Alinhamento necessário

Mineradoras investem para manter a alta operabilidade dos sistemas de correias transportadoras

Guilherme Arruda

Diante disso, as empresas implementam rígidos controles desses sistemas e buscam incessantemente materiais com excelente durabilidade e confiabilidade, visando a garantir a eficiência operacional e a segurança de todos os colaboradores da planta.

A revista Minérios & Minerales conversou com diversas mineradoras, que destacaram as medidas de monitoramento desses equipamentos, que por sua vez, reduzem os gastos com outros meios de transporte, como frota móvel, e são mais amigáveis ao meio ambiente.

Correia de longa distância

Com tecnologias avançadas de monitoramento e planos detalhados de manutenção, a Anglo American objetiva máxima operabilidade do seu Transportador de Correia de Longa Distância (TCLD), instalado no Sistema Minas-Rio, uma das maiores operações de minério de ferro do mundo e que foi inaugurado em outubro do ano passado.

O equipamento, pertencente à unidade de beneficiamento do sistema, localizado em Conceição do Mato Dentro e Alvorada de Minas, municípios de Minas Gerais, transporta o minério da unidade de britagem primária para a secundária, percorrendo uma distância de 1,6 km.

Já o transporte de minério da mina para a britagem primária, ainda com sua umidade natural, é realizado por meio de um sistema transportador de correias convencional, composto por 32 equipamentos e com capacidade média de 8.657 t/h (duas correias maiores podem transportar até 11.337 t/h).

O acionamento das correias é feito por um conjunto de moto-redutor, com acoplamentos hidráulicos ou inversores, dependendo da aplicação. Majoritariamente, as correias utilizadas na unidade, com larguras de 24 a 120 polegadas, são de 3 a 5 lonas, sendo algumas do tipo cabo de aço, fornecidas pela Contitech.

Segundo Fernando Lage, gerente geral de Operação do Sistema Minas-Rio, a boa operabilidade das correias transportadoras está atrelada ao perfeito funcionamento dos raspadores; no que se refere a sua regulagem e manutenção, disponibilidade de sobressalentes, limpeza dos equipamentos, aderência ao plano de manutenção, inspeção operacional eficiente, correta operação; respeitando a capacidade do circuito, e sistemas de proteções em bom estado de funcionamento ao longo dos transportadores (detectores, extratores, sensores de desalinhamentos, etc.).

“O sistema de correias transportadoras é, por definição, um conjunto singelo. Ou seja, em caso de paradas do transportador, inevitavelmente haverá impactos no sistema produtivo. Portanto, o bom funcionamento das correias é de suma importância para o processo”, afirma Lage.

Para manter o bom funcionamento, o sistema conta com sensores de rasgo; acionado por chave mecânica, sensores de desalinhamento de correias, bandeja detectora de material, detectores e extratores de metal, mesa de impacto e chutes bem desenhados, que evitam engaiolamento de material não-britável.

O gerente destaca o sensor de rasgo Guard 2000, fabricado pela Contitech e instalado entre as lonas da correia de longa distância a cada 30 m. “Um cabo de aço em formato de “oito” é embutido entre as lonas. Havendo ruptura desse looping, um sensor indutivo faz a leitura dessa falha e interrompe a operação do equipamento, mitigando o impacto do rasgo da correia”, explica.

Em relação à segurança dos funcionários, todas as partes móveis dos transportadores estão isoladas com proteções plásticas leves e resistentes, que garantem a proteção do operador.

“Bom funcionamento das correias é de suma importância para o processo produtivo”, Fernando Lage, gerente geral de Operação do Sistema Minas-Rio

Manutenção

O custo médio anual de manutenção com os sistemas de correias transportadoras do complexo Minas-Rio está previsto em R$ 2 milhões, podendo variar em função do programa de produção e o grau em que é exigido o equipamento.

A manutenção é feita de forma preventiva, alinhada com as especificações e procedimentos dos fornecedores. Essas atividades são programadas e integram também as paradas de equipamentos de mina e equipamentos industriais do circuito dos transportadores, visando a diminuir a perda de produção durante o período programado.

