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Dissertacao JOAOPAULOMARAIA339
Dissertacao JOAOPAULOMARAIA339
Dissertacao JOAOPAULOMARAIA339
SANTOS/SP
2018
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JOAO PAULO MARAIA
SANTOS/SP
2018
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Autorizo a reprodução parcial ou total deste trabalho, por qualquer que seja o
processo, exclusivamente para fins acadêmicos e científicos.
The capacity of a process is attributed to the equipment that presents the greatest
restriction, it will be the bottleneck of the whole system, determining its operational
capacity. Identifying the bottleneck, analyzing the cause, and taking action to raise
this constraint will make the process more efficient. In this case study, the production
bottlenecks in the areas of recovery and shipment of coal mixture were analyzed.
The research was fulfilled in an integrated process steel, with the development and
application of material in the storage silo coating and the rearrangement of the
system of belt conveyors. The main results show that the recovery of the storage
capacity of the dosing silos and the radical change of the coal transport
physical arrangement to the coke batteries 1 and 2 allowed us to achieve significant
results in the reduction of energy consumption in 30.8 % (615kWh to 425kWh). There
was an increase in the capacity of 18% (100 t / hour) in the shipment of the mixture
to the coke batteries, reduction of the maintenance force by 54% (600 h / hr) and an
increase in the tonnage of unloading of ships, and contractual fines.
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 12
1.1 Objetivo ............................................................................................................... 14
1.2 Justificativa e Relevância do Tema..................................................................... 14
1.2.1 Sistema de abastecimento dos silos de dosagem .................................... 14
1.2.2 Sistema de envio da mistura para as baterias de coque ......................... 15
1.3 Organização da Dissertação .............................................................................. 15
1.4 Fundamentação Teórica ..................................................................................... 16
1.4.1 Carvão ....................................................................................................... 16
1.4.2 Arranjo físico .............................................................................................. 18
1.4.3 Gargalos de produção ............................................................................... 19
1.4.4 Sistema de transporte por correia .............................................................. 21
1.4.4.1 Estruturas ......................................................................................... 23
1.4.4.2 Correias ............................................................................................ 23
1.4.4.3 Tambores ......................................................................................... 24
1.4.4.4 Roletes ............................................................................................. 24
1.4.4.5 Chute de alimentação ....................................................................... 25
1.4.4.6 Chute de descarga ........................................................................... 26
1.4.4.7 Conjunto de acionamento ................................................................. 27
1.4.4.8 Raspadores de Correia..................................................................... 28
1.4.5 Máquinas Stackers Reclaimers .................................................................. 28
1.4.6 Silos de Armazenagem ............................................................................. 29
2. MATERIAIS E MÉTODOS ..................................................................................... 34
2.1 Sistema de abastecimento dos silos de dosagem ............................................ 35
2.2 Sistema de envio da mistura para as baterias de coque ................................. 43
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................. 45
3.1 Limitação de estocagem no abastecimento dos silos de dosagem .................. 45
3.2 Redução de perdas, no envio de mistura para as baterias de coque ............... 48
3.3 Viabilidade econômica dos projetos ................................................................. 51
4. CONCLUSÕES ...................................................................................................... 53
5. VERSÃO COMPACTA............................................................................................ 55
6. REFERÊNCIAS ....................................................................................................... 61
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1. INTRODUÇÃO
1.1 Objetivo
1.4.1 Carvão
A técnica de administração com foco no arranjo físico, tem por objetivo criar
a interface homem-máquina para aumentar a eficiência do sistema de produção
(JONES e GEORGE, 2008).
Um fluxo bem estudado permite o rápido deslocamento do produto pelo
sistema produtivo, consequentemente menos tempo é perdido em cada recurso,
reduzindo o lead time (ciclo) do processo (PARANHOS FILHO, 2007).
1.4.4.1 Estrutura
1.4.4.2 Correia
O material mais utilizado nos tecidos integrantes das carcaças são as fibras
têxteis, materiais sintéticos como poliéster, nylon ou aramida, porém elas também
podem ser construídas por cabos de aço ou a composição com dois destes
materiais em sua estrutura. As coberturas superiores e inferiores das correias
protegem a carcaça contra abrasão e efeitos dos materiais a serem transportados
(MERCÚRIO, 2015). Na figura 4 é apresentado o modelo de correia transportadora e
suas camadas.
1.4.4.3 Tambores
1.4.4.4 Roletes
Figura 14: Pressões na parede do silo em função dos ciclos de carregamento armazenamento
e descarga
Fonte: Ravenet (1992)
2.MATERIAIS E MÉTODOS
Carvão
Compactado
a) Instalação de vibradores;
b) Canhão com ar comprimido;
c) Revestimento com material de baixo coeficiente de atrito.
