A Salzgitter Flachstahl GmbH (SZFG) produz em uma usina siderúrgica integrada chapas largas a quente, fitas de aço, chapas laminadas a quente, chapas finas a frio e produtos com superfície beneficiada de 0,4 até 25 mm de espessura e até 2000 mm de largura. A SZFG opera há anos, além de uma decapagem tipo empurrador, uma decapagem contínua (Kontibeize) moderna, bem como uma linha tandem de cinco laminadores. Para otimizar de forma ampla a operação conjunta desta instalação, procurou-se em conjunto com o fabricante de instalações BWG de Duisburg obter uma solução inteligente e eficiente. Uma alimentação contínua para a linha tandem foi realizada com sucesso.
In its integrated iron and steelworks, Salzgitter Flachstahl GmbH (SZFG) produces wide hot strip, steel strip and plate, sheet and surface treated products between 0.4 and 25 mm thick and up to 2000 mm wide. For several years, SZFG has been operating a modern continuous pickling line and a five-stand tandem mill in addition to a push-pull pickling line. SZFG has been working with Duisburg-based engineering company BWG to develop a smart and efficient solution that would optimize coordination between those plants. A continuous entry section to the tandem mill has been successfully implemented.
A Salzgitter Flachstahl GmbH (SZFG) opera há anos, além de uma decapagem tipo empurrador, uma decapagem contínua (Kontibeize) moderna, bem como uma linha tandem de cinco laminadores. A ideia original de um acoplamento direto da decapagem e da linha tandem foi finalmente abandonada devido à grande distância, de aproximadamente 500 metros entre as duas instalações, e a flexibilidade desejada na produção da decapagem contínua. Num trabalho de estreita cooperação entre a Salzgitter Flachstahl e o fabricante de instalações, a BWG Bergwerk- Maschinenbau GmbH de Duisburg, foi desenvolvida uma solução alternativa que, sob o nome ESTA (Einlaufspeicher-Tandemstraβe – acumulador de alimentação-linha tandem) foi colocada em operação no ano de 2013 e desde então oferece à Salzgitter sensíveis melhoras na operação da linha tandem.
O projeto foi favorecido pela existência de um grande estoque de bobinas muito próximo à linha tandem, ao qual as bobinas decapadas como anteriormente chegam por meio de carros de transporte. Desta forma, a decapagem contínua e a linha tandem ficam desacopladas também no futuro, uma vez que, tanto
A distância entre as alas separadas quanto diversos obstáculos construtivos são superados da melhor maneira e com máxima segurança. Além disso, a Salzgitter comercializa uma boa parte da produção de fitas na forma de bobinas de fitas a quente decapadas diretamente do estoque de bobinas da decapagem. A alimentação contínua da fita planejada na linha tandem na base de uma proposta da BWG pôde ser realizada apesar das condições reduzidas de espaço, Fig. 1. Para tanto, o estoque de bobinas próximo da linha tandem foi reduzido e o espaço ganho aproveitado para a os numerosos componentes de uma nova alimentação contínua na linha tandem, bem como a instalação do acumulador de fitas em uma ala separada, Fig. 2.
Os objetivos essenciais do projeto foram definidos por parte da Salzgitter Flachstahl, como segue:
- Operação contínua da linha tandem e desta forma redução de fontes de problemas pela introdução de bobinas isoladas,
- Redução da medição de comprimento e de quantidade,
- Aumento de capacidade tanto da linha tandem como das instalações subsequentes,
- Redução dos custos operacionais, principalmente pelo menor desgaste dos cilindros de laminação,
- Melhoria da qualidade.
Em função da exiguidade de espaço, a utilização de armazéns horizontais usuais é descartada nestes casos. Devido ao campo de espessuras das fitas laminadas a quente e aquecidas com até 6 mm e larguras até 1900 mm, a BWG, antes de mais nada, teve que fazer um trabalho de convencimento para o uso de um armazém vertical. Isto foi conseguido, p.ex. pela apresentação de um armazém vertical de referência já fabricado pela BWG anteriormente na Suécia (na Outokumpu Stainless) para dimensões semelhantes de fita.