“O monitoramento preditivo pode prevenir uma manutenção corretiva de longo prazo e reduzir em até três vezes o número de horas paradas do equipamento”, ressalta Lage.

No Minas-Rio, os componentes mais trocados são rolos, tambores e rolamentos; e sempre que necessário os fabricantes são convidados a participarem das manutenções, especialmente as mais complexas, como é o caso de intervenções no TCLD. A tecnologia de monitoramento de falhas baseia-se nas técnicas de manutenção preditiva, tais como ultrassom nos tapetes que mede o desgaste nas correias e análise da vibração, frequência e temperatura nos acionamentos e outros componentes.

Lage explica que no escopo da manutenção corretiva, os processos de emenda e reparos das correias são de fácil e rápida aplicação, com a utilização de uma resina de alta resistência. Em alguns momentos, grampos são utilizados, entretanto seu uso não é muito indicado. “A resina aplicada em rasgos de tapetes trouxe um ganho comparado com a aplicação de grampos devido ao fato de que a mesma permite 100% de vedação de forma permanente, ou seja, não é um paliativo”.

Para correias de cabo de aço, a empresa utiliza emenda a quente, que possui maior garantia operacional quando comparada com emenda a frio. “Por se tratar de uma mina em início de operação, alguns ajustes ainda estão sendo feitos, não somente na planta de beneficiamento, mas também na lavra. A entrada de corpos estranhos e não britáveis é hoje um dos principais motivos de falhas”, completa o gerente.

O sistema Minas-Rio atingirá sua capacidade máxima de produção de 26,5 milhões de toneladas de minério de ferro até 2016. O empreendimento inclui uma mina de minério de ferro e unidade de beneficiamento em Concei&
ccedil;ão do Mato Dentro e Alvorada de Minas, em Minas Gerais; mineroduto com 529 km de extensão e que atravessa 33 municípios mineiros e fluminenses; e o terminal de minério de ferro do Porto de Açu, no qual a Anglo American é parceira da Prumo Logística com 50% de participação, localizado em São João da Barra (RJ).

Sistemas de correias reduzem gastos com outros tipos de transportes e são mais amigáveis ao meio ambiente

Sama

Como parte de um acordo de uso seguro do amianto crisotila, a Sama investiu no aprimoramento dos seus processos na unidade de Minaçu (GO), tendo como uma das principais medidas o enclausuramento do seu sistema de correias transportadoras, formado por 40 equipamentos e extensão de 7 km.

“O principal desafio é garantir a confiabilidade de funcionamento do conjunto. Por mais que sejam instalados dispositivos para detecção de falhas e sistema de monitoramento on line, existem causas especiais que podem interromper a cadência do processo com intervenções pela equipe de manutenção com tempo de reparo elevado”, afirma Josemar Gomes da Silva, coordenador de manutenção industrial da Sama.

Todas as correias transportadoras da empresa têm raspadores primários e secundários e em alguns casos sistema de lavadores. As correias possuem entre 24 a 54 polegadas de largura e são acionadas por motores WEG/GE com redutores Falk, equipados com sistema soft start.

As atividades de manutenção das correias são desenvolvidas periodicamente por técnicos da Sama e contemplam ações preditivas, preventivas e corretivas. Além disso, a companhia conta com o apoio de alguns fornecedores, que realizam treinamentos e aplicações de produtos para recuperação de correias.

Atualmente, a mineradora utiliza transdutores de correntes, que visam a detectar variação de corrente e carga, além de sensores de velocidade e dispositivos para detecção de rasgos e danos nas bordas.

Criado pelos funcionários da mineradora, o sensor de rasgo consiste em um bandeja colocada por debaixo da correia, que caso ocorra de o material cair sobre ela devido a rasgos, faz a parada imediata do sistema transportador por meio de PLCs e envio de informações para a sala de controle centralizada. Outro sistema, voltado ao desprendimento ou desfiamento da correia, se vale do acionamento de uma corda.

“Os dispositivos de detecção de falhas e as inspeções diárias feitas pelos profissionais objetivam identificar rasgos em fase inicial, minimizando os efeitos ao processo”, destaca Silva. A Sama desembolsa anualmente cerca de R$ 1,1 milhão para a manutenção e operação de seu sistema de transportadores de correias.