A solução foi revestir o cone dos silos. As etapas deveriam prever a remoção
do material compactado, limpeza e tratamento anticorrosivo da parede do silo e a
aplicação de um revestimento antiaderente com características de ser:
a) Leve;
b) Baixo coeficiente de atrito;
c) Resistência ao impacto;
d) Resistência a abrasão;
e) Facilidade de instalação;
f) Baixo custo.
A decisão foi revestir, a parte inferior dos silos, com polietileno, UHMW (Ultra
High Molecular Weight Polyethylene), de ultra alto peso molecular. Material com
extrema resistência ao impacto, alta capacidade de absorção de energia sob altas
taxas de cisalhamento, resistência a abrasão e baixos valores de resistência ao
atrito, podendo ser aplicado com temperaturas entre -20°C. e + 20°C. Propriedades
físicas do material descritas na Tabela 2.
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dos silos. O alinhamento, entre os módulos, seria executado de topo nas arestas
longitudinais ao escoamento do material e chanfradas a 45° nas arestas
perpendiculares ao escoamento do material e obedecendo a um espaçamento
padrão, para dilatação térmica de 3 a 5 mm e a fixação dos painéis ao redor do cone
distanciados 50mm em todo perímetro do silo. Na parte superior do cone, foi
aplicado um perfil quadrado de 3/8” em aço SAE 1020 trefilado, para vedar a borda
assegurando a fixação contra a queda do material na área revestida.
O revestimento exigiu um planejamento das atividades e um cronograma
para acompanhamento (Figura 19).
Figura 27: Rede Pert abastecimento dos silos de mistura em minutos (silos não revestidos)
Fonte: Maraia 2018
Figura 28: Rede Pert abastecimento dos silos de mistura em minutos (silos revestidos)
Fonte: Maraia 2018
48
Figura 30 – Novo arranjo físico sistema de abastecimento de mistura para baterias de coque
Fonte: Manuseio de Carvão Usiminas (2007)
49
4. CONCLUSÃO
A) Silos de dosagem:
a- Recuperação da capacidade dos silos de dosagem;
b- Redução do ciclo de abastecimento dos silos de dosagem;
c- Maior disponibilidade de máquinas para descarga de navios;
d- Aumento da tonelagem hora no recebimento de carvão.
Para execução das ações aos novos projetos, foi necessário um estudo
estratégico para otimizar as etapas de intervenção, todas as modificações não
poderiam ser realizadas só de uma vez, tendo em vista as limitações de permissão
de tempo total da planta parada, disponibilidade total de mão de obra a ser aplicada
e a logística de aprovisionamento de materiais.
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A decisão mais adequada, revestir o silo, somente na parte cônica, resultou
de um estudo de viabilidade técnica e econômica, nas alternativas analisadas pela
engenharia.
Da mesma forma o novo arranjo físico, foi uma decisão técnica e econômica,
entre as alternativas de manter o projeto original fazendo manutenção ou mudar o
arranjo físico. A execução do novo arranjo físico, exigiu um planejamento de
montagem e operação devido a limitação de planta parada.
5. EDIÇÃO COMPACTA
João Paulo Maraia, Áureo Emanuel Pasqualeto Figueiredo, Aldo Ramos Santos e
José Carlos Morilla.
Universidade Santa Cecília – UNISANTA Programa Pós Graduação em Engenharia
Mecânica – PPGEMec.
Resumo: O estudo de caso aplicado neste trabalho foi realizado em uma siderúrgica
de processo integrado, na área de recebimento e beneficiamento de carvão. A
identificação dos elementos que limitavam a capacidade da unidade, permitiram
melhorar a eficiência operacional e obter resultados significativos. O revestimento
dos silos de armazenagem para mistura de carvão, com poliuretano, aumentou a
capacidade de estocagem, reduzindo o ciclo de abastecimento, permitindo maior
disponibilidade de máquinas para operações de descarga dos navios, aumentando a
capacidade do sistema em 25%.O rearranjo no arranjo físico do sistema de correias
transportadoras, reduziu em 50% o número de transportadores de correia,
permitindo alcançar resultados significativos na redução no consumo de energia em
30,89%, com aumento de 18% na tonelagem horaria do sistema.
Summary: The case study applied in this work was carried out in an integrated
process steel plant, in the area of receiving and beneficiation of coal. The
identification of the elements that limited the capacity of the unit, allowed to improve
the operational efficiency and to obtain significant results. Coating of storage silos for
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coal blending with polyurethane increased storage capacity, reducing the supply
cycle, allowing greater availability of machinery for ship unloading operations,
increasing system capacity by 25%. The system of conveyor belts reduced the
number of belt conveyors by 50%, allowing significant results to be achieved in
reducing energy consumption by 30.89%, with an increase of 18% in the hourly
tonnage of the system.
6. REFERÊNCIAS
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