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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
FACULDADE DE ENGENHARIA DE MATERIAIS
ESTUDO DAS FRATURAS DOS CILINDROS DE LAMINAÇÃO
WEBSON SOUZA DA CRUZ
MARABÁ-PA 2009
2
WEBSON SOUZA DA CRUZ
ESTUDO DAS FRATURAS DOS CILINDROS DE LAMINAÇÃO
Trabalho de conclusão de curso apresentado a Faculdade de Engenharia de Materiais como requisito parcial para obtenção do título de engenheiro de Materiais.Orientador: Clesianu Rodrigues Lima.
MARABÁ-PA
2009
3
Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação ( CIP) Biblioteca da UFPA, CAMAR II, Marabá, PA
Cruz, Webson Souza da
Estudo das fraturas dos cilindros de laminação / Webson Souza da Cruz; orientador, Clesianu Rodrigues Lima. — 2009.
Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação) - Universidade Federal do Pará, Campus Universitário de Marabá, Faculdade de Engenharia de Materiais, Marabá, 2009.
1. Siderurgia - Marabá (PA). 2. Laminação. 3. Ferro fundido. I. Lima, Clesianu Rodrigues, orient. II. Título.
CDD: 22. ed.: 669.1098115
4
WEBSON SOUZA DA CRUZ
ESTUDO DAS FRATURAS DOS CILINDROS DE LAMINAÇÃO
Trabalho de conclusão de curso apresentado a Faculdade de Engenharia de Materiais como requisito parcial para obtenção do título de engenheiro de Materiais.
Data de aprovação: 29/06/2009
Banca Examinadora:
_________________________________________________
Prof. M.Sc. Clesianu Rodrigues de Lima - Orientador
FACEN / UFPA
_________________________________________________
Prof. Dr. Múcio Marcos S. Nóbrega
FEMAT / UFPA
_________________________________________________
Prof. Dr. Reginaldo Sabóia de Paiva
FEMMA / UFPA
5
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho á minha família, especialmente aos meus pais José
Antônio Oliveira da Cruz e Antonia Souza da Cruz, que foram a base para eu
conquistar essa vitória, também as minhas irmãs que estiveram sempre ao meu lado,
aos meus amigos que estiveram comigo em todos os momentos. E ainda a todos os
mentores e mestres responsáveis por minha formação acadêmica e profissional, os
quais me apresentaram os valores inerentes ao profissional de sucesso e a ética
presente nos indivíduos de boa índole.
6
AGRADECIMENTOS
Em primeiro lugar agradeço a Deus, por ter me abençoado com mais essa
graça, dado força, e por sempre ter iluminado meu caminho e minha vida. Aos mestres
que contribuíram para meu crescimento pessoal e profissional, a todos os professores
da FEMAT, mesmo os que hoje já não fazem mais parte desta faculdade, mas que
deixaram de alguma forma sua contribuição.
Agradecer ainda, ao meu orientador Prof.º M.Sc. Clesianu Rodrigues Lima,
pela dedicação e atenção que me forneceram os todos os meus amigos que me
incentivaram e me apoiaram nesta conquista, a SINOBRAS, pela oportunidade a que
me foi dada, contribuindo para o meu aprimoramento técnico e crescimento
profissional, a toda equipe da laminação, em especial ao Sr. Carlos Cândido por todos
os ensinamentos que me foi passado, aos colegas que hoje já não fazem parte desta
empresa, mas que contribuíram de forma significativamente para a minha formação,
Eduardo Coelho e Breno Albuquerque, a toda minha família que não mediu esforços
para que eu pode-se chegar à esta vitória, e que esteve ao meu lado me dando força
para conquistar essa vitória. A turma de engenharia de materiais do ano 2004, a todos
que sempre torceram por mim e que me ajudaram a continuar seguindo sempre em
frente.
7
SUMÁRIO
RESUMO......................................................................................................... i LISTA DE TABELAS................................... ................................................... ii LISTA DE FIGURAS................................... .................................................... iii
1 INTRODUÇÃO
2 OBJETIVOS
2.1 OBJETIVOS GERAIS
2.2 OBJETIVO ESPECÍFICO
3 REVISÃO DA LITERATURA
3.1 LAMINAÇÃO
3.2 SIDERURGIA BRASILEIRA
3.3 LAMINAÇÃO DA SINOBRAS
3.4 PROCESSO DE LAMINAÇÃO
3.5 CADEIRA DE LAMINAÇÃO
3.5.1 CADEIRAS DUO
3.6 CILINDROS DE LAMINAÇÃO
3.6.1 PRINCIPAIS PROPRIEDADES DOS CILINDROS
3.7 PRINCIPAIS ETAPAS DA PRODUÇÃO DE LAMINADOS
3.7.1 PREPARAÇÃO
3.7.2 FORNO
3.7.2.1 FORNO CONTÍNUO
3.7.2.2 FORNO CONTÍNUO EMPURRADOR
3.7.3 DESBASTE
3.7.3.1 DESBASTE CONTÍNUO OU TREM DE DESBASTE
3.7.3.2 DESBASTE CONTÍNUO CANTILEVER
3.7.4 TREM INTERMEDIÁRIO
3.7.4.1 INTERMEDIÁRIO CONTÍNUO
3.7.5 CAIXAS
3.7.6 TESOURA
3.7.7 BLOCO
3.7.8 OPERAÇÕES
3.7.9 VERGALHÕES
14
15
15
15
16
16
17
19
20
21
22
23
28
28
29
30
30
31
34
34
35
37
37
39
39
40
41
41
8
3.7.10 TESOURA PARA CORTE
3.7.11 LEITO
3.7.12 LABORATÓRIO FÍSICO
3.8 FRATURAS DE CILINDROS DE LAMINAÇÃO
4 MATERIAIS E METÓDOS
4.1 MATERIAIS
4.2 METÓDOS
4.2.1 METALOGRAFIA
4.2.2 DUREZA
4.2.3 MASP
5 RESULTADOS E DISCURSSÕES
5.1 METALOGRAFIA
5.2 DUREZA
5.3 MASP
5.3.1 PROBLEMA
5.3.2 ANÁLISE DE PARETO
5.3.3 PERDAS E GANHOS
5.3.4 PARTICIPANTES
5.3.5 CARACTERISTICA DO PROBLEMA
5.3.6 ESTRATIFICAÇÃO
5.3.7 RECOMENDAÇÕES 5.3.8 ANÁLISE
5.3.8.1 CAUSA E EFEITO
5.3.9 PLANO DE AÇÃO
5.3.9.1 AÇÕES IMEDIATAS
6 CONCLUSÃO
7 SUGESTÕES
REFERÊNCIAS
46
46
48
48
52
52
53
53
53
54
56
56
58
61
61
63
64
64
65
67
67
70
70
72
72
76
77
78
9
RESUMO
Um dos objetivos da laminação é aumentar a produção de laminados reduzindo
custos, como um dos maiores custos de uma laminação é com cilindros, houve a
necessidade de se fazer um estudo sobre as quebras prematuras dos cilindros. Neste
trabalho foram realizados ensaios metalográficos e ensaios de dureza nos cilindros de
ferro fundido nodular perlítico e ferrítico de diferentes fabricantes. As microestruturas
resultantes apresentaram em sua maioria estruturas perlíticas, com distribuição dos
nódulos grafita bastante heterogêneas. As amostras que apresentaram melhor
resultado foram aquelas que tinham uma distribuição de nódulos de grafita
homogênea e matriz pelítica-ferrítica. Onde foi usado a metodologia do MASP para
direcionar as ações tomadas e chegar as possíveis causas.
Palavras-chave: cilindros, ferro fundido nodular, MASP.
10
LISTA DE TABELAS
1 Tensão de Escoamento.................................................................................. 42
2 Regulagem do Termoprocesso....................................................................... 44
3 Características dos cilindros por fabricante.................................................... 52
4 Resultados das análises de dureza shore “C” 58
11
LISTA DE FIGURAS
1 Síntese da Siderurgia Brasileira (IBS,2009)................................................... 17
2 Produção Siderúrgica Brasileira (IBS,2009)................................................... 18
3 Produção Brasileira de Laminados Longos (IBS,2009).................................. 18
4 Vendas no Mercado Interno de Laminados longos (IBS,2009)...................... 19
5 Vendas no Mercado Externo de Laminados longos (IBS,2009)..................... 19
6 Produtos Produzidos....................................................................................... 20
7 Representação esquemática de uma cadeira duo reversível, (TORRES, 2006)...............................................................................................................
22
8 Imagem de uma instalação indústria.............................................................. 22
9 Representação esquemática da transformação microestrutural dos aços (RIZZO, 2007)................................................................................................
23
10 Cilindros de Laminação................................................................................... 24
11 Aspecto Micrográfico de ferro fundido nodular: ferrita, perlita, cementita,
nódulos de grafita. Ataque nital 2%, aumento 100X.......................................
27
12 Etapa da fabricação de um cilindro composto (dupla-fusão) e imagem de
uma etapa do processo (imagem cedida pela Aços Villares S.A.), (RIZZO,
2007)...............................................................................................................
27
13 Representação esquemática das etapas do processo de fabricação de
cilindros por dupla fusão e centrifugação com molde inclinado (RIZZO
2007)...............................................................................................................
27
14 Fluxograma do processo................................................................................. 29
15 Mesa de Enfornamento de Tarugos................................................................ 31
16 Cilindros Hidráulicos para Enfornamento de Tarugos.................................... 32
17 Peel Bar.......................................................................................................... 33
18 Pinch Roll........................................................................................................ 34
19 Gaiola de Desbaste......................................................................................... 36
20 Gaiola Intermediária Cantilever, (GERDAU – 005, 2000)............................... 36
21 Gaiola Intermediária Vertical........................................................................... 38
22 Formador de Laço........................................................................................... 39
23 Bloco Acabador............................................................................................... 40
24 Vergalhão........................................................................................................ 42
25 Diagrama TTT, (GERDAU – 011, Módulo I, 2000)......................................... 43
12
26 Diagrama de Resfriamento, (GERDAU – 011, Módulo I, 2000)..................... 45
27 Thermex.......................................................................................................... 45
28 Leito................................................................................................................ 47
29 Maquina de Ensaio de Tração........................................................................ 48
30 MASP (FALCONI 1992).................................................................................. 51
31 Cilindros novos e Usados............................................................................... 52
32 Esquema do Ensaio de Dureza...................................................................... 54
33 Etapas do Ciclo do MASP, (QUALIDADE, 2007)........................................... 54
34 Seqüência do Ciclo do MASP (QUALIDADE 2007)....................................... 55
35 Amostra 1FPS, (a) aumento de 200X, (b) aumento de 500X........................ 56
36 Amostra 2FFS, (a) aumento de 200X, (b) aumento de 500X........................ 56
37 Amostra 3FPS, (a) aumento de 200X, (b) aumento de 500X........................ 57
38 Amostra 4FFN, (a) aumento de 200X, (b) aumento de 500X........................ 57
39 Perfil de Dureza da Amostra 1FPS................................................................ 58
40 Perfil de Dureza da Amostra 2FFS................................................................ 59
41 Perfil de Dureza da Amostra 3FPS................................................................ 59
42 Perfil de Dureza da Amostra 4FFN................................................................ 60
43 Ciclo MASP.................................................................................................... 61
44 Quebras por Gaiola........................................................................................ 61
45 Quebras por Fabricante................................................................................. 62
46 Cilindro Fraturado.......................................................................................... 62
47 Quebras por Gaiola....................................................................................... 63
48 Quebras por Fabricante................................................................................ 63
49 Quebras Freqüentes..................................................................................... 63
50 Compra Inicial de Cilindros (SINOBRAS 2009)............................................ 65
51 Cilindro Trincado........................................................................................... 66
52 Quantidade de Tarugos Laminados – Posição/Fabricante........................... 67
53 Desenho original do rolo............................................................................... 68
54 Desenho Modificado do rolo......................................................................... 68
55 Desenho original da tampa de fixação dos rolos.......................................... 69
56 Desenho modificado da tampa de fixação dos rolos.................................... 69
57 Diagrama Causa e Efeito – Todas as Causas.............................................. 71
13
58 Diagrama Causa e Efeito – Causas Prováveis............................................. 71
59 Compra de Novos Cilindros, gaiolas 1 a 4 (SINOBRAS)................................ 72
61 Compra de Novos Cilindros, gaiolas 5 a 8 (SINOBRAS)................................ 73
62 Refrigeração.................................................................................................... 73
63 Refrigeração Original X Modificada................................................................ 74
64 Cilindro com 4 chavetas (SINOBRAS 2009)................................................... 75
14
1 INTRODUÇÃO
O processo de conformação a quente consiste, inicialmente, em aquecer o
material até a temperatura de encharque para a austenitização, realizar deformações
programadas nas etapas de desbaste e de acabamento e em seguida promover o
resfriamento controlado do material (MORAIS 2003).
