Prefácio
A linha de produção de bobinas decapadas laminadas a quente da Usina de Laminação a Frio da Panzhihua New Steel & Vanadium Co., Ltd. foi concluída e colocada em operação em 2004. De acordo com o plano geral da Panzhihua Iron and Steel, uma unidade de laminação de stand único foi construída na filial de Chengdu em 2006. A bobina de aço bruto desta usina será fornecida pela linha de produção de bobinas decapadas laminadas a quente da Usina de Laminação a Frio da Panzhihua Iron and Steel. O produto desta unidade precisa utilizar óleo de laminação para evitar a ferrugem, de modo a ser compatível com a emulsão de laminação no processo subsequente. A unidade possui um aplicador eletrostático original e um aplicador por rolo. Como o aplicador eletrostático não é eficaz na aplicação do óleo de laminação, o aplicador por rolo original provém da unidade combinada de laminação ácida da fábrica. O desempenho do equipamento ocioso retirado de linha no projeto de renovação não consegue atender às exigências de produção. Por esse motivo, um rolo de laminação 3M, um produto de alta tecnologia com excelente desempenho, foi utilizado para transformar a máquina de lubrificação por rolo original.
Problemas existentes no lubrificador de rolos original
O princípio estrutural do espalhador de óleo por rolo é mostrado na Figura 1.
Quando a máquina de lubrificação é colocada em operação, o conjunto superior de rolos é pressionado para baixo e o conjunto inferior de rolos é elevado, formando assim um determinado ângulo de envolvimento entre a tira de aço e o rolo de lubrificação. Tanto o rolo aplicador de óleo quanto o rolo de imersão em óleo são rolos passivos, acionados pela tira de aço. O dispositivo de pulverização de óleo projeta o óleo do sistema de lubrificação sobre o rolo aplicador; por meio da compressão mútua, o rolo aplicador transfere o óleo para o rolo de imersão; este, por sua vez, aplica uniformemente o óleo na tira de aço. O excesso de óleo é coletado pelo reservatório e flui para o tanque de recuperação.
Após a transformação da unidade combinada de laminação ácida, os requisitos de desempenho técnico do espalhador de óleo foram aprimorados. Os parâmetros específicos são apresentados na Tabela 1.
Antes da transformação da unidade combinada de laminação ácida, para evitar defeitos superficiais em forma de faixa sem película de óleo na chapa de aço, o dispositivo de injeção de combustível do espalhador de óleo foi modificado. O líquido pode ser pulverizado de forma mais uniforme sobre o rolo lubrificador, resolvendo assim o problema de áreas locais sem óleo. No entanto, o lubrificador ainda apresenta os seguintes problemas:
- A largura do produto é insuficiente: a largura máxima do produto da unidade é de 1150 mm; após sua transformação, a largura máxima da tira de aço acabada deve ser de 1300 mm.
- A manutenção é difícil: Nesta unidade, há um cortador de disco na frente da máquina de lubrificação para o corte da tira de aço, a fim de ajustar a largura ao comprimento. A borda da tira após o corte apresenta rebarbas, que danificam o rolo de lubrificação. O rolo de lubrificação é um rolo de feltro, que é facilmente cortado pela borda da tira de aço, resultando em fiapos e desgaste. Ele precisa ser substituído com frequência e o período de manutenção é curto.
- A quantidade de óleo aplicada é difícil de controlar: devido à aplicação irregular de óleo, adiciona-se mais óleo para evitar áreas locais sem óleo, resultando em uma película de óleo excessiva em outras partes, o que afeta o processo de embalagem e aumenta o consumo de óleo.
- O sistema de lubrificação original falha, seu sistema de controle tem baixa precisão e é difícil adquirir peças de reposição para manutenção.
É evidente que o lubrificador original não consegue atender às necessidades de produção após a transformação da linha de produção de bobinas laminadas a quente decapadas e precisa ser reformado.
