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Revista do Aço

Novos sistemas de transporte de bobinas a quente asseguram alta disponibilidade e melhoram a qualidade de superfície

Aço 2018/01/09 Siderurgia Nenhum Comentário
Novos sistemas de transporte de bobinas a quente asseguram alta disponibilidade e melhoram a qualidade de superfície

De 2012 a 2014, a ThyssenKrupp Steel Europe AG (TKSE) implementou uma modernização de seu laminador a quente nº 1 em Duisburg-Bruckhausen e do laminador a quente nº 2 em Duisburg-Beeckerwerth. Uma grande parte dessa modernização foi o upgrade dos sistemas de transporte de bobinas a quente, com as metas de não só melhorar a disponibilidade do sistema, mas também a qualidade geral da bobina. A TKSE encomendou em 2012 o novo transportador de bobinas a quente da empresa alemã de engenharia BWG Bergwerk- und Walzwerk-Maschinenbau GmbH. Anteriormente, a BWG, com sede em Duisburg, já havia fornecido o equipamento para o sistema de transporte de bobinas a quente da fábrica TKSE Duisburg, quando esta começou a operar em 1960, bem como também quando a fábrica passou por uma reforma significativa em 1979. Além disso, a BWG tinha fornecido equipamento para as linhas de processamento de fitas da TKSE, incluindo a instalação e o comissionamento. A TKSE mais uma vez confiou na expertise técnica e na qualidade e confiabilidade dos equipamentos projetados e fornecidos pela da BWG.

O conceito para o sistema de transporte de bobinas a quente foi desenvolvido em estreita colaboração com a TKSE e acarretou a substituição do sistema de manuseio de bobinas nos dois laminadores de fitas a quente até as áreas designadas para o estoque de bobinas a quente. A respeito da extensiva e sofisticada variedade de produtos produzidos pela TKSE, ambos os sistemas de transporte dos laminadores de fita a quente foram projetados para máxima flexibilidade, produtividade e qualidade de produto. O novo conceito para transporte e estocagem das bobinas laminadas a quente exigiram um amplo retrabalho e modificações do sistema de transporte existente. Duas foram as principais considerações do projeto para o novo sistema de transporte de bobinas, a criação de pontos múltiplos de transferência ao longo da trajetória de transporte e a transformação do sistema de transporte de bobina vertical (em pé / coil eye vertical) para um de bobina horizontal (deitada / coil eye horizontal). A ideia subjacente era criar maior flexibilidade do sistema de transporte pelo uso de múltiplos pontos de transferência de bobinas e melhorar a qualidade da bobina pela eliminação de danos nas bordas da bobina, devido ao manuseio de transporte da bobina vertical. Com transporte da bobina horizontal, foi possível atender as duas questões, i.e., a dos danos na borda da bobina e a abertura das bobinas ou abertura de mola (springing open) quando as bobinas verticais eram descarregadas para processamento adicional.

O escopo geral de fornecimento para a TKSE inclui engenharia, projeto detalhado e fornecimento do equipamento mecânico, hidráulico e elétrico, gerenciamento do fluxo de material e visualização, remoção/desmontagem de equipamento existente, instalação de novo equipamento, checkout/verificação, colocação em marcha e comissionamento, incluindo treinamento do pessoal de operação e manutenção da TKSE.

O novo sistema de transporte de bobinas inclui a inspeção visual da superfície quanto ao controle da qualidade assegurada e uma interface do sistema de gerenciamento de fluxo de material com o sistema de administração do estoque de bobinas e rastreamento.

PROBLEMAS RESOLVIDOS  DESDE A ORIGEM

O caminho do fluxo de material difere em alguns detalhes nas duas linhas, uma vez que teve de ser adaptado ao espaço disponível nos prédios existentes da laminação, mas é em ambos os casos basicamente uma combinação de sistemas de transporte longitudinal e transversal de bobinas, ambos usando transportadores de corrente e transportadores walking beam. Sistemas de dispositivos de transferência de projeto personalizado asseguram a transferência suave e segura das bobinas de um sistema transportador ao próximo. Onde necessário, os pontos de transferência são equipados com equipamentos de levantamento ou abaixamento, para compensar diferenças de níveis do piso.