Laminação é um dos processos de conformação mecânica pelo qual um lingote
de metal é forçado a passar por entre dois cilindros que giram em sentidos opostos,
com a mesma velocidade. Como resultado deste movimento ocorre a redução da
espessura do metal a cada passe de laminação (nome dado a cada passagem do
metal pelos cilindros de laminação) (BUTTON 2001).
A laminação é atualmente uma das grandes áreas de interesse da conformação
mecânica, devido à grande variedade de formas produzidas, as altas taxas de
produção, bem como as altas exatidões alcançadas (SOARES 2007).
O cilindro de laminação é uma ferramenta fundamental na obtenção da máxima
produtividade do laminador, da máxima qualidade superficial do produto laminado e de
baixos custos operacionais das laminações (NOGUEIRA et al 2000).
Os mecanismos de consumo dos cilindros variam de laminador para laminador,
de cadeira para cadeira, dependendo das solicitações impostas aos cilindros, onde os
esforços principais para laminações, são, atrito com o material laminado, ciclagem
mecânica devido aos esforços de laminação, ciclagem térmica, choque térmico e
choque mecânico (REBELLATO et al 2000).
Segundo FALCONI (1992), o MASP é um processo dinâmico na busca de
soluções para uma determinada situação. Não é um processo rígido e sim um
processo flexível em cada caso com que de se defrontar. Ele procura encontrar
respostas tais, como:
• Priorização do problema.
• Divisão do problema em partes que possam ser analisáveis.
• Verificações das situações que necessitam de atenção.
O objetivo é aumentar a probabilidade de resolver satisfatoriamente uma
situação onde um problema tenha surgido. A solução de problema é um processo que
15
segue uma seqüência lógica, começando pela identificação do problema, continuando
pela análise e terminando com a tomada de decisão (FALCONI 2001).
2 OBJETIVOS
Apresentar como foi solucionado as quebras dos cilindros de ferro fundido da
laminação da empresa SINOBRAS.
2.1 Objetivo Geral
O trabalho tem como objetivo demonstrar que a metodologia aplicada, levou à
uma análise crítica das fraturas dos cilindros de ferro fundido nodular, chegando as
possíveis causas e soluções.
2.2 Objetivo Específico
Este trabalho visa apresentar a metodologia usada no estudo deste caso, bem
como as ações que foram tomadas, para se chegar a solução do problema.
16
3 - REVISÃO DA LITERATURA
3.1 – Laminação
O processo de laminação está incluído na categoria de moldagem, pertencendo
a subcategoria de conformação a partir de um sólido, os processos pertencentes a
esta categoria também são denominados de processo de conformação mecânica ou
processo de conformação plástica. A importância dos metais na tecnologia moderna
deve-se em grande parte à relativa facilidade com estes podem ser processados com
o objetivo de se obter uma forma desejada, com propriedades controladas e a um
custo compatível com sua utilização (RIZZO, 2007).
A laminação é atualmente uma das grandes áreas de interesse da conformação
mecânica, devido à grande variedade de formas produzidas, as altas taxas de
produção, bem como as altas exatidões alcançadas (SOARES 2007).
Segundo RIZZO (2007), o forjamento e a fundição são processos de fabricação
largamente utilizados há mais de 3000 anos, enquanto que o processo de laminação
assumiu uma maior importância na indústria durante o século XIX, embora os
primeiros laminadores que se tem notícia foram empregados para processar a frio
metais macios como chumbo e o estanho no século XV, o processo de laminação foi
inclusive objeto de estudos pelo gênio artístico e científico Leonardo da Vinci, que
projetou equipamento de laminação entre o ano de 1480 e 1495. A laminação a
quente do aço foi iniciada no final do século XVI na Inglaterra, em primeiro lugar para
barras e no século seguinte para placas e chapas. As primeiras patentes de laminação
a frio de produtos planos são inglesas do ano de 1761. Inicialmente o aço era
laminado predominantemente na forma de perfis (trilhos, vigas, cantoneiras e barras),
mas desde 1930 os produtos planos (chapas) passarão a ser produzidos em volumes
maiores.
A conformação mecânica ou deformação plástica por laminação é efetuada por
duas razões básicas, primeiro, visando obter formas que seriam dificies ou dispeciosas
de serem produzidas por outros métodos. Estas formas que vão desde folhas e barras
(fios) finos, que embora simples, são dificies de serem produzidas economicamente
17
por outros métodos, até formas mais complicadas como vigas em I, trilhos e perfis
especiais. Observa-se que o processo de laminação é um processo de conformação
mecânica largamente aplicado as ligas metálicas. Considerando os dados divulgados
por entidades internacionais relativos aos primeiros anos do século XXI, mais de 90%
dos aços e das ligas de alumínio e cobre passaram pelo menos uma vez por
processos de laminação, correspondendo a mais de um bilhão de toneladas. A
segunda razão reside no fato de as propriedades mecânicas dos metais serem
geralmente melhoradas pela conformação mecânica, como apresenta a figura 3.1.
Além da economia de material, usando o processo de produção por laminação
(RIZZO, 2007).
3.2 – SIDERURGIA BRASILEIRA
A produção brasileira de aço bruto em janeiro de 2009 foi de 1,6 milhão de
toneladas, representando redução de 1,8% em relação a dezembro de 2008. Quando
comparado com igual período de 2008 registra-se decréscimo de 48,4%. O consumo
aparente nacional de produtos siderúrgicos em janeiro foi de 1,2 milhão de toneladas,
8,1% acima do registrado em dezembro de 2008. O consumo de produtos planos de
673 mil toneladas e o de longos de 517 mil toneladas representou crescimento de
8,4% e 7,7%, conforme a figura 3.2, respectivamente, na comparação com dezembro
(IBS, 2009).
Figura 3.1 – Síntese da Siderurgia Brasileira (IBS,2009).
18
Figura 3.2 – Produção Siderúrgica Brasileira (IBS,2009).
Em relação aos laminados a produção em janeiro foi de 1,0 milhão de
toneladas, representando crescimento de 9,9% em relação ao mês anterior. Este
aumento reflete a retomada de operação de algumas usinas paralisadas
temporariamente em dezembro, segundo a figura 3.3.
Quanto às vendas internas, o resultado de janeiro de 2009 foi de 950 mil
toneladas de produtos, crescimento de 1,7% sobre o mês anterior, como apresenta a
figura 3.4.
Figura 3.3 – Produção Brasileira de Laminados Longos (IBS,2009)
19
As exportações de produtos siderúrgicos em janeiro de 2009 atingiram 438 mil
toneladas no valor de US$ 404 milhões. O volume exportado foi 24,1% superior a
dezembro de 2008, enquanto a receita subiu 3,6%. Comparado com janeiro/2008, o
volume de exportações caiu 56,7%, como apresenta a figura 3.5. No que se refere às
importações, registrou-se volume de 252 mil toneladas (US$ 354 milhões) no primeiro
mês do ano.
3.3 LAMINAÇÃO DA SINOBRAS
A laminação da SINOBRAS tem capacidade de produzir 45 t/horas, 25.000 t /
mês, atendendo a um mix de 35.000 t a um ciclo de 43 dias, Os produtos MIX –
somatório de todos os produtos e suas respectivas demandas em uma curva ABC,
300 000 t/ ano, onde é um projeto da empresa italiana (SMS). A figura 3.6 apresenta
os produtos produzidos pela laminação são:
Figura 3.4 – Vendas no Mercado Interno de Laminados longos (IBS,2009)
Figura 3.5 – Vendas no Mercado Externo de Laminados longos (IBS,2009)
20
Depois de produzidos os produtos são expedidos para Aço Cearense, em
Fortaleza, onde são comercializados em todo o Brasil.
3.4 O PROCESSO DE LAMINAÇÃO
A laminação é um processo de conformação no qual o material é forçado a
passar entre dois cilindros, girando em sentidos opostos, com praticamente a mesma
velocidade superficial e espaçados entre si a uma distância menor que o valor da
dimensão inicial do material a ser deformado, ao passar entre cilindros, a tensão
surgida entre o esboço (produto em processamento) e os cilindros promove uma
deformação plástica, na qual a espessura é diminuída, o comprimento é aumentado e
largura pode ser aumentada ou reduzida, em certos casos a largura pode não ser
aumentada (RIZZO, 2005).
À medida que o material passa entre os cilindros ele sofre deformação plástica.
Por causa disso, ele tem uma redução da espessura e um aumento na largura e no
comprimento. Como a largura é limitada pelo tamanhos dos cilindros, o aumento do
comprimento é sempre maior do que o da largura. O processo de laminação pode ser
comparado, didaticamente, ao processo de preparação de massa de pastéis. A massa
FIO-MÁQUINA
5,5 mm
7,0 mm
8,0 mm
10,0 mm
12,0 mm
VERGALHÕES CA 50
*ROLO 6,3 mm
*ROLO 8,0 mm
BARRA 8,0 mm
*ROLO 10,0 mm
BARRA 10,0 mm
*ROLO 12,5 mm
BARRA 12,5 mm
BARRA 16,0 mm
BARRA 20,0 mm
BARRA 25,0 mm
Figura 3.6 – Produtos Produzidos.
21
do pastel fica cada vez mais comprida e fina a medida que a distância entre os
cilindros (rolos) é diminuída (TORRES, 2006).
De acordo com TORRES, (2006), a laminação pode ser feita a quente ou a frio.
Ela é feita a quente quando o material a ser conformado é difícil de laminar a frio ou
quando necessita de grandes reduções de espessura. Assim, o aço, quando necessita
de grandes reduções, é sempre laminado a quente porque, quando aquecido, sua
estrutura cristalina apresenta a configuração CFC (cúbica de face centrada) que se
presta melhor à laminação. Além disso, nesse tipo de estrutura, as forças de coesão
são menores o que também facilita a deformação. A laminação a frio se aplica a
metais de fácil conformação em temperatura ambiente, o que é mais econômico. É o
caso do cobre, do alumínio e de algumas de suas ligas. A laminação a frio também
pode ser feita mesmo em metais cuja resistência à deformação é maior. São passes
rápidos e brandos cuja finalidade é obter maior precisão nas dimensões das chapas.
Em alguns casos, a dureza e a resistência do material melhoram já que, nesse caso,
ele fica “encruado”. Quando se necessita de precisão dimensional e ductilidade, a
chapa laminada a frio passa por um tratamento térmico chamado recozimento. Pode
se transformar também em produtos intermediários que serão usados em outros
processos de conformação mecânica.
Segundo RIZZO (2005), durante a laminação, raramente passa-se o material
somente uma vez entre cilindros ou rolos de laminação, pois a redução da área
almejada não pode ser conseguida em um só passes. Quando este equipamento
consiste em somente um conjunto de cilindros de trabalho, laminadores reguladores
reguláveis durante a operação, ou mantendo-se esta distância fixa, laminadores fixos
durante a operação, e variando-se o diâmetro (perfil) do cilindro ao longo do seu
comprimento, o que equivale a variar a abertura entre os cilindros. Neste último caso a
peça a ser trabalhada deverá ser deslocada paralelamente aos cilindros para cada
passe sucessivo. Uma outra forma de realizar passes com diferentes reduções, seria a
colocação de laminadores em linha, com uma distância pré-determinada entre eles, de
modo que trabalhassem o material sucessivamente e em alguns casos
simultaneamente.
3.5 CADEIRA DE LAMINAÇÃO
22
O conjunto de formado pelos cilindros de laminação, com seus mancais,
montantes, suportes e etc. é chamado de cadeira de laminação. A classificação dos
laminadores de acordo com o tipo de cadeira é extremamente usada nas industrias
(RIZZO, 2007).
3.5.1 - Cadeiras Duo
Conforme RIZZO (2007), consiste em dois cilindros colocados um sobre o outro
na posição horizontal ou paralelamente na posição vertical. Na posição horizontal, o
sentido de rotação pode ou não ser alterado (reversível ou não), conforme a figura 3.7.
As cadeiras duo reversíveis são caracterizadas pela sua versatilidade principalmente
como esboçadoras, já que permitem a preparação de diversos esboços em um mesmo
jogo de cilindros através do ajuste da abertura dos cilindros com os parafusos de
regulagem.
Podem ser montadas em uma posição inclinada alternadamente no sentido
horário e no sentido anti-horário para laminação de produtos com seção cilíndrica
(tubos e barras), segundo a figura 3.8.
Figura 3.7 – Representação esquemática de uma cadeira duo reversível, (TORRES, 2006).
Figura 3.8 – Imagem de uma instalação indústria
23
De acordo com RIZZO (2007),durante a laminação, o material é deformado,
passando por diversas mudanças em sua microestrutura, de acordo com a
temperatura, conforme a figura 3.9.
Na laminação um dos principais componentes na produção de laminados são
os cilindros e guias de laminação.