Samarco

Nos últimos anos, a Samarco, umas das maiores produtoras de pelotas de minério de ferro do mundo, investiu na modernização do sistema de correias de longa distância das minas de Alegria Norte e Alegria Sul, localizadas em Mariana (MG). Os aportes foram destinados para a instalação de novos dispositivos de segurança e proteção de correias, unificação de salas de controle e melhorias nos sistemas de automação das operações.

A empresa também realizou melhorias em suas correias móveis, com a aquisição de novos sistemas móveis de britagem e a implantação de novos braços dentro das minas, aliado ao aumento de porte dos equipamentos. O projeto teve como objetivo o aumento da capacidade produtiva da unidade, diminuição de perdas da produção e redução e otimização das paradas.

Nas operações das minas de Alegria Norte e Alegria Sul, a empresa utiliza três tipos de sistemas de correias transportadoras: móveis, fixas e de longa distância.

As correias móveis operam dentro das minas, nas frentes de lavra, onde não são usados caminhões, mas somente a descarga direta das pás carregadeiras em hoppers do sistema móvel (este método de lavra é aplicado em 70% da lavra do minério). O restante do minério (30%) é lavrado com o uso de caminhões que descarregam o minério em hoppers no sistema móvel, abrindo a distância média de transporte em torno de 1.500 m. Ao todo, a mineradora possui 24 unidades de correias móveis com capacidade de 2.400t/h e outras quatro sistemas com capacidade de 5.400t/h.

Já as correias fixas, que fazem a transferência das correias móveis até as pilhas pulmão, têm capacidade em torno de 3.500t/h. Por fim, as correias de longa distância são responsáveis pela retomada das pilhas pulmão, transportando o minério até as usinas de concentração.

A manutenção dos transportadores segue um calendário de planejamento de manutenção, com atividades preventivas e preditivas a partir de inspeções semanais e paradas programadas. A empresa faz uso de sensores de proteção de rasgo e desalinhamento, que sinalizam qualquer anormalidade. As causas de rasgos e cortes no tapete de borracha dos transportadores são ocasionadas, com mais frequência, por blocos de minérios itabiríticos (forma pontiaguda), chapas metálicas e guias quando desreguladas.

“O principal ganho do controle e uso de tecnologias avançadas nos transportadores é a alta disponibilidade dos equipamentos, resultando em boa estabilidade operacional e nível adequado dos estoques na alimentação das usinas”, afirma Renato Araújo, chefe de equipe de manutenção.

Luiz Eduardo de Rezende, engenheiro especialista da empresa, reforça dizendo que as rígidas atividades de controle e manutenção visam a evitar os desalinhamentos, que são as ocorrências mais delicadas na operação dos transportadores. “Além de provocarem vazamentos e perdas de minério, podem ocasionar desgastes nas partes móveis dos transportadores e provocar acidentes gerando cortes nos tapetes”, ressalta.

Sistema de correias móveis da Samarco –minas de Alegria I e Alegria II

Fonte: Samarco

Usiminas

A Usiminas, maiorfabricante de aços planos do País, possui atualmente 9.000 m de correias transportadoras, distribuídas em quatro plantas, sendo a maioria com largura de 1200 mm e capacidade máxima de 2293 t/h. Na última expansão da empresa, concluída em 2014 e que envolve o projeto Friáveis, foram instalados 21 transportadores de correias e 14 alimentadores nas duas novas plantas de beneficiamento, ITM Samambaia e ITM Flotação, localizadas no complexo industrial na região de Serra Azul (MG).

Na Usiminas, raspadores são os componentes de reposição mais frequente nas correias transportadoras

Entre as principais características dos transportadores está autilização do acoplamento hidráulico no sistema de acionamento e uma das suas principais vantagens é suavizar a partida e diminuir o esforço do conjunto de acionamento em uma eventual sobrecarga no sistema. A empresa possui ainda 24 balanças integradas nos transportadores e alimentadores.

