REVESTIMENTOS AUTOMATIZADOS EM CAMISAS DE MOENDA

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1 REVESTIMENTOS AUTOMATIZADOS EM CAMISAS DE MOENDA Tcg Alexandre Serra dos Santos Para se fazer o trabalho de revestimento protetor das camisas de moenda através de um sistema automatizado é necessário uma preparação adequada das camisas, recursos, equipamentos e soldadores com conhecimentos no processo MIG/MAG e Arame Tubular. Neste artigo é apresentado todos os aspectos que envolvem esta aplicação. MATERIAIS EMPREGADOS Os materiais aqui recomendados foram previamente desenvolvidos, testados em laboratório e durante moagem para que possam oferecer excelente soldabilidade durante a aplicação e um resultado que atenda as exigências das usinas e destilarias. Os procedimentos à seguir já foram aplicados com sucesso em diversas usinas e destilarias em São Paulo, Paraná, Minas Gerais, Mato Grosso, Alagoas, Pernambuco, Goiás entre outros. 1- BASE: ARS-5 1,2 ou 1,6mm 2- SOBRE-BASE: UTP AF DUR 600-MP 1,2 ou 1,6mm 3- PICOTE: UTP AF LEDURIT 60 1,6mm 4- LATERAL: : UTP AF DUR 600-MP 1,2mm 5- CHAPISCO: UTP AF 718-S 2,8 mm OBSERVAÇÕES: a) Em alguns casos a base pode ser dispensada aplicando diretamente a sobre-base. Isto é opção do cliente. b) Outra opção é aplicar na base o arame UTP AF 8-FN. Por ter alto teor de Níquel minimiza a quantidade de trincas. c) A seqüência de soldagem pode ser diferente conforme procedimento de cada cliente. PREPARAÇÃO DAS CAMISAS As camisas que receberão solda devem estar usinadas, sem oxidação ou umidade. O perfil dos frisos podem ser com ou sem rebaixo lateral, de acordo com o projeto da moenda. POSICIONADOR A camisa que será soldada deverá ser colocada na posição horizontal em um dispositivo virador que ofereça uma velocidade perimetral da camisa variável entre 30 e 90 cm/seg. A camisa deve ser apoiada sobre roletes ou mancal de forma que não haja deslizamento durante seu trabalho (veja foto abaixo). Exemplo de dispositivo virador onde a camisa é apoiada pelo eixo sobre mancais e movida por sistema de corrente ligada à um redutor movido por um motor com inversor de freqüência.

2 Exemplo de dispositivo virador onde a camisa é apoiada por roletes e movida por um eixo ligando um dos roletes à um redutor movido por um motor com inversor de freqüência. Este sistema permite com que a camisa possa ser trabalhada antes de ser montada no eixo. FONTE DE SOLDAGEM A fonte de soldagem recomendada é uma fonte para soldagem MIG/MAG com capacidade mínima em torno de 375 A à 60% de ciclo. O cabeçote alimentador deve ter roldanas com canal recartilhado para trabalhar com arames tubulares de até 1,6mm. Geralmente o gás utilizado é CO 2. Para aplicação do chapisco por Arame Tubular se faz necessário uma fonte que proporcione 600 A à 100% de ciclo. DISPOSITIVO PARA APLICAÇÃO DA SOLDA A solda poderá ser aplicada através do manipulador de soldagem automática ou com o cabeçote oscilador acoplado à fonte MIG. Os dois métodos proporcionam alta produtividade na soldagem. MANIPULADOR WF 2001 BR OSCILADOR 3000 BR