3.6 - CILINDROS DE LAMINAÇÃO
O cilindro de laminação é uma ferramenta fundamental na obtenção da máxima
produtividade do laminador, da máxima qualidade superficial do produto laminado e de
baixos custos operacionais das laminações (NOGUEIRA et al 1993).
Segundo RIZZO (2007), para produtos não planos e longos, os cilindros são
classificados quanto á posição em uma linha de laminação (cilindros de cadeiras
debastadoras, cadeiras intermediárias e cadeiras acabadoras). No projeto de um
cilindro de laminação é necessário determinar quais as dimensões, as propriedades e
as condições de operação mais adequadas de forma a se alcançar os seguintes
objetivos básicos:
- Permanecer o máximo de tempo possível montado no laminador, evitando
constantes paradas para troca;
Figura 3.9 - Representação esquemática da transformação microestrutural dos aços (RIZZO, 2007).
24
- Gerar uma produção máxima de laminados de boa qualidade dimensional e
superficial por campanha;
-Possibilitar, durante o torneamento (retificação) entre campanhas, cortes
mínimos de diâmetro para restauração das boas condições dimensionais e de
superfície dos canais de laminação ou da mesa de trabalho, gerando a maior relação
de material laminado por milímetro de diâmetro consumido, como apresenta a figura
3.10. Os cilindros devem aliar elevadas exigências de qualidade metalúrgicas a
métodos especiais de fundição, forjamento, tratamentos térmicos e usinagem os
cilindros são fabricados pro fornecedores externos à usina siderúrgica ou podem ser
produzidos nas unidades de fundição de grandes usinas siderúrgicas integradas
(RIZZO, 2007).
- Segundo NOGUEIRA, et al (1993), A máxima produtividade do laminador: esta
pode ser obtida, quando a seqüência da calibração dos produtos laminados permite
com o tempo de permanência dos cilindros nos laminadores.
- máxima qualidade superficial do produto laminado: à medida que os cilindros
vão sendo desgastados a qualidade superficial dos produtos laminados é afetada,
assim aumento de resistência ao desgaste também melhora a qualidade superficial do
laminado. A microestrutura deve ser fina para que o cilindro não fique muito irregular
ao ser desgastado (NOGUEIRA et al, 1993).
- baixo custos operacionais das laminações: quanto menor for o consumo dos
cilindros menores estes custos, onde o principal objetivo a ser atingido é a elevada
resistência ao desgaste (NOGUEIRA, et al, 1993).
Figura 3.10 – Cilindros de Laminação
25
O termo campanha é utilizado para designar a quilometragem ou tonelagem
laminada por um cilindro, esta campanha deve ser controlada para cada cilindro,
permitindo que seja obtido um histórico desempenho dos cilindros e que seja
otimizada a vida útil dos mesmos (RIZZO, 2007).
Segundo RIZZO (2007), os cilindros de laminação são sempre constituídos de
duas estruturas, a saber: estrutura da casca, adaptada para apresentar principalmente
elevada resistência ao desgaste; estrutura do núcleo, projetada para apresentar
resistência aos impactos, à flexão e à torção nas duas regiões os cilindros devem
apresentar características que reduzam a propagação de trincas.
Nos desbastadores a principal solicitação atuante nos cilindros é a fadiga e o
choques térmicos, pois é nessa cadeiras que o material a ser laminado está em
temperaturas mais elevadas. As velocidades de laminação também são reduzidas nos
desbastadores o que aumenta o tempo de contato entre o cilindro e o laminado. Com
isso aumentam as máximas temperaturas atingidas nesses cilindros , com maiores
danos por fadiga térmica. Além dessa ciclagem térmica, os cilindros sofrem os maiores
impactos mecânicos. Muitas vezes esses desbastadores têm canais profundos o que
lhes torna ainda mais crítica a necessidade de apresentarem elevada tenacidade. A
medida que se caminha para cadeiras intermediárias e acabadoras aumentam as
solicitações quanto ao desgaste e reduzem as solicitações quanto a fadiga térmica. O
material laminado apresenta menores temperaturas e a velocidade de rotação do
cilindro aumenta, o que conjuntamente provocam um menor nível de tensões térmicas
atuantes (RIZZO, 2007).
Os cilindros dos aços fundidos tendem a ser mais tenazes do que os adamite
que por sua vez tendem a ser mais tenazes que os ferros nodulares ou os ferros
coquilhados, por outro lado os ferros coquilhados tendem a uma maior resistência ao
desgaste do que os aços fundidos. De modo geral, utilizam-se cilindros de aço fundido
para laminadores desbastadores com alta carga de laminação e ferro fundido
centrifugado de dureza elevada para os trens acabadores, onde a maior exigência é a
resistência ao desgaste. Nos laminadores intermediários tem sido utilizado cilindros
adamite, que apresentam resistência e tenacidade intermediária entre o aço e o ferro
fundido, ou ainda ferro fundidos de baixa dureza, basicamente os cilindros
apresentam uma camada superficial resistente ao desgaste e ao amassamento e
26
regiões de núcleo e de pescoço tenazes e resistentes às flexões e aos trincamentos,
(NOGUEIRA, et al, 1993).
Cilindros de ferro fundido, a superfície ou casca de maior dureza é obtida
através da realização de um resfriamento brusco durante a solidificação, evitando
formação de carbono livre, na forma de grafita, mantendo o carbono quimicamente
combinado com o ferro, formando a cementita, gerando o denominado ferro fundido
branco. A composição química do ferro fundido deve ser previamente ajustada para
propiciar condições de formação de uma superfície dura, mas com um núcleo com
maior tenacidade, ou seja, sem formação de cementita, aparecendo assim o carbono
livre, formando grafita na morfologia lamelar (ferro fundido cinzento) ou esferoidal
(ferro fundido nodular). Os elementos de liga Cr, Mo e Ni são adicionados ao ferro
fundido para aumentar a resistência ao desgaste através da formação de partículas da
segunda fase (carbonetos) de elevada dureza na microestrutura do ferro fundido. A
preparação dos cilindros para utilização nas cadeiras de laminação é efetuada no
setor denominado de oficina de cilindros da laminação (RIZZO, 2007).
Ferro fundido nodular, neste caso adiciona-se Mg ou elementos do tipo terras
raras (Ce e Te) para promover a formação de grafita esferoidal ao invés de grafita
lamelar, resultando em uma estrutura com maior resistência ao escoamento e maior
ductilidade do que, dos ferros fundido cinzento e menor do que a dos aços. Os
nodulares perlíticos são ligados ao Cr, Ni e Mo, fundidos em coquilhas e sofrem
tratamentos térmicos de alívio de tensões, normalizados e revenimento, possibilitando
a sua aplicação em laminadores com altas pressões com altas pressões de trabalho. A
vantagem obtida neste tipo de cilindros e a elevada resistência ao desgaste em
relação a cilindros de aço fundido. Os nodulares ferríticos se apresentam no estado
bruto de fusão, essa estrutura também é obtida por tratamento térmico de ferritização,
caracteriza-se por elevada resistência ao choque, a figura 3.11 apresenta o aspecto
micrográfico do ferro fundido nodular, (CHIAVERINI, 1971).
27
Ferro fundido de dupla fusão, este processo consiste primeiramente no
vazamento de um ferro fundido ligado ou de um aço, que em contato com a coquilha
do molde, irá solidificar rapidamente, como é mostrado na figura abaixo, formando
uma dura (pela geração de carbonetos e/ou martensita). Em seguida, pelo mesmo
canal, é introduzido outro tipo de ferro fundido ou aço cuja a finalidade é diluir os
elementos de liga da parte central do cilindro ainda não solidificada, conforme a figura
3.12. O vazamento desta segunda liga é feito lentamente para não destruir a camada
externa (RIZZO, 2007).
Conforme RIZZO (2007), merece especial destaque a fundição por
centrifugação de cilindros tanto de aço como de ferro fundido, este processo é um
caso particular de dupla fusão, onde o metal formador da camada externa, em
Figura 3.11 – Aspecto Micrográfico de ferro fundido nodular: ferrita, perlita, cementita, nódulos de grafita. Ataque nital 2%, aumento 100X.
Figura 3.12 – Etapa da fabricação de um cilindro composto (dupla-fusão) e imagem de uma etapa do processo (imagem cedida pela Aços Villares S.A.), (RIZZO, 2007)
28
quantidade controlada, é introduzido em um molde metálico que gira em alta
velocidade. No processo de centrifugação consegue-se obter uma excelente
separação entre os metais da casca e núcleo formando camadas superficiais
uniformes e resistentes ao desgaste, sem contaminação do metal da casca e do
núcleo, evitando a queda de tenacidade, segundo 3.13.
3.6.1 - As Principais Propriedades dos cilindros Sã o:
De acordo com RIZZO (2007), a combinação das variáveis operacionais tais
como: tipo de calibração ou escala de passes, método de refrigeração dos cilindros,
método de lubrificação do passe, tipo de material a ser laminado, forma e dimensões e
acabamento superficial do produto laminado, velocidade e temperatura de laminação,
exige dos cilindros uma série de propriedades, dentre as quais podem ser destacadas:
- Resistência à formação a trincas térmicas;
- Resistência aos lascamentos (torção, flexão, e cisalhamento);
- Resistência a impactos mecânicos.
3.7 – PRINCIPAIS ETAPAS DA PRODUÇÃO DE LAMINADOS
Para obtenção de produtos laminados as principais etapas observadas são, conforme a figura 3.14:
1-Preparação do material inicial para a laminação;
2-Aquecimento do material inicial;
3-Laminação à Quente;
4-Desbaste
5-Trem Intermediário
6-Bloco Acabador
Figura 3.13 – Representação esquemática das etapas do processo de fabricação de cilindros por dupla fusão e centrifugação com molde inclinado (RIZZO 2007).
29
7-Thermex
8-Leito de Resfriamento
3.7.1 Preparação da Matéria – Prima para Laminação
Antes de começar propriamente a conformação plástica por laminação tem-se
a preparação da matéria – prima, no caso o tarugo no ptl – pátio de tarugos
lingotados.
A matéria – prima a ser laminada pode ser obtida através de processos de
lingotamento continuo (tarugos), essa matéria – prima deve passar por etapas de
inspeção e condicionamento antes de ser carregada nos fornos de aquecimento da
laminação. A preparação do material inicial para a laminação consiste, entre outras
operações da inspeção do lingote, no tamanho adequado para iniciar a laminação e
condicionamento, termo condicionamento é utilizado para designar o conjunto de
atividades realizadas com intuito de remover defeitos superficiais, de forma, internos e
dimensionais dos produtos lingotados, tais como: gota fria, trincas, bordas superficiais,
inclusões metálicas superficiais, riscos, romboidade etc. (RIZZO, 2007).
Forno de Reaquecimento
Desbaste
Trem Médio
Bloco Acabador
Thermex Leito
Figura 3.14 – Fluxograma do processo
Preparação da Matéria-Prima
30
3.7.2 Forno Reaquecimento
De acordo com RIZZO (2007), a função principal de um forno de reaquecimento
é elevar a temperatura dos produtos semi-acabados (tarugos ou placas) até que o
material possua ductilidade suficiente para permitir a sua laminação de forma
econômica até a sua seção desejada nos trens de produtos acabados.
Os fornos de reaquecimento podem ser: fornos estacionários ou de carga,
fornos rotativos, fornos a indução, fornos contínuos (GERDAU – 10, 2000).
Neste estudo foi dado ênfase ao forno contínuo tipo empurrador, que é o
empregado pela a empresa. Os fornos contínuos são aqueles que tanto a carga como
a descarga, se realizam de maneira periódica durante a operação, possuem como
vantagens: elevada produção, menor quantidade de mão-de-obra por tonelada
aquecida, menores custos de depreciação e manutenção por tonelada aquecida,
grande produção por metro quadrado de área ocupada. Como desvantagens, os
fornos contínuos apresentam: falta de flexibilidade no atendimento de pequenas
encomendas ou diversos tipos aços, maior perigo de haver mistura de peças de
diferentes aços dentro do forno, o forno de reaquecimento empregado na laminação
da Sinobras é do tipo contínuo empurrador (RIZZO, 2007).
3.7.2.1 - Forno contínuo tipo vigas ou soleira móve is
Neste tipo de forno contínuo, parte da soleira é móvel e parte é fixa. Para fazer
o deslocamento da carga, desde a extremidade de carregamento, os tarugos são
erguidos pelas vigas móveis, são deslocados, em direção ao desenfornamento, de
uma distância fixada e, em seguida, são baixados novamente, ficando de novo
apoiados nas partes fixas da soleira. A repetição desse movimento desloca, de cada
vez, a carga de tarugos, de uma distância chamada passo do forno, desde o
carregamento até a posição de descarga. Com essa condição de movimentação da
carga, os tarugos podem ficar afastados uns dos outros, de uma distância fixa,
determinada pela regulagem dos movimentos das vigas móveis (GERDAU – 10,
2000).