Segundo Bruno Lopes Moreira, engenheiro da Gerência de Manutenção Industrial da Mineração Usiminas, os componentes mais substituídos são os roletes e raspadores. Nesse sentido, as manutenções são realizadas quinzenalmente, em que são substituídos roletes danificados, realizadas inspeção dos mancais e rolamentos e lubrificação. “A manutenção preditiva é mensal com análises dos mancais e redutores (análise de vibração). Temos apoio também dos fornecedores de roletes, redutores (SEW) e correias. Além disso, temos uma empresa contratada para realizar os serviços de emenda a frio”, afirma.

Em relação ao monitoramento de falhas, a Usiminas atua com duas tecnologias para detecção de rasgos, uma composta por bandeja de rasgo e chave magnética para indicação do movimento da bandeja e outra que envolve um cavalete metálico em forma de “U” com quatro fios de nylon que acionam o sensor indutivo.

A mineradora utiliza também chave de posição do esticamento da correia; acionado por sensor de proximidade indutivo, chave de desalinhamento, sensor de subvelocidade, extrato e detector de metais.

“Estas tecnologias já vieram incorporadas no projeto das novas plantas e quando comparado com as plantas antigas observamos grande diferença, reduzindo as ocorrências pela metade”, ressalta Moreira.

Os detectores de rasgo amenizam o dano provocado por algum tipo de corpo estranho. A chave de posição de esticamento da correia elimina o risco de trabalhar sem tensão e deslizamentos nos tambores de acionamento e sobrecarga de material, e a chave de desalinhamento elimina o risco da correia atritar com a estrutura e provocar desgaste na mesma. Já o sensor de subvelocidade elimina a possibilidade da correia deslizar nos tambores e provocar o desgaste da sua camada interna e o extrator de metais remove o corpo estranho metálico: caso haja alguma falha o detector instalado após o extrator paralisa o funcionamento da correia, eliminando o risco de provocar danos à correia como também em equipamentos subsequentes ao detector.

As principais falhas nos sistemas de correias referem-se ao desalinhamento, provocados pelo carregamento fora do centro, sujeira nos roletes e tambores e suportes de roletes desalinhados; desgaste excessivo ou corte em áreas localizadas, ocasionados por corpo estranho preso no raspador, roletes travados, desalinhamento da correia e material preso na calha de descarga para a correia e falha na emenda, que envolve tensão excessiva na correia provocada por acúmulo de material no contra peso devido às falhas dos raspadores.

A empresa têm dois tipos de raspadores, o primário e o secundário, além de um raspador em tipo “V” na parte interna da correia para eliminar a presença de corpo estranho que possa provocar danos nos tambores e correia.

Lopes reforça a importância de se ter uma correia bem alinhada, eliminando o desgaste das bordas e vigas e diminuindo a perda de produção proveniente de vazamentos. “Nosso foco está relacionado em eliminar vazamentos e ter raspadores em boas condições de uso, eliminando o acúmulo de material sobre o contra peso e, consequentemente, contribuindo para que a correia tenha o menor esforço possível. Manter a manutenção preditiva funcionando de forma regular e utilizar os resultados para agir nos problemas preventivamente para que não haja manutenção corretiva”, completa.

Balança 3D para correias transportadoras

Com o objetivo de medir a vazão de diversos tipos de materiais granulado em correias transportadoras, a LLK desenvolveu a balança 3D. O equipamento, que utiliza câmeras de última geração em três dimensões, é ideal em aplicações onde as balanças convencionais não atuam de forma perfeita como correias de alimentadores de peneira e britadores e equipamentos com grandes curvaturas, muito inclinadas ou/e muito curtas.

A confiabilidade do sistema depende de programas de manutenção preventiva

A balança é constituída por um software específico, desenvolvido pela própria empresa e integrado à câmera de medição de volume. Todo o sistema é interligado a um painel central de campo que realiza o processamento dos sinais, retransmitindo-os para o supervisório central, que apresenta em tempo real a vazão volumétrica em função do tempo.

Além da balança, a empresa fornece detectores de rasgo de correia que também utilizam câmera 3D e sensores de vibração. Denominado Radec, os equipamentos indicam especificamente qual o problema da correia, inclusive rasgo de borda com fechamento do tapete, onde não há queda do material, e quantifica a porcentagem que a correia está desalinhada.