3 MONTAGEM DO MANIPULADOR O manipulador de soldagem WF 2001 BR consiste em um equipamento totalmente automatizado capaz de realizar todas as etapas de soldagem de revestimento das camisas de moenda de 48 até 84 inclusive a aplicação de chapisco. Os controles do manipulador são todos por sistema de CLP e servo motor com movimentos de precisão. Para montagem e instalação do manipulador de soldagem se faz necessário o dispositivo virador da camisa, já citado, e de frente à camisa uma área útil para que seja colocado o trilho, o cabeçote, o painel de comando e a fonte de soldagem. O painel de comando do manipulador funciona na rede 220V convencional e a fonte de soldagem na rede 220/380/440V trifásico. O manipulador WF 2001 BR faz a soldagem de base e sobre-base dos frisos com tocha posicionada de forma fixa na parte superior da camisa (pos.1 do desenho abaixo). A soldagem de lateral é realizada com a lança posicionando a tocha na vertical (pos.2 de desenho abaixo)onde esta faz o movimento de oscilação para obter a largura desejada da solda. A soldagem do picote se faz com a tocha posicionada na parte superior do friso ligeiramente recuada (pos.1 do desenho abaixo) de modo que proporcione o picote tipo lágrima sendo a solda controlada por temporizador programável. O manipulador WF 2001 BR faz a mudança automática de friso cada vez que a solda é completada tornando assim o trabalho mais produtivo e com redução considerável de tempo, cerca de 50% em relação ao processo Eletrodo Revestido. IMPORTANTE: Deve-se observar antes de qualquer soldagem a posição em que a camisa é colocada no dispositivo para que o picote fique com a formação da lágrima no sentido correto. POSICINAMENTO DO MANIPULADOR POS POS

4 MONTAGEM DO OSCILADOR O oscilador de soldagem 3000 BR é um dispositivo auxiliar que, ao ser colocado em um suporte previamente preparado (veja desenho abaixo) de fronte à camisa e acoplado em uma máquina MIG/MAG convencional, realizará todas as etapas de soldagem da camisa. O conceito de soldagem feito com o sistema de oscilador é igual ao sistema com manipulador descrito anteriormente utilizando os mesmos consumíveis e posicionando a tocha da mesma forma, porém a diferença da soldagem realizada com o oscilador em relação ao manipulador é que não há a troca automática de frisos, ou seja, o arco elétrico deve ser interrompido pelo soldador para que manualmente este faça um novo posicionamento no próximo friso. Para montagem e instalação do oscilador de soldagem se faz necessário o dispositivo virador da camisa já citado e de frente à camisa um suporte com articulação vertical e movimentação horizontal ao longo de toda a camisa (veja desenho abaixo). O cabeçote oscilador funciona na rede 220V convencional. POSICIONAMENTO DO OSCILADOR

5 PROCEDIMENTOS DE SOLDAGEM COM ARAME NAS CAMISAS DE MOENDA SOLDAGEM DE LATERAL (TRAVAMENTO) Esta operação é a primeira que recomendamos para se aplicar no friso, pois desta forma se consegue a proteção da lateral juntamente com o reforço deste, de modo preparar fisicamente a superfície que, na seqüência, vai receber a solda de base, sobre-base e picote. Esta solda deve ser executada com parâmetros de soldagem bem ajustados e estáveis para não comprometer a estrutura do friso. O arame tubular recomendado é o UTP AF DUR 600-MP 1,2mm. A tocha deve ser posicionada de forma perpendicular à lateral do friso e oscilando na amplitude desejada da largura da solda (veja foto abaixo). O sentido de giro da camisa deve ser para cima, tomando como referência o ponto da solda, para que esta tenha progressão vertical descendente à uma velocidade de aproximadamente 32 à 36 cm/min. POSICIONAMENTO DA TOCHA CORDÃO DE SOLDA UTP AF DUR 600-MP Trata-se de um Arame Tubular que proporciona um depósito de solda martensítico ligado ao Cromo e Molibdênio resistente à fricção, abrasão e impactos moderados. Possui ótima soldabilidade inclusive nas posições horizontal e vertical, isento de escória. Já aplicado em diferentes regiões do Brasil, tem apresentado excelentes resultados na lateral das camisas de moenda. Sua taxa de deposição é de 3 à 6 Kg/h. PARÂMETROS DE SOLDAGEM 1,2mm 1,6mm CORRENTE 140 à 180A 150 à 250A TENSÃO 20 à 31V 20 à 31V VELOCIDADE DE SOLDAGEM (LATERAL) 30 à 36 cm/min - GÁS DE PROTEÇÃO / VAZÃO CO 2-12 à 16 L/min