PROBLEMAS RESOLVIDOS  DESDE A ORIGEMO sistema geral de transporte de bobinas e as subseções individuais são projetadas de maneira que incidentes ou mal funcionamento em uma seção não provoque uma paralização do laminador de fitas a quente e o transporte de bobinas seja mantido utilizando uma estratégia de emergência. Os transportadores walking-beam são acionados por uma unidade de acionamento totalmente hidráulico, utilizando um controle de movimento do transportador patenteado pela BWG. Geralmente o sistema opera com cursos longos para cobrir rapidamente a distância de transporte. Por exemplo, no caso de um incidente com a remoção de uma bobina do laminador, o sistema troca para um modo de operação de curso curto. Desta forma são criadas posições adicionais para alimentação de bobinas, de forma que o número de bobinas alimentadas pode ser dobrado, criando assim um buffer (uma reserva) operacional para apoiar a operação corrente de laminação.

Na área dos três down-coilers (bobinadeiras) da laminação, cada uma está equipada com uma máquina para colocar a cinta e as bobinas são colocadas sobre um transportador de corrente tipo sela. As bobinas podem ser retiradas do transportador de corrente por uma ponte rolante. Uma máquina para serviços pesados para colocar a cinta em bobinas largas de alta resistência laminadas a quente e uma máquina de marcação automática de bobinas estão instaladas ao lado da próxima seção do transportador, um transportador walking beam. Este transportador walking beam, além disso, está equipado com um sistema para pesagem calibrada da bobina.

PROBLEMAS RESOLVIDOS  DESDE A ORIGEMNo laminador de bobinas a quente nº 1 da TKSE, é laminado em uma hora o máximo de 48 bobinas, com um tempo de sequência média de no máximo 75 segundos. Em operação contínua, a capacidade do laminador é de até 280.000 toneladas por mês. No laminador de bobinas a quente nº 2 é possível alimentar 72 bobinas por hora, num tempo de sequência de 50 segundos, o que equivale a 490.000 toneladas por mês. Para alcançar essas taxas de desempenho, a operação do sistema de transporte e estocagem de bobinas a quente tem que ser plenamente confiável.

Desde o início, a BWG planejou somente utilizar componentes robustos de alta qualidade. Desta forma, p.ex., ambos os transportadores walking beam e os transportadores de corrente são equipados com guias laterais para manter o desgaste dos rolos e trilhos de guia do caminho de transporte a um mínimo. Rebaixos e faces de assento de bobinas são projetados para resistir a bobinas de até 40 toneladas e interação com a operação da ponte rolante, bem como para reduzir danos à superfície das bobinas sendo transportadas.

Monitoramento e gerenciamento da qualidade

Os novos sistemas de transporte de bobinas a quente estão equipados com diversos

dispositivos de monitoramento, para garantir a qualidade das bobinas laminadas a quente. As bobinas são transportadas a seu destino por meio de transportadores de correntes e walking beams orientados ao alvo, para reduzir o uso das pontes rolantes no manuseio de bobinas. A condição das bobinas é monitorada não somente pela inspeção visual, mas também pelo uso de um sistema de leitura laser.

PROBLEMAS RESOLVIDOS  DESDE A ORIGEMDe conformidade com as exigências dos protocolos de gerenciamento da qualidade da TKSE, as bobinas são retiradas do sistema transportador central de bobinas e transferidas para a recém-instalada estação de inspeção de fitas fora da linha. Na estação de inspeção um comprimento de fita é desbobinado, cortado e posicionado verticalmente para permitir uma inspeção visual completa e desimpedida de ambos os lados da amostra. Após completar a inspeção visual da amostra da fita, a parte cortada da fita pode ser recortada em pedaços de 1 metro de comprimento, sendo coletados em uma caixa de refugo. Além disso, é possível recortar pedaços de amostras individuais com comprimentos de 100 mm a 500 mm, utilizando a tesoura transversal. Estas amostras curtas são coletadas em uma gaveta instalada abaixo da tesoura, para recuperação mais segura para execução de testes e avaliações adicionais.