Modificação
O rolo de lubrificação é a peça chave da máquina de lubrificação. Para melhorar a qualidade da lubrificação e prolongar a vida útil do rolo de lubrificação, é utilizado um rolo Millennium da 3M. Além disso, devido ao aumento da largura da tira, a largura do gabinete original de revestimento com óleo, o comprimento dos rolos superiores e inferiores de revestimento com óleo, o comprimento do rolo de imersão em óleo e o comprimento do dispositivo de injeção de óleo precisam ser aumentados; a lubrificação hidráulica e outras tubulações precisam ser reconfiguradas, e o sistema de lubrificação por revestimento com óleo e o controle periódico de todos os sistemas precisam ser redesenhados e fabricados. Os detalhes são os seguintes:
Rolos Lubrificadores Superior e Inferior
O rolo de lubrificação é o foco desta transformação. Como o rolo de feltro original tem uma vida útil curta e a quantidade de óleo é difícil de controlar, tanto o custo de produção quanto o custo do equipamento são elevados, não sendo adequado continuar a ser utilizado. Utilização especial de produtos de alta tecnologia com excelente desempenho – rolo 3M Millennium.
As características do produto são as seguintes:
- É composto por fibras de tecido não tecido de alta resistência. Sob certa temperatura, umidade e pressão, a parte cortada possui capacidade de auto-reparação. Sua estrutura porosa de tecido não tecido apresenta certo grau de absorção de água e oleosidade. O óleo pode ser aplicado indiretamente na bobina por extrusão, e a quantidade de película de óleo necessária pode ser controlada pela densidade do rolo milenar, pela pressão de aperto e pela velocidade da bobina. Portanto, o efeito de lubrificação e absorção da superfície da bobina é superior ao dos rolos de borracha e feltro tradicionais.
- Poroso, a sujeira pode penetrar na estrutura do tecido não tecido em pequena quantidade, reduzindo assim os arranhões e a contaminação causados na bobina.
- Possui um sistema de alta fricção que rolos de borracha, rolos de aço e rolos de feltro tradicionais não conseguem igualar. Essa característica proporciona atrito suficiente para evitar eficazmente o escorregamento do rolo e prevenir arranhões secundários na superfície da bobina.
A Tabela 2 mostra a comparação de desempenho entre o rolo 3M Millennium e os rolos tradicionais de borracha e de feltro.
Os parâmetros técnicos do rolo 3M Millennium utilizado nesta transformação estão apresentados na Tabela 3.
Sistema de Lubrificação por Revestimento a Óleo Recém-Projetado
O sistema de lubrificação original falhou devido ao longo tempo de uso e precisa ser redesenhado e fabricado novamente. O princípio de funcionamento do novo sistema está ilustrado na Figura 2.
O sistema apresenta as seguintes características:
- A válvula controla o carregamento e o descarregamento da bomba; o excesso de óleo que retorna da câmara de lubrificação flui para o tanque de recuperação sob a ação da gravidade; o óleo recuperado é filtrado e enviado ao tanque principal para reutilização pela bomba de abastecimento de óleo.
- Controle de limpeza: O sistema está equipado com filtro de sucção, filtro de óleo de pressão e filtro de recuperação de óleo. O tanque de combustível principal e o tanque de combustível de recuperação também são equipados com filtros de ar para garantir a limpeza do óleo e evitar o entupimento dos bicos.
- Controle do nível do tanque de combustível principal: detecção em tempo real do nível do tanque de combustível, saída remota de sinal e controle intertravado com a bomba de abastecimento de combustível. Quando o medidor de nível 4 atinge o limite superior, a bomba de abastecimento de combustível interromperá automaticamente (ou manualmente) o abastecimento de combustível (e exibirá o status na caixa de operação); quando o limite inferior for atingido, a bomba de abastecimento de combustível iniciará automaticamente (ou manualmente) o abastecimento; quando o limite inferior for atingido, a bomba injetora de combustível parará de funcionar e emitirá um alarme.