6 PROCEDIMENTOS DE SOLDAGEM COM ARAME NAS CAMISAS DE MOENDA SOLDAGEM DE BASE A soldagem de base e sobre-base é a solda que vai preparar o topo do friso para, em seguida, receber o picote. Uma das principais funções desta solda é minimizar as trincas normalmente ocorridas nos processos de soldagem por revestimento, em casos de camisas refrisadas, esta solda tem o papel de isolar o Ferro Fundido geralmente impregnado de impurezas proveniente da safra anterior. Existem diferentes opções de aplicação para esta soldagem, veja abaixo: a) Aplica-se uma base com arame de alto teor de Níquel (UTP AF 8-FN 1,2mm OU 1,6mm) e uma sobre-base com arame ligado ao Cromo (UTP AF DUR 600-MP 1,2 ou 1,6mm). Utiliza-se esta opção quando se deseja um depósito de solda com o mínimo de trincas, devido o arame de base ter alto teor de Níquel, este oferece uma base maleável isenta de trincas e conseqüentemente pouquíssimas trincas na sobre-base feita com arame ligado ao Cromo proporcionando maior resistência mecânica no topo do friso. b) Aplica-se uma base com arame baixo Carbono (ARS-5 1,2mm ou 1,6mm) e uma sobrebase com arame ligado ao Cromo (UTP AF DUR 600-MP 1,2 ou 1,6mm). Nesta opção algumas trincas são visíveis, porém controladas, devido ser um arame de baixo teor de Carbono. Se houver a ocorrência excessiva de poros na solda, recomenda-se fazer um pré-aquecimento no topo dos frisos para queimar as impurezas e eliminar a ocorrência de poros. c) Aplica-se diretamente o arame ligado ao Cromo (UTP AF DUR 600-MP 1,2 ou 1,6mm), neste caso recomendamos que a solda seja aplicada com velocidade reduzida para que se possa obter um depósito mais encorpado, geralmente este procedimento é recomendado para camisas novas. As trincas são mais ocorrentes, porém transversal ao sentido da solda não comprometendo sua resistência à abrasão, fato este já comprovado em safras anteriores. O posicionamento da tocha deve ser alinhada ao topo do friso com um ângulo de inclinação de 15, um recuo de aproximadamente 150mm da linha de centro da camisa e uma distância de 18mm entre o bico de contato e a peça, veja figura abaixo. POSICIONAMENTO DA TOCHA CORDÃO DE SOLDA PARÂMETROS DE SOLDAGEM 1,2mm 1,6mm CORRENTE 140 à 200 A 150 à 250A TENSÃO 20 à 31V 20 à 31V VELOCIDADE DE SOLDAGEM (base e sobre-base) 50 à 64 cm/min GÁS DE PROTEÇÃO / VAZÃO CO 2-12 à 16 L/min

7 PROCEDIMENTOS DE SOLDAGEM COM ARAME NAS CAMISAS DE MOENDA SOLDAGEM DO PICOTE Esta é uma operação que exige mais técnica em sua aplicação, pois trata-se de uma solda executada de forma intermitente devendo obter um ponto de solda com uma altura mínima exigida e com alta dureza para resistir à abrasão. A técnica para esta aplicação consiste em equalizar a velocidade da camisa, o temporizador da solda, o posicionamento da tocha e os parâmetros de soldagem para o arame especificado, neste caso, o arame recomendado é o UTP AF LEDURIT 60 1,6mm, trata-se de uma liga de Carboneto de Cromo com adição de Boro de alta resistência à abrasão e desenvolvido para dar o formato de lágrima ao picote. A altura dos picotes pode variar de acordo com tamanho e exigência da camisa sendo de 6 à 10mm aplicados com 1, 2 ou três passes. Um ponto importante na hora de fazer esta soldagem é observar o sentido de giro da camisa durante a safra para colocá-la na posição correta no dispositivo posicionador de modo que o picote fique com a lágrima no sentido correto. A tocha deve ser posicionada na parte superior, como na operação de base, porém com um recuo de 200 à 280mm da linha de centro da camisa e uma distância de 20mm entre o bico de contato e a peça, veja figura abaixo. POSICIONAMENTO DA TOCHA PARÂMETROS DE SOLDAGEM CORRENTE TENSÃO VELOC. DE SOLDAGEM TEMPO DE ARCO ABERTO TEMPO DE ARCO FECHADO GÁS DE PROTEÇÃO 1,6mm 140 à 180 A 24 à 28 V ~ 54 cm/min 2,5 à 3,5 seg 0,8 à 1,3 seg Não Aplicado VISUAL DO PICOTE PRONTO