31
3.7.2.2 - Forno contínuo tipo empurrador (pusher)
Nesse tipo de forno, os tarugos são colocados na extremidade de carregamento
e avançam, ao longo do eixo do forno, por meio de um sistema empurrador.
Repetindo-se continuamente operação, cada tarugo carregado é empurrado contra o
anteriormente introduzido e toda a carga se desloca em direção da extremidade de
desenfornamento. Como o interior do forno está aquecido a altas temperaturas, pela
queima da mistura ar/combustível, os tarugos vão sendo aquecidos à medida em que
se deslocam ao longo do forno. Quando chegam à extremidade de desenfornamento,
já devem estar à temperatura adequada para a laminação. Com essa condição de
movimentação da carga, todos os tarugos ficam encostados uns nos outros, não
havendo portanto espaços entre eles (RIZZO, 2007).
No forno contínuo de reaquecimento da laminação da SINOBRAS a temperatura
pode atingir 1100° C a 1260 ° C, a capacidade do to tal de tarugos dentro do forno é
107 peças, onde o mesmo pode laminar até 80 toneladas por hora, o forno é movido
por óleo diesel e gás de alto-forno, Capacidade de operação para enfornamento é de
25 tarugos (39t), cada um com o peso aproximado de 1560kg.Seu funcionamento é
feito por dois cilindros hidráulicos com uma pressão de trabalho de 170bar (máx. 250
bar), que quando atuados fazem o deslizamento dos mesmos até o mecanismo de
espera, como apresenta a figura 3.15 (GERDAU – 10, 2000).
Após o deslizamento do tarugo sobre a mesa,o mecanismo é atuado por 4
cilindros hidráulicos onde o tarugo é recebido e colocado sobre os rolos para que
Figura 3.15 – Mesa de Enfornamento de Tarugos
32
sejam enfornados.Sendo que este percurso é feito sobre um total de 23 motoredutores
com uma velocidade aproximada de 1,0 m/s, segundo a figura 3.16 (GERDAU – 10,
2000).
Segundo RIZZO (2007), após completo o percurso nos rolos, começa o
processo de enfornamento com atuação de mais 4 mecanismos retirando o tarugo do
contato com os mesmos. Em seguida o empurrador é acionado por 4 cilindros
hidráulicos com o curso total de 900mm, e com uma velocidade de 2,6m/min, todos
alimentados por uma única estação hidráulica fazendo com que o tarugo se desloque
para dentro do forno. Após completo o percurso nos rolos, começa o processo de
enfornamento com atuação de mais 4 mecanismos retirando o tarugo do contato com
os mesmos. O processo de aquecimento dos tarugos é feito pela a parte superior da
carga, na zona de aquecimento, os queimadores estão montados na parede frontal
onde é feito o desenfornamento. Cada zona tem uma potência térmica de 12.000.000
kcal/h.Os fornos contínuos, independente das suas dimensões, capacidade ou tipo de
movimentação da carga (empurrador ou de soleira móvel), podem ser divididos,
basicamente, em três zonas internas de aquecimento:
Zona de pré-aquecimento: é a primeira parte do forno, por onde os tarugos são
carregados. Nesse trecho do forno os tarugos são aquecidos, da temperatura de
carregamento, até cerca de 700 a 750ºC. Nessa zona de pré-aquecimento, a
transmissão de calor para os tarugos se dá por convecção, pelos gases quentes,
provenientes dos queimadores e que passam em contato com a superfície dos
tarugos. É nessa zona também que se situam, normalmente, as aberturas de saída
dos gases queimados, que vão do interior do forno para a chaminé de exaustão,
(GERDAU – 10, 2000).
Figura 3.16 – Cilindros Hidráulicos para Enfornamento de Tarugos
33
Zona de aquecimento: é o trecho intermediário do forno, onde há a transmissão
de uma grande quantidade de calor para os tarugos, fazendo com que os mesmos
atinjam na superfície uma temperatura bem próxima da temperatura final de
aquecimento (temperatura de laminação). A transferência de calor para os tarugos,
nessa zona de aquecimento, se dá principalmente por radiação de calor, a partir do
refratário das paredes e abóbadas do forno, (GERDAU – 10, 2000).
Zona de encharque ou equalização de temperatura: é o trecho final do forno,
onde se faz com que haja a menor diferença possível de temperatura, entre o ponto
mais quente e o ponto mais frio de cada tarugo. O calor, na zona de encharque,
transferido principalmente por radiação, dos refratários e das chamas dos
queimadores, para os tarugos e, por condução, da superfície dos tarugos para o seu
interior, essa é a zona do forno onde se situa a descarga ou desenfornamento dos
tarugos aquecidos. É nas zonas de pré-aquecimento e de aquecimento, que a maior
quantidade de calor é fornecida os tarugos, para aquecê-los. Na zona de encharque é
fornecida apenas a quantidade de calor necessária a equalização da temperatura dos
tarugos, (GERDAU – 10, 2000).
O processo de desenfornamento é feito na parte lateral do forno através do
Peel Bar, figura 3.17. O movimento de mudança de posição para o desenfornamento
será feito através de um cilindro hidráulico.O conjunto é projetado para desenfornar
tarugos de 12m ou no mínimo de 11m (RIZZO, 2007).
Depois que o Peel Bar empurra o tarugo, para retira-lo de dentro do forno, o
equipamento que atua é o pinch roll, Tem a função de extrair tarugos aquecido,
Figura 3.17 - Peel Bar
34
quadrado de 130mm x 12m de comprimento do forno de reaquecimento. Seu
funcionamento é através de um motoredutor que transmite o movimento para o rolo
inferior acionados pela uma fotocélula que informará aos rolos que o tarugo encontra-
se entre eles, conforme a figura 3.18. Esta informação chega a uma eletroválvula que
acionará os 2 cilindros pneumáticos fechando o rolo inferior e pressionando o tarugo
para fora do forno de reaquecimento que o encaminhará para a gaiola 1 (GERDAU –
10, 2000).
3.7.3 - Desbaste
Após serem aquecidos no forno de reaquecimento, os tarugos de aço, que irão
ser transformados em produtos acabados, próprios para o uso final, sofrem uma série
de deformações mecânicas sucessivas. As deformações iniciais são realizadas em
uma seqüência de passes de laminação, conhecida como seqüência de desbaste. A
esse conjunto inicial de reduções de área e transformações de formas, é chamado de
operação de desbaste. Na laminação da SINOBRAS, usa-se o desbaste continuo, tipo
cantilever, onde as principais características deste tipo de desbaste são descrito
abaixo (GERDAU – 003, 2000).
3.7.3.1 - Desbaste Contínuo ou Trem de Desbaste Contínuo .
Com o desenvolvimento e às exigências do mercado, demandando produtos
com pesos individuais cada vez maiores e à necessidade de aumento de
produtividade e redução de custos, o peso individual dos tarugos foi sendo
aumentado, (GERDAU – 003, 2000).
Figura 3.18 – Pinch Roll
35
Segundo GERDAU – 003 (2000), os desbastes contínuos possuem algumas
características próprias. Os trem de desbaste contínuos são geralmente constituídos
de 5 a 9 gaiolas duos, dispostas em linha. Por utilizarem somente gaiolas duos, cada
passe de laminação, da operação de desbaste, é realizado em uma gaiola.
O tarugo, após ser retirado aquecido do forno de reaquecimento, é introduzido
na primeira gaiola de desbaste e, a mesma extremidade desse tarugo, será sempre
introduzida em cada um dos passes sucessivos seguintes. Sendo pequena a distância
entre as gaiolas, cada tarugo acaba sendo deformado por todos os canais de
laminação, da seqüência de desbaste, ao mesmo tempo. Os ajustes individuais, em
cada gaiola, devem ser feitos de tal maneira que não existam “sobras” de material
entre as gaiolas e que a tração, nesses pontos, seja mínima, (GERDAU – 003, 2000).
Na Sinobras somente são usados tarugos de aço, de 12 metros, de 130x130
mm, produzidos nas Aciarias, em lingotamentos contínuos. Esses tarugos, são peças
de seção transversal reta de forma quadrada, com cantos arredondados com
pequenos raios.
O sistema de desbaste contínuo não impõe qualquer restrição ou limitação do
peso unitário dos tarugos. Com desbastes contínuos não há limitações de dimensões
de comprimento e, teoricamente, poderia ser usado um tarugo contínuo de
comprimento e peso “ infinitos ”, (GERDAU – 003, 2000). É claro que, na prática, tal
fato é impossível, devidos aos fornos e sistemas de aquecimento.
Porém, já existem soluções tecnicamente viáveis, para soldagem topo a topo de
tarugos aquecidos e de utilização de tarugos não divididos, diretamente do
lingotamento contínuo, reduzindo enormemente a necessidade de fracionamento dos
referidos tarugos.Todas as gaiolas com os cilindros posicionados na horizontal. As
gaiolas tem os cilindros alternadamente na horizontal ou na vertical, isto é, com os
cilindros alternadamente a 90º de uma gaiola para a outra, (GERDAU – 003, 2000).
3.7.3.2 - Desbaste contínuo tipo “cantilever”
Essa configuração utiliza, ao invés de cilindros de laminação, apenas roletes ou
anéis, montados diretamente sobre eixos acionados, em balanço. Pode ser
construído com roletes todos horizontais ou horizon tais e verticais, segundo a
figura 3.19, (GERDAU – 003, 2000).
36
Os roletes são fabricados com materiais especiais, altamente resistentes ao
desgaste, apresentando portanto grande durabilidade, em cada campanha de
laminação. Os roletes são de fácil substituição, o que reduz enormemente a perda de
tempo operacional nos câmbios. Como não são usadas as gaiolas tradicionais, fica
eliminada a necessidade reservas de mancais, rolamentos, grandes cilindros, etc.
Assim, apenas os roletes ou anéis de laminação devem ser mantidos em reserva, o
que reduz enormemente os custos e investimentos. Por não utilizarem gaiolas de
laminação tradicionais, os trens de desbaste tipo “cantilever” apresentam dimensões
reduzidas, em relação aos trens convencionais (GERDAU – 003, 2000).
Conforme GERDAU – 003 (2000), dessa maneira, os trens montados na
configuração “cantilever” são muito compactos e exigem um espaço bastante
reduzido, se comparados às soluções convencionais de desbaste contínuo. Entre as
gaiolas de desbaste e gaiolas intermediarias, existem alguns equipamentos que
auxiliam na laminação, Tesoura “star-stop” para despontar a barra, após o último
passe da seqüência de desbaste. Na seqüência de desbaste, a recomendação é que
seja feito o descarte das pontas da barra após 6 a 9 passes, para a eliminação da
ponta dianteira, que foi resfriada em contato com a água, nas entradas dos passes da
seqüência. Essa ponta dianteira também se apresenta com forma de “rabo de peixe”
(fish-tail), o que exige sua eliminação para evitar a abertura da barra, nos passes da
seqüência intermediária. Além do descarte das pontas dianteira e traseira, da barra em
laminação, essa tesoura “star-stop” pode ser usada para “picotamento” da barra,
quando ocorrem interrupções ou emergências no processo. Calhas: como as gaiolas
dos trens de desbaste contínuo são instaladas a pequenas distâncias umas das outras
Figura 3.18 – Gaiola de Desbaste
Roletes montados com os eixos verticais
Roletes montados com os eixos horizontais
37
e as seções dos passes são de grandes dimensões, normalmente não são usadas
calhas entre as guias de saída e de entrada sucessivas. Eventualmente, podem ser
instaladas calhas entre as três últimas gaiolas, quando as seções são menores e
menos rígidas.
Depois do desbaste observa-se, as gaiolas intermediárias antes do bloco
acabador, que tem as seguintes características, como é descrito abaixo.
3.7.4 - Trem Intermediário contínuo tipo “cantileve r”
Essa configuração, ao invés de cilindros de Laminação, utiliza apenas roletes
ou anéis, montados diretamente sobre eixos acionados, em balanço. Pode ser
construído com todos os roletes horizontais ou com roletes horizontais e verticais,
segundo figura 3.19, (GERDAU – 005, 2000).
3.7.4.1 - Intermediário Contínuo com Gaiolas tipo c antilever
Os roletes são fabricados com materiais especiais, altamente resistentes ao
desgaste, apresentando portanto grande durabilidade, em cada campanha de
Laminação. Os roletes são de fácil substituição, o que reduz enormemente a perda de
tempo operacional nos câmbios. Como não são usadas as gaiolas tradicionais, fica
eliminada a necessidade reservas de mancais, rolamentos, cilindros, etc. Assim,
apenas os roletes ou anéis de laminação devem ser mantidos em reserva, o que reduz
enormemente os custos e investimentos. Por não utilizarem gaiolas de laminação
tradicionais, os trens intermediários, tipo “cantilever”, apresentam dimensões
Gaiolas com roletes horizontais
Gaiola com roletes verticais
Figura 3.19 – Gaiola Intermediária Cantilever, (GERDAU – 005, 2000)
38
reduzidas, em relação aos trens convencionais, conforme a figura 3.20. Assim, trens
montados na configuração “cantilever” são muito compactos e exigem um espaço
bastante reduzido, se comparados às soluções convencionais de trem intermediário
contínuo, (GERDAU – 005, 2000).