O fluxo automatizado de material aumenta a disponibilidade da linha

Um sistema de transporte de bobinas a quente comprovado com disponibilidade de 99,5% foi alcançado após o comissionamento do sistema. Este resultado de desempenho excepcional de disponibilidade do sistema é principalmente devido ao projeto de equipamento mecânico robusto acoplado a um alto nível de automatização dos sistemas, incluindo a integração dos controles locais para as máquinas de aplicação da cinta e marcação com os controles para o suprimento de energia hidráulica e os sistemas de inspeção da fita.

O novo sistema de rastreamento da BWG está ligado ao sistema de gerenciamento dearmazenagem da TKSE e é uma parte importante da estratégia geral de rastreamento de bobinas e da automatização. Cada posição de transporte da bobina é mostrada continuamente e atribuída a cada posição monitorada. Esses dados são acessados continuamente no sistema de gerenciamento da armazenagem.

Monitores grandes instalados em cima das bobinadeiras do laminador mostram o número de identificação de rastreamento da bobina a quente quando esta está sendo bobinada no mandril da bobinadeira.

PROBLEMAS RESOLVIDOS  DESDE A ORIGEMModernização durante a continuidade da produção

Os sistemas de transportadores para bobinas a quente para ambos os laminadores foram modernizados e upgraded sem interrupção da produção corrente. No sentido de manter as interrupções e restrições à produção num mínimo, desde que possível, as unidades de montagem da linha foram instaladas nas fundações existentes. Onde foi necessário, o conceito da modernização permitiu executar novas fundações durante a produção, antes da interrupção de operação do laminador para a instalação final e alteração do sistema.

O equipamento elétrico foi testado na fábrica, usando técnicas de simulação antes da entrega ao local na fábrica. Os sistemas foram testados na oficina dentro dos limites possíveis, incluindo todos os componentes de hardware e software. Antes do comissionamento a frio, a integração dos novos equipamentos em ambos os laminadores a quente foram testados junto com os operadores do equipamento da TKSE. Após a entrega do equipamento no local da fábrica, o equipamento elétrico foi montado e conectado o tanto quanto possível antes da interrupção da produção corrente. Todo equipamento elétrico e sistemas instalados antes da interrupção da produção, incluindo conversores, transformadores, distribuição de baixa voltagem, dispositivos de automação e sistemas de visualização foram testados quanto a sua funcionalidade. Além disso, o teste de integração estendeu-se a todos os dispositivos de automação disponíveis, como sejam sistemas de visualização, componentes de fieldbus e links de comunicação a sistemas de nível superior, bem como às interfaces para as unidades auxiliares, como máquinas de marcação da bobina e para aplicar cinta à bobina.

PROBLEMAS RESOLVIDOS  DESDE A ORIGEMA desmontagem do equipamento existente, instalação de novo equipamento e o comissionamento pela BWG foi executada em diversas fases cuidadosamente planejadas e, quando possível, com a produção em operação. Graças ao planejamento detalhado deste trabalho, os tempos para a desmontagem, instalação, colocação da tubulação, fiação e testes descritos acima, o comissionamento a frio e a quente, foram reduzidos significativamente e foi alcançada uma curva de colocação em marcha curta.

Características convincentes do novo sistema de transporte de bobinas a quente

A modernização resultou nas seguintes melhorias substanciais:

- Melhor qualidade de bobina devido ao transporte das bobinas com eixo horizontal

- Detecção antecipada de danos na superfície da bobina graças à nova estação de inspeção que permite inspeção visual de 100% de ambos os lados de amostras da fita desbobinada simultaneamente com a retirada de amostras para testes metalúrgicos e avaliação

- Melhores condições de trabalho para os operadores de máquinas e implementação dos mais avançados padrões de segurança

- Maior desempenho dos sistemas de transporte de bobinas, resultando do processo de transporte altamente automatizado e do projeto robusto do equipamento mecânico

PROBLEMAS RESOLVIDOS  DESDE A ORIGEM- Maior flexibilidade das sequênciasoperacionais do sistema de transporte pela criação de pontos de transferência que permitem uma intervenção da ponte rolante segura e sem problemas no caso de incidentes

“Com esse conceito de upgrade para o transporte de bobinas produzidas nos laminadores a quente, a ThyssenKrupp Steel Europe AG incrementa o desempenho e a qualidade“, afirma a TKSE.

Além disso, o grupo conseguiu expandir a variedade de produtos de alta qualidade e alta rentabilidade.

 

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