Finalmente decidiu-se pela solução apresentada pela BWG. O espaço de construção limitado disponível na ala de estoque de bobinas tornou-se o grande desafio da BWG para o planejamento da instalação. A solução consistiu em adequar a nova instalação contínua de alimentação de fita às condições de construção existentes. Para isto, foi necessário eliminar resp. deslocar parcialmente fundações, valetas elétricas e pilares de sustentação da ala. Por outro lado, foi necessário planejar fundações muito complexas e uma nova ala para o acumulador vertical do tandem.
O projeto ESTA foi executado pela SZFG com a BWG de Duisburg e a sua parceira consorcial, a empresa Kleinknecht de Siegen. A BWG construiu e forneceu todas as instalações mecânicas. Uma máquina de solda a laser encomendada separadamente pela Salzgitter foi incorporada no planejamento da instalação pela BWG. Kleinknecht forneceu toda a parte elétrica das instalações, a empresa PAI de Linz, Áustria responsabilizou-se pela adequação da parte elétrica à linha tandem. A Salzgitter assumiu a responsabilidade de todas as atividades de construção civil, como fundações e alas neste projeto muito bem coordenado de todos os envolvidos.
Uma preparação de fita feita sob medida
As bobinas de no máx. 32 ton. de peso decapadas e com cintas de amarração são retiradas do armazém de bobinas com uma ponte rolante magnética e colocadas sobre a primeira sela do transportador walking-beam Fig. 3.
Esse procedimento é supervisionado por um sistema de sensores que indica ao operador da ponte rolante a colocação central e desta forma estável da bobina. Na última estação é feita uma medição da bobina, na qual a posição da bobina, a largura da bobina e o diâmetro da bobina são adquiridos e em conjunto com o número de bobina, adquiridos por uma câmera fotográfica, pode ser transmitida ao controle geral da instalação Fig. 4.
Do primeiro transportador walking-beam, a bobina chega a uma mesa de elevação que a deposita num segundo walking-beam com selas de recebimento. Neste é feita a centragem da bobina e a remoção da cinta. Nesta operação, o início da bobina é reconhecido automaticamente e a bobina é posicionada para a retirada da cinta. Na estação de dobra inicial que segue, a bobina é automaticamente girada até que o início da fita alcance uma posição definida, na qual, de acordo com a espessura da fita e tipo de aço na ponta da fita, é dobrado um (similar à ponta de um) esqui para facilitar a introdução na instalação.
Por motivo de tempo, o processo de desbobinamento é dividido em dois equipamentos agregados: No primeiro, uma desbobinadeira auxiliar recebe a bobina aberta e transporta o início da fita até dentro da máquina de solda. Para dar apoio, uma mesa de introdução avança pelo lado e aguarda até que a fita precedente esteja completamente desbobinada. A caminho da máquina de solda a desbobinadeira auxiliar transporta o início da fita por um endireitador de fitas de sete rolos e uma tesoura transversal com remoção de retalho. Em seguida, ela é levada por um acionador à máquina de solda de fita e lá prensada e soldada ao fim da bobina precedente já posicionada. No caso da máquina de solda, trata-se de uma máquina de solda laser da Miebach-Laserschweissmaschinen, que junta as pontas das fitas sem engrossar.
Durante o tempo de solda a bobina é transferida da desbobinadeira auxiliar para a desbobinadeira pela qual se desenvolve toda a operação de desbobinamento. A vantagem dessa disposição com relação a uma desbobinadeira dupla é que ela necessita de menos espaço com custos de investimento reduzidos.
Um papel importante é desempenhado por um rolo de desvio que faz um desvio de 90º da trajetória da fita em função das condições de espaço (disponível). Um conjunto de controle de tensionamento que está montado sobre um quadro de controle, controla a centralidade da fita em velocidade máxima em direção ao rolo de desvio. Deste ponto ela chega, com direção alterada, por um segundo conjunto de tensionamento diretamente ao armazém de entrada da linha tandem. Fig. 5.