- Controle de nível do tanque de combustível recuperado: detecção em tempo real do nível do tanque de combustível, saída de sinal remoto e controle intertravado com a bomba de abastecimento de combustível. Quando o medidor de nível 2 atinge o limite superior, ele automaticamente abastece o tanque de combustível principal, e quando atinge o limite inferior, um alarme é acionado; quando o limite inferior é alcançado, a bomba de abastecimento de combustível interrompe automaticamente o abastecimento e aciona o alarme.
- Controle de temperatura: O tanque principal de óleo está equipado com um instrumento de detecção da temperatura do óleo com saída de sinal remoto. O aquecedor elétrico do tanque de óleo realiza controle em malha fechada. Quando a temperatura do óleo estiver abaixo de 20℃, o aquecedor elétrico funcionará automaticamente; quando estiver acima de 40℃, o aquecedor será desligado automaticamente. Isso garante que a temperatura do óleo se mantenha estável dentro de uma faixa específica.
Modificação do Sistema de Controle Elétrico
O sistema de controle de lubrificação original precisa ser reprojetado e fabricado devido à baixa precisão de controle e à dificuldade na compra de peças de reposição para manutenção. Um conjunto do sistema de controle PLC S7-200 é utilizado exclusivamente para realizar as seguintes funções:
- Iniciar manualmente o sistema de lubrificação, a bomba de injeção de combustível opera em baixa velocidade, a válvula solenóide perde energia e o óleo circula em estado descarregado.
- O PLC fornece um sinal analógico de velocidade da tira de aço (4-20mA) e um sinal de chaveamento da válvula solenóide (ponto passivo) para formar um circuito fechado com o regulador DC. O quadro de controle da máquina de lubrificação é ajustado pelo regulador DC de acordo com o sinal analógico da velocidade de deslocamento da tira. A velocidade do motor controla a vazão da bomba de injeção de combustível. Há um display digital da velocidade do motor no quadro de controle.
- O armário de controle está equipado com funções de comutação manual e automática: no modo de controle manual (prioridade manual no local), o operador não depende do sinal analógico de velocidade da tira fornecido pelo CLP, mas ajusta manualmente a velocidade do motor para controlar a bomba injetora de combustível. No modo de controle automático, o fornecimento de combustível da bomba injetora é proporcional à velocidade da tira da unidade; quando o sistema em funcionamento falha, a bomba de reserva é acionada automaticamente. Após o início do sistema de lubrificação ou quando o sinal de velocidade da tira fornecido pelo CLP não é recebido durante 10 minutos durante a operação, o sistema de lubrificação interrompe automaticamente o funcionamento.
- Alarme do sistema, reinicialização de falhas; exibição dos parâmetros principais e configuração dos parâmetros.
Outras Modificações Correspondentes nos Equipamentos
- Para economizar tempo na implementação do projeto, decidiu-se utilizar a máquina de lubrificação original para instalar a base. De acordo com o tamanho original dos furos de montagem na base, a largura foi aumentada em 150 mm, e o novo gabinete de lubrificação foi projetado.
- A função do rolo de óleo é transferir o óleo lubrificante do dispositivo de injeção de óleo para o rolo de óleo. Basta aumentar o comprimento em 150 mm, conforme a estrutura original do rolo de imersão em óleo. Redesenhar e fabricar.
- Em correspondência com a transformação da parte principal do espalhador de óleo, as tubulações originais do corpo da máquina hidráulica, pneumática e de lubrificação também devem ser modificadas e refeitas.
Desempenho após a modificação
A transformação do espalhador de óleo foi concluída em junho de 2006 e atendeu aos requisitos de produção após entrar em operação. Não houve danos visíveis no rolo Millennium da 3M, e o restante da máquina de lubrificação estava funcionando normalmente.
Devido às deficiências inerentes do lubrificador por rolo, outras unidades da Unidade de Laminação a Frio da Panzhihua Iron and Steel basicamente as eliminaram e as substituíram por lubrificadores eletrostáticos. No entanto, essa transformação obteve bons resultados graças ao uso de excelentes rolos millennium, fazendo com que o lubrificador por rolo mantenha sua posição na linha de laminação a frio. De acordo com o uso real do rolo millennium, ele já foi aplicado à linha de galvanização.