Durante o processo de laminação, existem alguns equipamentos auxiliares e
ferramental, como esta descrito, para operar convenientemente os Intermediários
contínuos, utiliza-se de equipamentos auxiliares que, a partir da tesoura de desponte,
instalada após o desbaste são:
• Um conjunto de calhas, destinadas inicialmente a levar a barra que sai do
desbaste até a posição do canal de Laminação da 1ª gaiola e, depois, são usadas
entre as guias de saída e de entrada sucessivas, para conduzir a barra até o canal de
Laminação de cada gaiola, (GERDAU – 005, 2000).
• Para manter a barra Laminada sem tração entre dois passes sucessivos, são
instalados formadores de laço , normalmente do tipo vertical (up-looper), (GERDAU –
005, 2000).
• Junto à saida desses formadores de laço, são instaladas tesouras tipo "snap",
operadas pneumaticamente, destinadas a cortar amostras da cauda da barra ou para
cortar a barra, interrompendo o processo, em casos de ocorrência de emergências na
Laminação, como apresenta a 3.21, (GERDAU – 005, 2000).
Figura 3.20 – Gaiola Intermediária Vertical
39
3.7.5 - Caixas de entrada e de saída
Diferem bastante, conforme a configuração do intermediário contínuo:
Normalmente, a caixa de entrada do primeiro passe da seqüência de passes do
intermediário é uma guia estática, em função da forma da barra que é recebida do
desbaste e das velocidades de Laminação relativamente baixas nesse ponto. Sempre
que a forma da barra for redondo, falso redondo ou quadrado, entrando em um passe
oval, as caixas de entrada também podem ser caixas de guias estáticas, (GERDAU –
005, 2000).
3.7.6 - Tesoura “star-stop”
Usada para despontar a barra, após o último passe da seqüência do
intermediário. A recomendação é que seja feito o descarte das pontas da barra após 5
a, no máximo, 8 passes. Isso é necessário para a eliminação da ponta dianteira, que
foi resfriada, após o descarte realizado na saída do desbaste, pelo contato com a
água, nas entradas dos passes da seqüência intermediária. Caso essa ponta dianteira
se apresente com forma de “rabo de peixe” (fish-tail), é obrigatória sua eliminação,
para evitar a abertura da barra, nos passes da seqüência acabadora. Além do
descarte das pontas dianteira e traseira, da barra em Laminação, essa tesoura “star-
stop” pode ser usada para “picotamento” da barra, quando ocorrem interrupções ou
emergências no processo, (GERDAU – 005, 2000).
Após as gaiolas intermediárias, tem-se o bloco acabador.
Figura 3.21 – Formador de Laço
40
3.7.7 - Bloco Acabador
Após os tarugos de aço aquecidos serem deformados mecanicamente, nas
seqüências de desbaste e intermediária, eles passam a ser laminados na seqüência
de passes chamada de Laminação Acabadora . A seção de saída do Intermediário é a
seção de entrada da Laminação Acabadora. Após serem executados os passes dessa
última seqüência de laminação do processo, o material terá adquirido a forma e as
dimensões finais do produto acabado (GERDAU – 007, Módulo I, 2000).
Trem Acabador Contínuo tipo “cantilever”. Os Acabadores Contínuos tipo
“cantilever”, utilizam apenas roletes ou anéis, montados diretamente sobre eixos
acionados, em balanço, podendo ser construídos com todos os roletes horizontais ou
com roletes alternadamente a 90º de uma gaiola para a outra. Os roletes são
fabricados com materiais especiais, resistentes ao desgaste, apresentando grande
durabilidade por campanha. Esses roletes são de fácil substituição, o que reduz
enormemente a perda de tempo operacional nos câmbios. Como não são usadas as
gaiolas tradicionais, não há necessidade de mancais, rolamentos, cilindros, etc de
reserva. Assim, apenas os roletes ou anéis de laminação devem ser mantidos em
reserva, o que reduz bastante os custos e investimentos (GERDAU – 007, Módulo I,
2000).
Conforme GERDAU – 007, Módulo I, (2000), os Acabadores Contínuos tipo
“cantilever”, apresentam dimensões reduzidas, em relação aos trens que usam gaiolas
convencionais. Assim, Acabadores Contínuos, usando gaiolas “cantilever”, como a
figura 3.22, são muito compactos e exigem um espaço até 25% mais curto, se
comparados às soluções convencionais para Trem Acabador Contínuo.
Figura 3.22 – Bloco Acabador
41
3.7.8 - Operações de Acabamento Pós-laminação
Após o último passe acabador, das seqüências de laminação próprias, os
vergalhões, adquirem o formato final, as dimensões e as características geométricas e
tolerâncias especificadas para cada um deles. Entretanto, nesse ponto do processo
produtivo, esses materiais estão longe da forma e das condições finais que deverão
apresentar, para poderem ser considerados prontos para o uso a que se destinam,
sendo apenas peças de aço a altas temperaturas e com grandes comprimentos. As
operações para a produção de vergalhão, após ter sido executado o último passe no
laminador, são de enorme importância para (GERDAU – 007, Módulo I, 2000):
a)Que as laminações consigam atingir as melhores condições de competitividade, por
meio de aumentos de produtividade, de reduções de custos e de excelência da
qualidade dos produtos (GERDAU – 007, Módulo I, 2000).
b)Que possam ser atendidas as crescentes exigências dos consumidores, que cada
vez demandam maior precisão nas propriedades dos produtos, maior exatidão no
comprimento do corte final e no endireitamento, além de feixes mais seguros e bem
apresentáveis (GERDAU – 007, Módulo I, 2000).
3.7.9 – Vergalhões
Segundo GERDAU – 011, Módulo I, (2000), seções aproximadamente
circulares com nervuras próprias, destinados às estruturas de concreto armado da
construção civil. Os vergalhões, como foi dito, são produtos laminados destinados a
constituir armaduras metálicas em estruturas de concreto armado. De acordo com a
tensão de escoamento que apresentam, conforme a tabela 3.1, são classificados nas
categorias:
42
Tabela 3.1- Tensão de Escoamento
Categorias
Tensão de Escoamento
CA 25 σe=250 MPa (25 kgf/mm2)
CA 32
σe=320 MPa (32 kgf/mm2)
CA 40
σe=400 MPa (40 kgf/mm2)
CA 50
σe=500 MPa (50 kgf/mm2)
CA 60
σe=600 MPa (60 kgf/mm2)
As categorias CA 40 e CA 50 devem possuir, além das propriedades físicas, de
tensão de escoamento e de ruptura, coeficientes de aderência ao concreto da ordem
de 1,5 a 1,8. Por essa razão, os vergalhões fabricados nessas categorias são,
fisicamente, produtos de seção aproximadamente circular, com duas saliências
longitudinais , diametralmente opostas, ao longo de todo o comprimento das barras,
nas posições correspondentes às luzes do canal de laminação. Além das saliências
longitudinais, possuem nervuras , distribuídas sobre as superfícies das partes superior
e inferior da seção, segundo a figura 3.22 (GERDAU – 011, Módulo I, 2000).
Após o bloco acabador tem-se tratamento térmico dos vergalhões em linha –
thermex.
O Thermex e o Tempcore são os processos mais usados para realizar o
tratamento térmico em linha, em vergalhões. Esses dois sistemas são semelhantes no
conceito e nas instalações usadas, diferindo em detalhes construtivos e de processos
(GERDAU – 011, Módulo I, 2000).
Saliências longitudinais diametralmente opostas
nervuras
nervuras
Figura 3.23 – Vergalhão
43
Ambos são baseados nas transformações que os aços sofrem, quando são
resfriados, a partir de uma temperatura em que sua estrutura é 100% constituída por
austenita. Essas transformações de estrutura metalúrgica que cada aço sofre, ao ser
resfriado a partir de uma temperatura na qual está completamente austenitizado, são
representadas em um gráfico conhecido como Diagrama ou Curvas TTT
(Temperatura/Tempo/Transformação) ou Curvas de Transformação Isotérmica
(GERDAU – 011, Módulo I, 2000).
Esse diagrama TTT mostra, para cada aço, quais os componentes são
encontrados nos aços, de acordo com a velocidade com que o mesmo é resfriado, a
partir da temperatura em que está austenitizado, segundo a figura 3.23 (GERDAU –
011, Módulo I, 2000).
Na figura 3.23 temos:
O processo do Tratamento Térmico em linha é realizado no interior de tubos
adequadamente projetados, onde a barra de aço entra em contato com água sob
pressão, sofrendo ali um rápido e intenso resfriamento superficial, na tabela 3.2
A= austenita B= bainita M= martensita MR= martensita revenida P= perlita F= ferrita Ms= temperatura onde se inicia a transformação da austenita em martensita (“martensite start”)
Figura 3.24 – Diagrama TTT, (GERDAU – 011, Módulo I, 2000)
44
seguem as faixas de trabalho e a quantidade de tubos abertos para regulagem do
termoprocesso ao atendimento das propriedades mecânicas dos vergalhões SI 50
(GERDAU – 011, Módulo I, 2000).
Bitola Velocidade m/s
Pressão (bar) Vazão(m³/h) N° canhões
abertos 6,3 - - - -
8,0 29,0 a 31,0 12 a 14 250 + - 10 6
10,0 24,0 11 a 13 273 + - 10
7
12,5 15,4 11,5 a 13 273 + - 10
4,5
16,0 9,4 9,5 a 11,5 250 + - 15
4
20,0 6,0 11 a 13 200 + - 10
3
25,0 - - - -
Esses tubos são construídos de forma modular, variando suas características e
dimensões em função da faixa de bitolas de vergalhão laminado, da velocidade de
saída do laminador, e outras características. Conforme a faixa de bitolas e as
respectivas velocidades de saída do laminador, são usados tantos módulos de tubos
quantos forem necessários, para promover a velocidade de resfriamento adequada
para ser conseguido o tratamento e as características desejadas nas barras de
vergalhões. Quando o vergalhão passa no interior do sistema de tubos, sua superfície
e seu núcleo são resfriados com velocidades diferentes, como apresenta a figura 3.24
(GERDAU – 011, Módulo I, 2000).
Tabela 3.2 – Regulagem do Termoprocesso
45
Os processos Thermex ou Tempcore baseiam-se nas transformações que
ocorrem na estrutura dos aços durante o resfriamento, partindo de uma temperatura
na qual ela está completamente austenítica. Onde o objetivo é sair de uma estrutura
austenítica, para uma estrutura de núcleo ferrítico e perlítico de superfície martensítica
revenida, a figura 3.25 apresenta o termoprocesso, (GERDAU – 011, Módulo I, 2000).
Figura 3.26 – Thermex
Figura 3.25 – Diagrama de Resfriamento, (GERDAU – 011, Módulo I, 2000)
46
3.7.10 - Tesouras para corte a quente
O primeiro equipamento instalado após a última gaiola do Trem Acabador ou,
se houver, após o sistema de tratamento em linha de vergalhões, é a tesoura para
corte a quente. Objetivo: dividir o comprimento total da barra, correspondente a um
tarugo, em comprimentos compatíveis com o leito de resfriamento e de acordo com o
comprimento final dos produtos (GERDAU – 011, Módulo I, 2000).
3.7.11 - Leitos de resfriamento
Conforme, GERDAU – 011, Módulo I (2000), o leito de resfriamento, de um
laminador de produtos longos, é o equipamento destinado a receber os múltiplos do
comprimento final das barras ou perfis, logo após sofrerem o corte na tesoura para
corte a quente. Os leitos recebem as barras a quente , aproximadamente à
temperatura com que o material sai do último passe do Trem Acabador ou, se houver,
de um sistema de tratamento em linha de vergalhões. A função dos leitos, como diz o
próprio nome, é providenciar para que essas barras sejam resfriadas até uma
temperatura de 100°C ou menos, quando é considerado que os produtos estão
“frios ”. Para conseguir manter as barras no processo de resfriamento, até que atinjam
a temperatura final desejada, os leitos as transportam transversalmente ao seu eixo
longitudinal, durante o tempo suficiente para que haja a perda de calor necessária.
Como uma condição fundamental para que exista compatibilidade das
instalações da laminação, os leitos de resfriamento devem ter uma produtividade, em
vazão de barras frias, que deve ser, no mínimo, igual à maior vazão com que o
laminador produz o material laminado, segundo a figura 3.26, (GERDAU – 011, Módulo
I, 2000).
47
A entrada do leito é equipada com rolos motorizados para:
- Minimizar o contato das barras com as partes fixas do canal de entrada, para evitar
danos superficiais aos materiais, por fricção, (GERDAU – 011, Módulo I, 2000).