“A maior demanda verificada é em relação à confiabilidade e durabilidade dos tapetes das correias transportadoras. Sistemas que possuem partes móveis podem fornecer falso alarme em demasia, tirando a confiabilidade do equipamento, reduzindo a produção da mina com paradas e deslocamento de mão de obra desnecessário”, ressalta Luiz Henrique Jorge Machado, diretor de desenvolvimento da LLK Engenharia.

Estes equipamentos já foram fornecidos à Vale, Yamana, Arcelor Mittal e à Samarco, que envolveu a quarta pelotização (P4P). Nesta última foram instalados os sistemas Radec-234, que une três tipos de detectores.

Balança 3D mede a vazão de materiais granulado em correias transportadoras

Serviços de reparo

Com a chegada de uma nova prensa de vulcanização, adquirida da canadense Shaw Almex, a Vulcabelt, localizada em Contagem (MG), planeja expandir sua atuação em serviços de emendas para correias com largura de até 3.000 mm. Com a nova máquina, que utiliza barras de regulagem ao invés dos tradicionais parafusos, o estoque da empresa atingirá 17 conjuntos de reparo.

Além de atuar no conserto das correias e aluguel de máquinas, a empresa fabrica correias com carcaça de lonas, indicadas ao transporte de materiais abrasivos e com altas temperaturas.

Recentemente, a Vulcabelt fechou uma parceria com a OGF, fabricante de material para emendas de correias transportadoras com carcaças de lona e cabo de aço. Além de utilizar os produtos da linha Gladiator em seus serviços de reparo, a empresa passou a distribuir os produtos da empresa no País.

“Quando se fala de qualidade e segurança de emendas de correias transportadoras, um tripé de recursos deve ser disponibilizado: profissionais experientes e treinados nos padrões operacionais, equipamentos e ferramentas de última geração e produtos de qualidade comprovada”, afirma Thomaz Calderini, diretor da Vulcabelt.

Freios e alinhadores de correias

A EMH, localizada em Belo Horizonte (MG), fornece freios e alinhadores inteligentes, assim como enroladores de cabos e grampos de ancoragem, para sistemas de correias transportadoras. Os freios possuem variadas concepções com o objetivo de atender diferentes processos industriais, como os freios de sapatas eletro hidráulicos, os freios a disco eletromagnéticos, os freios a disco eletro hidráulicos e os freios a disco hidráulicos. Os equipamentos, projetados para fornecerem altos níveis de frenagem, tem ação por molas e liberação hidráulica.

“A definição do tipo do freio dependerá das características do transportador de correia, do local de montagem e do momento de frenagem requerido. Os freios a disco hidráulicos, por exemplo, são mais utilizados em transportadores de correias de longas distâncias”, afirma Marcelo Reis, gerente de negócios da EMH.

O destaque da empresa é o desenvolvimento de um alinhador inteligente, que visa a automatizar o processo de controle do alinhamento dos transportadores de correia. Sua estrutura é fabricada levando-se em consideração as especificidades de cada transportador de correia.

Os sensores de posição do equipamento monitoram de forma contínua a borda da correia e disponibilizam este sinal para o controlador montado dentro do painel de controle. Este controlador por sua vez, com um software específico, interpreta o sinal de posição e comanda o atuador eletro hidráulico HKAL, que movimenta de forma controlada um rolete auto alinhador da seção de carga ou retorno. Como o rolete de carga ou retorno está constantemente em contato com a correia, sua movimentação angular controla a posição da correia, garantindo sua centralização.

“A constante busca pelo aumento contínuo de produção e redução de paradas não programadas em transportadores tem gerado uma demanda por equipamentos inteligentes dotados da capacidade de corrigir os constantes problemas de desalinhamento desses equipamentos”, ressalta Reis.

Foco na disponibilidade

Com o objetivo de aumentar a produção da mina Serra Grande, localizada em Crixás (GO), a AngloGold Ashanti aprimorou seu sistema de correias transportadoras. O projeto, desenvolvido em parceria com a Mercúrio, teve como objetivo encontrar uma correia que suportasse as condições extremas de impacto e resistência à abrasão severa.

