Gerenciamento seguro de queimadores para o produtor de aço líder mundial

As mais recentes tecnologias de produção são o foco da gigante siderúrgica ArcelorMittal, líder mundial na produção de aço.

Objetivo: tornar seus próprios processos de produção mais seguros e eficientes. É por isso que o monitoramento do queimador dos fornos foi otimizado em seu downpipe laminador a frio na cidade belga de Ghent.

O foco: automação eficiente e segura, incluindo diagnósticos mais eficientes. Ao converter a planta, a ArcelorMittal optou pelo pacote de serviços completo do especialista em automação Pilz: seu sistema de automação PSS 4000 é usado, mas isso não é tudo – a Pilz também assumiu a responsabilidade pela implementação da conversão.

A usina de laminação a frio da ArcelorMittal em Ghent é usada para refinar bobinas de aço (rolos de tiras de aço) de acordo com os requisitos dos clientes.

O processo de produção de downpipes na laminação a frio é dividido em cinco etapas no total: decapagem, laminação a frio, recozimento, revenimento e acabamento.

Antes da decapagem, ocorre um processo de laminação a quente, durante o qual se forma uma camada de óxido nas chapas de aço. Isso deve ser removido no laminador a frio durante a decapagem antes que as placas de aço possam ser processadas posteriormente.

Na próxima etapa, laminação a frio, a chapa decapada laminada a quente é resfriada e depois reduzida à espessura necessária por meio de forças de pressão e tensão.

Para permitir que a tira de aço seja conformada a frio, ela deve primeiro passar por um tratamento térmico. Este processo é realizado em duas áreas de recozimento de sinos – ou seja, em fornos de recozimento para bobinas de aço, onde a tira de aço permanece por algum tempo em um forno fechado – e em uma planta de recozimento e refino contínuo, por onde a bobina de aço passa com relativa rapidez, em contraste com a câmara de recozimento fechada.

As bobinas de aço que saem da área de recozimento do sino são então revenidas (tratamento térmico especial para aço), melhorando as propriedades mecânicas superficiais da chapa de aço. Na etapa final, os rolos de tiras de aço são embalados e estão prontos para serem enviados ao cliente.

Yves De Sloover é engenheiro da usina de laminação a frio da ArcelorMittal.

"Nosso departamento é responsável por manter os processos nesta área. Na planta de recozimento contínuo, também cuidamos do controlador PLC e do ajuste do queimador. Nosso objetivo é manter a produção em funcionamento contínuo. Isso inclui a otimização constante do forno", ele disse.

Um desafio foi o desligamento frequente dos queimadores de partida, que acionam os queimadores principais. Portanto, esta etapa do processo foi uma área de foco em relação à otimização.

De Sloover explica: "No início do processo, o forno é aquecido a 1200°C com uma chama aberta. No total, existem 50 queimadores principais, que são alimentados por 30 queimadores de inicialização. Quando a temperatura do forno cai abaixo de 760 C após uma paralisação, esses queimadores principais são sempre usados ​​para reiniciar o forno."

Isso também é prescrito no padrão. É obrigatório de acordo com a norma DIN EN 746, acrescenta o engenheiro.

Antigamente, os queimadores de partida eram controlados por meio de um módulo, enquanto o monitoramento da chama ocorria por meio de células UV na ignição. Se uma célula UV estivesse com defeito, toda a planta pararia e precisaria ser reiniciada.

Cada reinicialização levaria pelo menos 40 minutos porque os gases não queimados contendo nitrogênio tinham que ser expelidos primeiro. A célula UV defeituosa também teve que ser substituída a cada vez. Foi um verdadeiro jogo de esconde-esconde, porque você nunca sabia qual lâmpada UV havia falhado. Como resultado, os tempos de inatividade foram consideráveis.

A solução de problemas também era ineficiente: embora o módulo de controle do queimador enviasse informações sobre o fornecimento de gás e ar e detectores de UV para o PLC, as oportunidades de análise eram limitadas e demoradas.

"E não podíamos fazer nenhuma alteração no controlador porque ele agia apenas como uma caixa preta, portanto era responsável apenas por registrar os dados dos sinais do PLC", explica De Sloover.

Portanto, os tempos de inatividade tiveram que ser drasticamente reduzidos.