- Acelerar a velocidade dos múltiplos cortados, para separar a cauda de um, da cabeça
do seguinte, criando dessa forma um espaçamento entre eles, (GERDAU – 011,
Módulo I, 2000).
Nessas condições os vergalhões chegam à entrada do leito a temperaturas
abaixo de 768°C, (ponto Curie) e o aço é magnetizável, (GERDAU – 011, Módulo I,
2000).
Isso permite que sejam utilizadas sapatas magnéticas , que produzem um
efeito de frenagem muito mais severo que o da frenagem natural. O uso dessas
sapatas de frenagem magnéticas permite que o caminho de entrada do leito seja
mais curto, reduzindo os custos de investimentos e/ou que as velocidades de saída
das barras do Acabador seja aumentada, com ganhos de produtividade e de custos
operacionais. Com sapatas magnéticas, as velocidades de entrada das barras no leito
podem chegar a valores de até 20m/seg . Para as laminações que produzem barras
para o leito, a velocidades muito mais altas, chegando até 36 a 40 m/seg ., há
necessidade de utilizar-se um dispositivo de entrada, frenagem e descarga especial,
conhecido como canaleta dupla, (GERDAU – 011, Módulo I, 2000).
Esse sistema consta de um par de canais, fechados por uma cobertura
articulada, onde o múltiplo é introduzido, após a divisão na tesoura a quente. Quando
o múltiplo está quase totalmente introduzido no canal, um sistema de freio de cauda é
acionado, para reduzir a velocidade da barra e assim permitir que esta pare no interior
Figura 3.27 – Leito
48
do canal. Quando o múltiplo estiver parado, a cobertura se abre e o material é
descarregado para as placas de descarga, ficando assim em posição para ser
movimentado pelos pentes móveis do leito, (GERDAU – 011, Módulo I, 2000).
3.7.12 - Laboratório Físico
No laboratório físico é o local onde é medido as propriedades físicas do
vergalhão como, resistência mecânica, através do ensaio de tração, verificando-se a
tensão de escoamento do mesmo, assim como a massa linear, altura média de
nervura,espaçamento entre nervuras, alongamento e etc. E ainda é feito o ensaio de
dobramento, com a finalidade de verificar se não existem nenhuma trinca interna,
conforme a figura 3.27, (GERDAU – 011, Módulo I, 2000).
3.8 - FRATURA DE CILINDROS DE LAMINAÇÃO
O problema foi analisado através da metodologia de análise de soluções de
problema (MASP)
A solução de um problema é possível através das análises das relações entre
características e causas de um problema, executando ações corretivas apropriadas.
Entretanto, esse processo de estratégica de soluções de problema pode ser abordado
sob diversos ângulos. Consequentemente, quando se usa uma metodologia mal
aplicada, não se chega a ações de melhoria. Sendo assim, é importante entender as
Figura 3.28 – Maquina de Ensaio de Tração
49
relações entre as causas atuais e as características do problema ou efeito. O MASP
na verdade é um procedimento utilizado para a resolução de problemas. Os
procedimentos padronizados são úteis no desenvolvimento deste entendimento. Para
solucionar problemas em qualquer área, existem procedimentos e regras. Se estes
não forem usados adequadamente, não se pode vencer os obstáculos e obter o
sucesso. O mesmo é verdade na solução para obter resultados positivos. É necessário
conhecer as verdadeiras causas para implementar melhorias e alcançar as metas,
(FALCONI, 2001).
Segundo FALCONI (1992), o método de soluções de problema, também
chamado pelos japoneses de QC STORY é peça fundamental para que o controle da
qualidade possa ser exercido. A vasta maioria das decisões gerenciais é baseada no
bom-senso, experiência, feeling, etc. Qualquer decisão, em qualquer nível, deve ser
conduzida para solucionar um problema. Para encontrar o verdadeiro caminho para
solução dos problemas é necessário uma atitude humilde e paciente, onde fará os
fatos aparecerem. Análise de processo é uma seqüência de procedimentos lógicos,
baseada em fatos e dados, que objetiva localizar a causa fundamental dos problemas.
A análise de processo é utilizada tanto na rotina como no gerenciamento interfuncional
na empresa na empresa, pois neste caso basta considerar a nova meta proposta
como o problema e a análise de processo é utilizada para localizar as causas
fundamentais , que devem ser alteradas de tal forma a ser conseguida a nova meta. A
análise de processo tem como objetivos:
- determinar a causa fundamental de um problema, para elimina-la visando a sua
solução definitiva, evitando a sua reincidência.
- conhecer as causas principais de um item de controle que se deseja controlar.
Conforme FALCONI (2001), o MASP foi estruturado de maneira a ajudar o
administrador a solucionar os problemas, colocando este assunto dentro de um
processo adequado de análise, e fornecendo aos gerentes meios para:
• Analisar e priorizar os problemas .
• Identificar algumas situações que exigem atenção e que às vezes não estão claras.
• Estabelecer o controle rapidamente em determinada situações.
• Planejar um trabalho que será feito.
Segundo FALCONI (1992), o MASP é um processo dinâmico na busca de
soluções para uma determinada situação. Não é um processo rígido e sim um
50
processo flexível em cada caso com que de se defrontar. Ele procura encontrar
respostas tais, como:
• Priorização do problema.
• Divisão do problema em partes que possam ser analisáveis.
• Verificações das situações que necessitam de atenção.
O objetivo é aumentar a probabilidade de resolver satisfatoriamente uma
situação onde um problema tenha surgido. A solução de problema é um processo que
segue uma seqüência lógica, começando pela identificação do problema, continuando
pela análise e terminando com a tomada de decisão. Cada etapa descreve os
objetivos, as atividades a serem desenvolvidas, as pessoas envolvidas e as
ferramentas mais usadas, no sentido que o administrador compreenda e saiba como
aplicá-los em seu trabalho. Ele precisa estar informado de todas as situações, e
processar todos esses dados a respeito do problema que possa vir a encontrar. A
análise do problema é um processo lógico de estreitar um corpo de informação
durante a busca por uma solução. A cada estágio, a informação vai surgindo, à
medida que o processo se movimenta para o que está errado, passando para o
problema a ser tratado e a segui para as possíveis causas que fizeram o problema
surgir, e finalmente para a causa mais provável com uma ação corretiva específica em
relação ao problema. O administrador precisa organizar o sistema para que os passos
sigam uma ordem determinada, e deve também seguir as etapas de acordo como
descrito no roteiro, afim de que o trabalho possa ser executado. Diversos autores
apresentam uma metodologia baseada em uma seqüência própria. Muitas são as
seqüências de atividades, sendo que cada caso está baseada no raciocínio e na
lógica, conforme apresenta a figura 3.28 (FALCONI, 2001).
51
As etapas são colocadas de modo seqüencial, é importante que sejam
obedecidas cada tarefa citada. Fazendo isso, existe uma maior probabilidade de que o
problema tenha sua causa corretamente identificada, bloqueada e corrigida. Porém, a
aplicação do MASP não assegura a solução definitiva dos problemas, (FALCONI,
2001):
- Em muitas ocasiões, os homens descobrem as causas para os efeitos indesejáveis e
não são capazes de recomendar o remédio que seja totalmente eficaz.
- Muitas vezes, o que se consegue é a minimização dos efeitos indesejáveis a níveis
passíveis de serem suportados e/ou mantidos sob controle.
- No tocante aos problemas de desempenho, de custo e de ciclo de tempo nos
processos das organizações, existem problemas que não tem fácil solução e que
extrapolam muitas vezes o "estado da arte" e conhecimentos dos Times em ação.
- Às vezes, requerem pesquisas mais profunda com a utilização de técnicas e
ferramentas mais sofisticadas, ou o concurso de consultores e especialistas.
- Outras vezes, requerem mudanças radicais ou reengenharia nos processos para que
possam ser eliminados.
Figura 3.29 – MASP (FALCONI 1992).
52
4 MATERIAIS E MÉTODOS
4.1 MATERIAIS
O material utilizado neste trabalho é um ferro fundido nodular ferrítico e perlítico,
com especificação ASTM-A 396 -58 termicamente tratado. O material de partida consistia
em cilindros de laminação novos e usados, de 4 fabricantes. A figura 4.1 mostra imagens
de cilindros novos e usados.
A tabela 4.1, apresenta a característica do cilindro em estudo de cada fabricante.
TAB. 4.1 - CARACTERISITICAS DOS CILINDROS POR FABRI CANTE AMOSTRAS
FABRICANTE CONDIÇÃO NOMENCLATURA CARACTERIRSTICAS DOS CILINDRO S
BRC EM SERVIÇO 1FPS FERRO FUNDIDO NODULAR PERLÍTICO, DUPLA FUSÃO CENTRIFUGADO.
HISAR EM SERVIÇO 2FFS FERRO FUNDIDO NODULAR FERRÍTICO, DUPLA FUSÃO CENTRIFUGADO.
POLIKINI EM SERVIÇO 3FPS FERRO FUNDIDO NODULAR PERLÍTICO, DUPLA FUSÃO CENTRIFUGADO.
SMS NOVO 4FFN FERRO FUNDIDO NODULAR FERRÍTICO, DUPLA FUSÃO CENTRIFUGADO.
Figura 4.1 – Cilindros novos e Usados
53
As amostras (1FPS, 2FFS, 3FPS), foram retirados de cilindros que estavam na
linha de produção do laminador, e a amostra (4FFN), foi retirado de um cilindro novo,
usados na laminação.
4.2 – MÉTODOS
4.2.1 – Metalografia
As amostras foram preparadas por procedimentos padrões de metalografia
(cortadas, embutidas em resina acrílica, lixadas e polidas com pasta diamante) e
atacadas superficialmente com reagente Nital 2%.
As amostras usadas nas análises de microscopia ótica seguiram o procedimento
metalográfico segundo a norma ASTM E 3-01, onde foram embutidas no molde Arotec
com resina polimérica. Posteriormente as amostras foram lixadas com lixas 80,100, 180,
240, 320, 400, 600, 1200 na lixadeira automática Arotec, módelo Aropol 2V. Em seguida,
as amostras foram polidas usando-se uma suspensão de diamante de 1 µm e 0,3 µm na
politriz de marca Arotec, modelo Aropol 2V.
O microscópio ótico usado foi de marca Olympus, modelo BX41M equipado com
câmera digital Motic 1000, 1.3 Mpixel. As imagens foram obtidas em aumentos de 200 e
500 vezes.
4.2.2 – Dureza
Foram realizadas análises de Dureza Rockwell “C”, convertida em dureza Shore
“C”, que é a dureza usada pelos fabricantes.
Para a aferição da dureza dos rolos laminadores foi realizado lixamento e limpeza
de uma parte ao longo da espessura, segundo a norma SAE J – 417 b. Utilizando um
marcador o raio dos rolos foi dividido em quatro partes iguais, como mostra a figura 4.2.
Foram realizadas seis medições em cada divisão obtendo no final a média aritmética. As
medições foram feitas com o durômetro Equotip 3.
54
4.2.3 – MASP
Foi utilizado a metodologia do MASP, para saber quais seriam as ações tomadas,
para se chegar à uma ação corretiva, a figura 4.3, mostra as etapas do MASP.
O MASP é uma ferramenta bastante usada para solucionar ou chegar-se à
algumas soluções dos mais diversos problemas.
Figura 4.2 – Esquema do Ensaio de Dureza
Figura 4.3 – Etapas do Ciclo do MASP, (QUALIDADE, 2007)
55
A figura 4.5, apresenta a seqüência da metodologia MASP, que foi utilizada no
estudo do problema da fratura dos cilindros de laminação.
Ainda sem conclusão. Conclusão8A
As ações não foram suficientes para eliminar as quebras.Verificação6C
Desenvolvimento de Novos Fornecedores, Instalação do Inversor de Freqüência nas gaiolas 01 e 03, Compra de Rolos com Microestrutura Ferríticas e com Dureza entre 50 e 55 SHC, Ajustes de Luzes dos Cilindros.
Ação5D
Metalográfia, Analise Química, Análise de dureza, Análise de Resistência Mecânica, Acompanhamento diário da temperatura da Tarugo.
Plano de Ação4
Causas prováveis: Temperatura do tarugo, Alinhamento, Resfriamento dos rolos, Microestrutura, Dureza, Composição Química, Impacto, Velocidade dos rolos da saída do forno.
Analise3
Quebra de rolos, resulta em perda de produção, produtividade, aumento do custo com materiais de reposição.
Observação2
Quebra de rolos das gaiolas de desbasteIdentificação do Problema1
P
OBJETIVOFASEFLUXO -GRAMAPDCA
O uso da metodologia MASP, que tem como principal característica, a aplicação
de suas fases, uma seqüência lógica. Utilizando as informações referentes ao
problema, buscando-se chegar a soluções para o problema.