Armazém vertical do tandem resolve problemas de espaço
Como inovação essencial para a realização da entrada contínua de fita da linha tandem deve ser considerado o armazém vertical sugerido pela BWG. Somente por meio dele foi possível armazenar as quantidades de fita necessárias no espaço reduzido perto do laminador. Armazéns verticais são o estado da técnica nas linhas de processamento de fitas, como p.ex. linhas de zincagem e de recozimento. No entanto, nestes casos trata-se de espessuras de fita de 1,5 a 3,0 mm e velocidades de fita de no máx. 300 m/min. No caso presente o armazém teve que ser projetado para espessuras de fita de 6,0 mm e uma velocidade máxima de 700 m/min na entrada resp. 500 m/min na área da saída.
Para tanto foram necessárias algumas providências:
Desta forma foi limitada em 45 m a altura de retorno da fita. Considerando as forças atuantes resultantes do tensionamento da fita, foi feita uma divisão em dois armazéns com acionamento de elevação separado, que são percorridos pela fita contínua em sequência. Cada uma das partes do armazém tem um comprimento útil de 300 m em 10 passos (Pässen). Devido às grandes forças, o acionamento de elevação do carro de desvio inferior é feito por meio de correntes com um sistema de lubrificação automático das correntes. Diversos rolos de desvio inferiores são acionadospor um acionamento de compensação e projetados como rolos de controle. Desta foram são compensadas perdas de tração no retorno, em especial das fitas mais grossas, moles.
A torre de armazenamento foi montada em 15 semanas numa área livre ao lado do estoque de bobinas. Em seguida à montagem do armazém foi executada a montagem do prédio do armazém, fig. 6 e 7,
A junção foi executada dentro de somente 13 dias de paralização
O tempo de parada da instalação deve ser o mais curto possível. A desmontagem de parte das 7 Vista para cima dentro da torre do armazém/ Inside view of the looper tower from belowinstalações e partes do prédio existentes bem como a montagem das novas instalações foi, por isso, na maior parte executada com a linha tandem operando.
Durante a parada em si foi feita a junção das partes pré-montadas e pré-testadas da parte de alimentação com a linha existentes. As partes necessárias para tanto foram na maioria pré-montadas.
Decisivo foi em primeiro lugar a montagem e colocação em marcha a nova alimentação de fita completa com o armazém vertical, rolo de desvio e conjunto do controle de tensionamento como unidade autárquica, em si, que pode funcionar por meio de uma bobinadeira provisória e o teste prévio da sequência de funcionamento independente da operação de laminação em curso. Este procedimento foi apoiado por um teste anterior de integração de software. Desta forma foi possível testar com antecedência funções complexas e intertravamentos. O bobinador provisório foi retirado antes do início da parada planejada e as novas partes da instalação ligadas em definitivo à linha tandem. Somente assim tornou-se possível que a linha tandem em conjunto com a alimentação contínua voltasse a operar em somente 13 dias após sua paralização em novembro 2013. O teste de desempenho ocorreu em março de 2014 e o recebimento definitivo deu-se em junho de 2014.
Resultado convincente
A linha contínua tandem opera agora há mais de dois anos em operação contínua com plena satisfação da Salzgitter Flachstahl GmbH. Neste período pode ser demonstrado que as ações resultaram numa nítida melhora na operação. Os responsáveis na Salzgitter Flachstahl GmbH confirmam que, não somente a venda de um projeto cunhado pela mútua parceria e uma sequência contínua de manutenção de prazos, mas também os consideráveis resultados são visíveis: em todos os pontos essenciais os objetivos do projeto, foram alcançados ou superados.
Isoladamente as seguintes melhorias devidas à alimentação contínua para a linha tandem são especialmente significativas:
Aumento da disponibilidade da instalação,
A clara redução do comprimento e a melhora da capacidade total
Desgaste reduzido dos cilindros paralelamente à melhora da qualidade de superfície
Dipl. Ing. Thomas Preβler, Gerente do estágio de produção fita larga, decapada/laminada dura Salzgitter Flachstahl GmbH, Salzgitter; Dipl. Ing.Chritoph Schnoklake, Gerente de projeto, BWG Bergwerk und Walzwerk-Maschinenbau GmbH, Duisburg.
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