8 PROCEDIMENTOS DE SOLDAGEM COM ARAME NAS CAMISAS DE MOENDA CHAPISCO (PULVERIZAÇÃO) O chapisco das camisas de moenda com arame tubular é um conceito bem diferente do conhecido eletrodo revestido, pois trabalha com energia muito mais elevada proporcionando uma pulverização mais eficiente com maior aproveitamento do consumível. Estudos realizados nos mostrou que o chapisco feito com eletrodo revestido tem um aproveitamento efetivo de material de 30%, enquanto o aproveitamento do arame tubular sobe para 50%. Outra vantagem é o tempo de aplicação que pode ser de 3 à 5 horas dependendo do tamanho da camisa e número de frisos. O arame recomendado é o UTP AF 718-S 2,8mm. Como resultado prático este processo tem apresentado excelentes resultados tais como: redução da mão de obra, maior tempo de durabilidade, menor consumo de material por tonelada de cana e em alguns casos aumento na taxa de extração. Os recursos para se aplicar a chapisco com arame tubular são o seguinte: Fonte MIG/MAG com característica de 600A à 100%, no cabeçote alimentador deve ter roldanas para 2,8mm e os cabos de energia devem ser 95mm 2 no mínimo. Caso não tenha disponível uma fonte conforme estas características, pode-se adaptar duas fontes retificadoras de mesmo modelo ligadas em paralelo com regulagens iguais. APLICAÇÃO FORA DA MOENDA APLICAÇÃO MOENDO VISUAL DO CHAPISCO APLICADO EM TRABALHO

9 ESTIMATIVA DE CONSUMO DE ARAME TUBULAR EM CAMISAS DE MOENDA * MOENDA 54" MOENDA 66" OPERAÇÃO ARAME FRISO 2" FRISO 1.1/2" FRISO 2" FRISO 1.1/2" BASE ARS 5 Ø1,6mm 3,0 Kg 4,0 Kg 4,0 Kg 6,0 Kg SOBRE-BASE AF DUR 600-MP Ø1,6mm 4,0 Kg 5,0 Kg 4,0 Kg 6,0 Kg PICOTE (2 PAS) AF LEDURIT 60 Ø1,6mm 13,0 Kg 19,0 Kg 15,5 Kg 21,0 Kg LATERAL AF DUR 600-MP Ø1,2mm 13,0 Kg 17,0 Kg 19,0 Kg 28,0 Kg CHAPISCO AF 718-S Ø2,8mm 10,0 Kg 12,0 Kg MOENDA 78" MOENDA 84" OPERAÇÃO ARAME FRISO 2" FRISO 1.1/2" FRISO 2" FRISO 1.1/2" BASE ARS 5 Ø1,6mm 11,0 Kg 16,0 Kg 22,0 Kg 31,0 Kg SOBRE-BASE AF DUR 600-MP Ø1,6mm 13,0 Kg 17,5 Kg 24,0 Kg 34,0 Kg PICOTE (3 PAS) AF LEDURIT 60 Ø1,6mm 25,0 Kg 35,5 Kg 42,0 Kg 60,0 Kg LATERAL AF DUR 600-MP Ø1,2mm 32,0 Kg 48,0 Kg 40,0 Kg 56,0 Kg CHAPISCO AF 718-S Ø2,8mm 20,0 Kg 25,0 Kg Valores de referência obtido nas usinas que já utilizaram o processo. Podem variar de uma empresa para outra para o mesmo tamanho de moenda.