e medição de curvatura. Os dados relevantes são visualisados em uma tela visivelmente estruturados. O diâmetro, o valor absoluto de curvatura, o ângulo da curvatura e as medições atuais de cada um dos três cabeçotes de medição podem ser visualizados à primeira vista. O sistema escaneia o processo de produção em tempo real
logo após o processo de desempeno. É apropriado para integração direta das necessidades do cliente no processo de produção. Contato: www.zumbach.com
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