O principal gargalo da mineradora, que impactava na produção da unidade, estava relacionado às paradas para reparos, ocasionadas por cortes e desgastes na cobertura das correias. “Nossos problemas eram as paradas não programadas para substituição da correia que tinham, em média, a durabilidade de 13 meses, ou seja, 8.970 horas em operação contínua”, afirma Leopoldo Gonçalves da Silva, coordenador de manunteção industrial da AngloGold Ashanti

O investimento realizado para aquisição da correia transportadora, com cobertura EAS(Extra AbrasãoSuper), foi de R$ 11.600.
Além do ganho com maior disponibilidade do equipamento, houve ganhos com custo, já que, o transportador que foi instalado na descarga do silo de estocagem de minério ultrapassou a média de disponibilidade e funcionamento dos equipamentos antigos.

A empresa substituiu todos os transportadores com cobertura EA (extra abrasão) para cobertura EAS e instalou em seu transportador mais crítico, que movimenta minério de até 850 mm, um lençol com lona em fibra de aramida (CTE AS DPP 12 X 5 mm).

“O principal desafio é manter o transportador em boas condições estruturais e de limpeza, com roletes, cavaletes, auto alinhadores, raspadores e demais componentes em perfeito funcionamento, um transportador desalinhado ou com mal funcionamento impacta negativamente na produção e nos custos da empresa”, ressalta Gonçalves.

Em 2014, a empresa gastou com transportadores R$ 540.404,82.

Cibe adquire correias para nova unidade

A Cibe Pré-Moldados, fabricante de agregados para a construção civil com sede em Primavera do Leste (MT), adquiriu cerca de 850 m de transportadores de correia, fornecidas pela SteelRool e que possibilitarão transportar 1.500 t/h de material.

O interior dos tubos dos rolos das correias, desenvolvidos pela empresa, não são usinados, o que aumenta a sua resistência. Além disso, os mancais de fixação são calibrados com ajuste preciso e a solda é feita de forma concêntrica, onde o braço do robô está fixo e o rolete gira em torno de seu próprio eixo, eliminando a excentricidade. As vedações de rolamento possuem duplo canal de labirinto gerando total eficiência

“A atual exigência refere-se a produtos com maior durabilidade, peças que não geram desgaste prematuro e que não apresentam sinais de travamento. Rolos com menor coeficiente de atrito gerando menor consumo de energia na transformação do movimento, vedação com total eficiência bloqueando a penetração de contaminantes ao rolamento, perfeito alinhamento da estrutura do transportador evitando o derramamento de material”, ressalta Fernando Colombo, projetista Mecânico naSteelRool.

Além da Cibe, Schulz, Usiminas, Vale Fertilizantes, Anglo American, Vetorial Siderúrgica, Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) e Klabin são alguns dos clientes da empresa.

Sistema inteligente de raspadores

A Martin Engineering forneceu seu sistema inteligente de raspadores para uma mineradora de grande porte com atividades no Maranhão, visando reduzir custos com consumo de lâminas e também desgaste nas correias transportadoras por atrito dos componentes de limpeza.

A tecnologia consiste na automação dos tensionadores pneumáticos dos raspadores. Isso pode ser feito por meio de um painel, que receberá sinais de “correia operando com carga” ou “correia operando em vazio” e transformará tais sinais em ações para ativar ou desativar os raspadores automaticamente.

Quando o transportador estiver operando sem carga, o sistema inteligente irá desativar os raspadores automaticamente, e quando o transportador estiver operando com carga, ocorrerá o contrário, os raspadores serão ativados automaticamente. O sistema funciona por meio de um sinal emitido pelo sensor de presença enviado para a central do sistema pneumático localizado dentro do painel.

Antes da instalação do novo sistema, a mineradora tinha um alto consumo de lâminas e sofria com desgastes prematuros nas correias transportadoras. A vida útil das lâminas era de aproximadamente cinco meses e os custos ultrapassavam de R$ 3 milhões anuais, sem contar os possíveis custos com acidentes de trabalho.

Com a implementação deste projeto, a mineradora obteve benefícios com o aumento da produtividade da inspeção e manutenção de raspadores; aumento de vida útil da correia transportadora e das lâminas raspadoras; redução da exposição dos empregados a riscos para a saúde e segurança na área operacional.

Fonte: Revista Minérios & Minerales