Figura 4.5 – Seqüência do Ciclo do MASP (QUALIDADE 2007).
56
5. RESULTADOS E DISCURSSÕES
5.1 – Metalografia
A amostra 1FPS, revelou uma microestrutura constituída por poucos
nódulos de grafita distribuídos de forma irregular, apresenta grande quantidade de
placas de cementita eutetóide, como mostra a figura 5.1. A matriz é perlítica.
A amostra 2FFS, apresenta nódulos de grafita em grande quantidade, porém,
são heterogêneos no tamanho e formato com baixo grau de nodulização, como a
figura 5.2. As placas de cementita eutetóide estão mais refinadas. A matriz é perlítica.
Figura 5.1 – Amostra 1FPS, (a) aumento de 200X, (b) aumento de 500X.
a b
a b
Figura 5.2 – Amostra 2FFS, (a) aumento de 200X, (b) aumento de 500X.
a b
57
A amostra 3FPS, apresenta grande quantidade de placas de cementita
eutetóide, poucos nódulos de grafita com tamanho e formato irregulares, como mostra
figura 5.3. A matriz é perlítica.
A amostra 4FFN, Apresenta grande quantidade de nódulos de grafita com grau
de nodulização razoável com alta quantidade de placas de cementita eutetóide, como
mostra a figura 5.4. A matriz é perlítica.
Foi observado que na microestrutura da amostra 4FFN, existem nódulos de
grafita em grande quantidade com tamanho relativamente menor e grau de
nodulização maior que os demais, porém, percebe-se muitas placas de cementita
a b
Figura 5.3 – Amostra 3FPS, (a) aumento de 200X, (b) aumento de 500X.
a b
Figura 5.4 – Amostra 4FFN, (a) aumento de 200X, (b) aumento de 500X.
58
eutetóide que são mais refinadas que as demais amostras, onde esta amostra foi a
que apresentou melhor desempenho em relação as demais, devido a sua
homogeneidade de sua microestrutura.
5.2 DUREZA
Os resultados das análises de Dureza Shore estão apresentados a seguir, na
Tabela 5.2. Onde se pode observar que a amostra que teve melhor desempenho foi a
4FFN.
TAB. 5.2 - RESULTADOS DAS ANÁLISES DE DUREZA SHORE "C"
AMOSTRA ENSAIO SHC 1 2 3 4 MÉDIA
1FPS 47 43 48 47 46,25 2FFS 47 46 43 41 44,25 3FPS 48 48 47,2 47,4 47,65 4FFN 46 49 52 58 51,25
A amostra 1FPS, no ensaio de dureza foi observado que a parte do centro do
rolo apresenta mesma dureza que no canal e durezas menores nos pontos 2 e 3,
como mostra a figura 5.5.
A Figura 5.5 – Perfil de Dureza da Amostra 1FPS
59
A amostra 2FFS, no ensaio de dureza foi verificado que a dureza diminui a
medida que se aproxima do canal, como mostra a figura 5.6.
A amostra 3FPS, foi observado através do ensaio de dureza que o material
possui esta propriedade homogênea ao longo de toda seção analisada, como mostra a
figura 5.7.
Figura 5.6 – Perfil de Dureza da Amostra 2FFS
A Figura 5.7 – Perfil de Dureza da Amostra 3FPS
60
A amostra 4FFN, foi verificado no ensaio de dureza que a medida que
aproxima-se do canal a mesma vai aumentando quase que linearmente e foi a
amostra que apresentou o maior valor de dureza próximo ao canal sendo
aproximadamente 30% maior que o segundo colocado.
Através do resultado dos ensaios de dureza, pode-se observar que a amostra
que apresentou melhor desempenho foi 4FFN, em virtude do perfil de dureza com a
parte central (1) mais dúctil e o aumento gradativo da dureza até a superfície do
cilindro (2,3,4) é o mais adequado às solicitações em serviço principalmente no
desbaste.
A Figura 5.8 – Perfil de Dureza da Amostra 4FFN
61
5.3 – MASP
MASP – METODOLOGIA DE ANÁLISE E SOLUÇÃO DE
PROBLEMAS
QUEBRA DE ROLOS - LAMINAÇÃO
Buscou-se seguir o ciclo do MASP, onde foi identificação do problema
5.3.1 - PROBLEMA
- Quebra de Rolos das Gaiolas de Desbaste
- Gaiolas 01 a 08, como a figura 5.10 apresenta.
A figura 5.10, apresenta a quantidade de cilindros quebrados nas gaiolas de desbaste.
A Figura 5.9 – Ciclo MASP
QUEBRAS POR GAIOLA
26
4
26
1
15
0
6
005
10152025303540
G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8
A Figura 5.10 – Quebras por Gaiola
62
Ferramentas Empregadas:
- Acompanhamento diário das gaiolas, cujos os cilindros quebravam com mais
freqüência.
- Observação: Devido as sucessivas, quebras de rolos das gaiolas de desbaste,
e pelo fato de um dos maiores custo da laminação ser com rolos e cilindros.
A figura 5.14, mostra o detalhe do cilindro quebrado, onde todas as fraturas que
ocorreram foram na chaveta, local onde é montado o cilindro na gaiola.
QUEBRAS POR FABRICANTE
32
1614
95
0
5
10
15
20
25
30
35
40
BRC TITANIA POLIKINI HISAR MCC
Nº
DE
RO
LOS
A Figura 5.11 – Quebras por Fabricante
A Figura 5.12 – Cilindro Fraturado
63
Observação:
Devido a grande freqüência de quebras dos rolos, foi observado a importância
de se fazer um estudo mais aprofundado deste problema. os rolos quebraram- se a
partir das chavetas, onde foi observado uma fratura frágil.
5.3.2 - ANÁLISE DE PARETO
OCORRÊNCIAS POR GAIOLAS
32
1614
95
0
5
10
15
20
25
30
35
BRC
TITANIA
POLIKIN
I
HISAR
MCC
Nº
PE
ÇA
S L
AM
INA
DA
S
OCORRÊNCIAS POR FABRICANTE
30
1512
0
5
10
15
20
25
30
35
BRC TITANIA POLIKINI
Nº
PE
ÇA
S L
AM
INA
DA
S
OCORRÊNCIAS POR GAIOLAS
26 26
0
4
8
12
16
20
24
28
G1 G3
Nº
PEÇ
AS L
AM
INA
DAS
Figura 5.13 – Quebras por Gaiola
Figura 5.15 – Quebras por Fabricante
Figura 5.16 – Quebras Freqüentes
64
Observação:
Como pode ser observado nos gráficos, os cilindros que mais sofreram fraturas
foram os do fabricante BRC, devido a quantidade de cilindros comprado, em torno de
32 cilindros e as quebras mais freqüentes aconteceram nas gaiolas 1 e 3, devido o
esforço em que os cilindros dessas gaiolas são submetidos, onde a redução de um
cilindro para outro pode chegar a 30%.
5.3.3 - PERDAS E GANHOS
- Produção Horária Prevista da Laminação
OBSERVAÇÃO:
PERDAS
Aumento do Custo da Laminação
- Preço médio do Rolo R$ 7 000,00
- Valor dos rolos quebrados = 67 x 7 000 = R$ 469 000,00
Paradas da Laminação
- Tempo de Parada para Troca de Rolos, leva em média 1,5 h/rolo.
Perda de Produção
- A produção Horária Prevista é de 50 t/h;
- Quebraram-se 67 rolos, Tempo parado por quebra de rolos 87 horas e 10
minutos, produção perdida 4 350 t.
- Perda de faturamento = 4 350 x 3 200 = R$ 13 920 000,00
GANHOS
- Aumento da Produção
5.3.4 - PARTICIPANTES DO ESTUDO
- Equipe da Laminação;
- Equipe do Controle da Qualidade;
- Equipe da SMS;
Observação
Compra Inicial dos Rolos
A figura 5.17 , apresenta a primeira compra de cilindro da laminação.
65
FORNECEDOR QUANTIDADE MATERIAL DUREZA STATUS
BRC 20
FERRO
FUNDIDO
NODULAR
PERLÍTICO
50 – 55
HSC SINOBRAS
TITANIA 12
FERRO
FUNDIDO
NODULAR
PERLÍTICO
50 – 55
HSC SINOBRAS
Gaiolas
1 a 4
ø 560
TOTAL 32 - - -
BRC 26
FERRO
FUNDIDO
NODULAR
PERLÍTICO
55 – 60
HSC SINOBRAS
TITANIA 14
FERRO
FUNDIDO
NODULAR
PERLÍTICO
55 – 60
HSC SINOBRAS
Gaiolas
5 a 8
ø 475
TOTAL 40 - - -
5.3.5 - CARACTERÍSTICAS DO PROBLEMA
A fratura, é uma fratura do tipo frágil, pois a quebra ocorre sem deformação do
rolo, tem como principal característica, o surgimento de trincas a partir da chaveta
(relação torque), onde a trinca se propaga em direção ao canal do rolo, como mostra
a figura 5.18.
Figura 5.17 – Compra Inicial de Cilindros (SINOBRAS 2009).
66
Como comentado anteriormente, as gaiolas que tiveram maior quantidades de
ocorrências, foram as G1 e G3. A partir deste fato o foco ficou voltado para as
mesmas, como apresenta a figura 5.19, onde foi observado que na G1, os rolos que
laminaram a maior quantidade de peças foi o fabricante TITANIA (9175 tarugos). Este
número poderá ter sido alcançado em função da laminação estar em ritmo de
produção mais lento neste período.
Na G3, os rolos que tiveram melhor desempenho foram os do fabricante SAN
ZENO (10000 peças), em função de ter uma microestrutura mais homogênea.
Durante observação, no local que ocorrem as quebras, pode-se notar que a
refrigeração das gaiolas é critica, não sendo eficiente, e que nessas gaiolas os rolos
sofrem impacto muito grande para começar a deformar os tarugos.
Figura 5.18 – Cilindro Trincado
67
5.3.6 - Estratificação G1 e G3 Por Fornecedor/Posiç ão
G1 - CILINDRO SUPERIOR
487 19 181
3600 4019
1400
46
5425
2181
35859
9175
85
0
2000
4000
6000
8000
10000
30/se
t/08
30/se
t/08
5/jan/09
15/ja
n /09
16/ja
n /09
19/ja
n /09
10/ma/09
20/ma/09
24/ma/09
25/ma/09
26/ma/09
27/ma/09
23/ab/09
Nº
DE
PE
ÇA
S L
AM
INA
DA
S
'
G1 - CILINDRO INFERIOR
19 1841009
292 54 130 347
6726
3582514
328
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
30/se
t/08
20/set/08
6/jan/09
7/jan
/09
10/ja
n/09
15/jan/09
17/ja
n/09
18/jan/09
18/ja
n /09
30/ma/09
22/ab/09
23/ab/0
9
Nº
DE
PE
ÇA
S L
AM
INA
DA
S
'
2 2 –– OBSERVAOBSERVAÇÇÃOÃO
EXTRATIFICAEXTRATIFICAÇÇÃO G1 e G3 POR FORNECEDOR/POSIÃO G1 e G3 POR FORNECEDOR/POSIÇÇÃOÃO
G3 - CILINDRO SUPERIOR
958138
948259
6245
44
1696
197
12981012878
804
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
27/nov/0
8
28/nov/0
8
6/dez/08
11/dez/0
8
26/dez/0
8
30/dez/08
10/jan/09
28/m
a/09
29/m
a/09
6/ab/09
20/ab/09
24/ab/09
Nº
DE
PE
ÇA
S L
AM
INA
DA
S
'
BRCBRC BRCBRC
TITANIATITANIA
BRCBRC
TITANIATITANIABRCBRC
HISARHISARPOLIKINIPOLIKINI
MCCMCC
MCCMCC
POLIKINIPOLIKINI
MCCMCC
POLI.POLI.BRCBRC
BRCBRCBRCBRC BRCBRC
BRCBRC BRCBRC
TITA.TITA. TITA.TITA. BRCBRC POLIKINIPOLIKINI
HISARHISAR
POLIKINIPOLIKINI
BRCBRC
BRCBRCBRCBRCBRCBRC
TITA.TITA.BRCBRC
TITA.TITA.
HISARHISAR
POLIKINIPOLIKINI
POLIKINIPOLIKINI
HISARHISAR
HISARHISAR
G3 - CILINDRO INFERIOR
487601
87
1403
728 729
494
810
13071292
0
300
600
900
1200
1500
30/se
t/08
10/ou
t/09
20/dez
/08
7/jan
/09
11/ab/09
13/ab/09
16/ab/09
18/ab/0
9
20/ab/09
21/ab/09
Nº
DE
PE
ÇA
S L
AM
INA
DA
S
'BRCBRC
TITANIATITANIA
BRCBRC
BRCBRC
HISARHISAR
POLIKINIPOLIKINI
POLIKINIPOLIKINI
POLIKINIPOLIKINI HISARHISAR
HISARHISAR
5.3.7 - Recomendações do Fabricante do Laminador
1 – SMS
- Aumentar pressão de montagem:
Gaiolas 1 a 4 – de 250 para 350 a 400 bar.
Gaiolas 5 a 8 – de 250 para 300 a 350 bar.
Posteriormente retornar todas as gaiolas para 300 bar.
- Substituir material de estrutura perlítica para ferrítica, mantendo dureza de 50 a 55
HSC.
- Alterar raio de concordância externo e chaveta de 8 para 12 e 2 para 8 mm nas
gaiolas 1 a 4 respectivamente.
Figura 5.19 – Quantidade de Tarugos Laminados – Posição/Fabricante
68
Desenho original, rolo ø 555 mm do desbaste, figura 5.20, gaiolas 1 à 4. Concordância
Externa 8mm e Chaveta 2 mm.
Desenho Modificado, figura 5.21. Concordância Externa 12 mm e Chaveta 8 mm
Figura 5.20 – Desenho original do rolo
Figura 5.21 – Desenho Modificado do rolo.
69
SMS
- Modificar tampa de fixação dos rolos: de 1 para 2 parafusos de frenagem da luva e
adaptar 4 parafusos M 30 para auxiliar retirada da tampa. DESENHO, como mostra a
figura 5.22 e 5.23.
Figura 5.22 – Desenho original da tampa de fixação dos rolos.
Figura 5.23 – Desenho modificado da tampa de fixação dos rolos.
70
Onde estas modificações, aumentaram a fixação das luvas cônicas, diminuindo
assim a possibilidade das mesmas se movimentarem em relação ao rolo.
5.3.8 - Sugestões de Fornecedores:
2 - BRC
- Trabalhar com temperatura do tarugo em 1160 °C.
- Rever calibração – Dizendo a redução estar muito alta nestas gaiolas.
- Medir conecidade eixo / luva.
- Ao dar pressão de montagem, aplicar 50% da pressão desejada, aguardar 2 minutos
e aplicar pressão total.
- Após 30 minutos de operação, fazer reaperto das tampas.
- Rever refrigeração.
3 – HISAR
- Experimentar rolos com estrutura perlítica fornecidos pelo mesmo.
- Usar material SG – XP 50 F - Extra Nodular Ferrítico de sua fabricação, com dureza
de 48 a 53 HSC.
4 – MCC
- Verificar Alinhamento
- Verificar Refrigeração
- Substituir material – Ferro Fundido para ADAMITÍCO.
5.3.8 Análise
5.3.8.1 Diagrama Causa x Efeito
No diagrama de causa e efeito, figura 5.24, existem duas fases, na primeira busca-se
apresentar todas as possíveis causas que contribuíram de alguma forma para que
ocorresse o efeito.
71
DIAGRAMA DE CAUSA E EFEITODIAGRAMA DE CAUSA E EFEITO
MÁQUINA MÃO-DE-OBRA MÉTODOS
MATÉRIA-PRIMA MATERIAIS MEDIDAS
QUEBRA QUEBRA
DEDE
ROLOSROLOS
IMPACTOREFRIGERAÇÃO
DEFICIENTE
VEL. DA MESA DEROLOS G1, G2 e G3
ALINHAMENTO
TAMPA INADEQUADA
ERRO DE PROJETO
FIXAÇÃO DAS GAIOLAS
PEÇAS RESERVAS
FALTA DE TREINAMENTO
USINAGEM DO CANAL
METALIZAÇÃO DEFICIENTE
PERIODICIDADE DE REVISÃO
CHECAGEM DAS LUZES
SEGUIR MONTAGENS CONFORMEMANUAL (SMS)
REVISAR PADRÃO DE MONTAGENS
LIMPEZA DE LUVASE EIXOS
PADRÃO P/ TROCADE GUIAS
CALIBRAÇÃO
MONTAGEM(BUCHA)
ROMBOIDADE DOTARUGO
TEMPERATURA DOTARUGO
DIMENSÃO DO TARUGO
MATERIAL INADEQUADO(MICRO-ESTRUTURA)
BAIXA RESISTÊNCIA
RAIO DO ROLO INADEQUADO(CHAVETA)
PERCURSO DE PENETRAÇÃODA BUCHA FORA DE PADRÃO
PRESSÃO INADEQUADA
NECESSIDADEDE CHECAR
CONECIDADE(EIXO-BUCHA)
ERRO OPERACIONAL
DIAGRAMA DE CAUSA E EFEITODIAGRAMA DE CAUSA E EFEITO
MÁQUINA MÃO-DE-OBRA MÉTODOS
MATÉRIA-PRIMA MATERIAIS MEDIDAS
QUEBRA QUEBRA
DEDE
ROLOSROLOS
IMPACTO
REFRIGERAÇÃODEFICIENTE
VEL. DA MESA DEROLOS G1, G2 e G3
TAMPA INADEQUADA
FALTA DE TREINAMENTOEM MONTAGEM
CHECAGEM DAS LUZES
LIMPEZA DE LUVASE EIXOS
MONTAGEM(BUCHA)
TEMPERATURA DOTARUGO
MATERIAL INADEQUADO(MICRO-ESTRUTURA)
RAIO DO ROLO INADEQUADO
(CHAVETA)
PRESSÃO INADEQUADA
NECESSIDADEDE CHECAR
CONECIDADE(EIXO-BUCHA)
ERRO OPERACIONAL
Figura 5.24 – Diagrama Causa e Efeito – Todas as Causas.
Figura 5.25 – Diagrama Causa e Efeito – Causas Prováveis.
72
Na segunda fase do diagrama causa e efeito, mostra as causa mais prováveis
que resultou no problema e traça o caminho por onde deve-se começar a tratar essa
falha. Nesta fase do MASP é que coleta-se dados operacionais no local onde ocorreu
o problema, chegando-se as causas mais prováveis para ter ocorrido o problema,
direcionando o caminho em que seram tratadas as falhas, segundo a figura 5.25.
5.3.9 - Plano de Ação
5.3.9.1 Ações Imediatas
1 – Compra de Novos Rolos e Desenvolvimento de novos Fornecedores
Rolos das Gaiolas de Desbaste - 1 a 4, segundo a figura 5.26;
FORNECEDOR QTD MATERIAL DUREZA STATUS
POLIKINI
6
Ferro Fundido Nodular
Perlítico,Rolos usados
da Villares.
50 – 55
HSC
EM USO
MCC
4
Ferro Fundido Nodular
Perlítico, Dupla Fusão,
Centrifugado.
50 – 55
HSC
QUEBRADOS
HISAR
6
Ferro Fundido Nodular
Perlítico, Dupla Fusão
Centrifugado.
50 – 55
HSC
QUEBRADOS
GAIOLA
1 a 4
ø 560
TOTAL
16
-
-
-
Figura 5.26 – Compra de Novos Cilindros, gaiolas 1 a 4 (SINOBRAS).
73
Cilindros das Gaiolas de Desbaste - 5 a 8, como apresenta a figura 5.27.
---16TOTAL
SINOBRAS55 – 60 HSC
Ferro Fundido Nodular Perlítico,
Dupla Fusão, Centrifugado
4MCC
Gaiolas 5 a 8 ø 475
55 – 60 HSC
55 – 60 HSC
DUREZA
SINOBRASFerro Fundido
Nodular Perlítico,Dupla Fusão, Centrifugado
6HISAR
SINOBRASFerro Fundido
Nodular Perlítico,Dupla Fusão, Centrifugado
6POLIKINI
STATUSMATERIALQTDFORNECEDOR
2 – Alterar temperatura dos tarugos na entrada da gaiola 01 mínima de 1050 °C
(especificação da SMS) para 1080 °C;
3 – Melhorar padrão de ajustes de perfil por gaiola (Luz);
4 – Instalar inversor de freqüência nos caminhos de rolos que antecedem gaiolas 01 e
03;
5 – Melhorar padrão de montagem;
6 - Após estudo, foi testado na gaiola 03, refrigeração modificada para proporcionar
maior vazão, saindo de 23 m³/h(projeto) para 45 m³/h (modificado), segundo a figura
5.28;
Refrigeração do Projeto Refrigeração Modificada
Figura 5.28 – Refrigeração.
Figura 5.27 – Compra de Novos Cilindros, gaiolas 5 a 8 (SINOBRAS).
74
Durante o estudo foi observado que os cilindros estavam aquecendo bastante,
chegando a temperaturas acima do especificado, em torno de 65 a 70ºC, devido está
ocorrendo o rebote da água de contato prejudicando a extração de calor, constatando-
se que a refrigeração estava inadequada. Depois de trocada a refrigeração ter sido
trocada outro modelo de refrigeração, que foi desenvolvido pela equipe técnica da
laminação, notou-se a redução da temperatura média dos cilindros para, 48 a 51 ºC,
pois com a nova refrigeração a vazão aumentou e a água de contato é de forma
suave, conforme a figura 5.29.
Refrigeração Modificada
Refrigeração do Projeto
7 – Testar rolos sugeridos pela SMS, nas gaiolas 1 e 3, mantendo refrigeração
original;
8 – Testar rolos da BRC, com estrutura perlítica (material inicial), nas gaiolas 1 e 3
com refrigeração modificada;
Figura 5.29 – Refrigeração Original X Modificada.
75
9 - Modificar tampa de fixação dos rolos: de 1 para 2 parafusos de frenagem da luva e
adaptar 4 parafusos M 30 para auxiliar retirada da tampa em teste no cilindro inferior
da gaiola 1;
10 – Alterado o desenho dos rolos conforme raios modificados pela SMS e comprados
6 rolos da Hisar (ferrítico) e 8 MCC (adamítico) aguardando chegada;
11 – Treinados mais operadores em montagem e operação do laminador;
12 – Revisados os padrões de ajuste de luz;
13 – Adquirido gabarito de montagem eixo / luva – aguardando chegada;
14 – Alterado pressão de montagem conforme sugestão da SMS ( 150 bar, aguarda 2
minutos e vai à 300 bar);
15 – Desenvolvimento de novos cilindros com 4 chavetas para alívio de tensões,
segunda a figura 5.30.
Figura 5.30 – Cilindro com 4 chavetas (SINOBRAS 2009).
76
6 CONCLUSÃO
A análise dos resultados obtidos neste Trabalho de Conclusão de Curso,
baseado nas informações extraídas na pesquisa bibliográfica, permite concluir que:
• Foi observado que a microestrutura que teve melhor desempenho, foi à da
amostra 4FFN, cujo o fabricante é SAN ZENO, devido a existência de nódulos de
grafita em grande quantidade com tamanho relativamente menor e grau de
nodulização maior que os demais.
• O ensaios de dureza, observou-se que a amostra que apresentou melhor
resultado foi a 4FFN, fabricante SAN ZENO, em virtude da dureza no centro do cilindro
ser macio e a dureza em direção a superfície ir aumentando gradativamente,
reduzindo a possibilidade de trincas.
• Através da ferramenta MASP, pode-se chegar à algumas causas prováveis para
a fratura dos cilindros, onde foi observado que a refrigeração era inadequada e tinha
uma vazão reduzida, foi controlada a temperatura do tarugo, para que não se
trabalhasse com tarugo frio nos cilindros, através do estudo pode-se fazer algumas
melhorias, como: desenvolvimento de cilindros com quatro chavetas, para alívio de
tensões, modificou-se a tampa de fixação dos cilindros de desbaste, foram alterados
alguns parâmetros operacionais, melhorando com isso o processo da laminação,
diminuindo as fraturas dos cilindros, com todas essas ações pode-se aumentar a
produção e reduzir custos.
77
7 SUGESTÕES
- Devido a alta carga de laminação nos laminadores desbastadores é
recomendável o uso de cilindros de aço fundido, pois tendem a ser mais tenazes, do
que os de ferro fundido nodular.
- De modo geral, utilizam-se os cilindros de aço fundido para laminadores com
alta carga de laminação e ferro fundido centrifugado de dureza elevada para trens
acabadores, onde a maior exigência é a resistência ao desgaste.
- Nos laminadores intermediários utiliza-se cilindros “adamitico”, que
apresentam resistência e tenacidade intermediária entre o aço e ferro fundido.
78
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• Capacitação Gerdau, LAM, Intermediário contínuo , 005, 2000.
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79
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utilizando ferramentas de metal duro , Dissertação de Mestrado da Engenharia
Mecânica, Instituto de Engenharia Mecânica, Universidade de Itajubá, 2007.
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![Laminação [Modo de Compatibilidade]](https://img.document.onl/doc/110x75/54deca1c4a7959384d8b47a6/laminacao-modo-de-compatibilidade.jpg)
![Laminação - aula [Modo de Compatibilidade]](https://img.document.onl/doc/110x75/55721433497959fc0b94004c/laminacao-aula-modo-de-compatibilidade.jpg)
