Case de Sucesso
Automação dos fornos de têmpera e revenimento

Desafio

Os fornos de vigas caminhantes são utilizados nos processos de têmpera e revenimento de tubos de aço sem costura. Após a têmpera, o revenimento promove um novo aquecimento controlado do material para reduzir tensões internas, ajustar sua dureza e resistência e reorganizar sua estrutura cristalina, tornando o aço mais tenaz e menos suscetível a fraturas.

O desafio consistia em controlar com precisão o aquecimento dos fornos, coordenando queimadores de alta velocidade e queimadores sem chama, além de garantir uma partida segura e monitorada do sistema.

Também era necessário distribuir adequadamente a temperatura ao longo das diferentes etapas do processo térmico e integrar os valores de referência ao sistema de Nível 2 (QTS), responsável pela definição dos setpoints conforme as características do material e as necessidades de produção.

Solução

A Simatec desenvolveu uma solução de automação e controle para os fornos de vigas caminhantes, estruturando o processo térmico em quatro zonas:

Pré-aquecimento;
Aquecimento;
Equalização Superior;
Equalização Inferior.

Cada queimador foi integrado a uma unidade de controle PFU 760, responsável pelo comando, monitoramento e supervisão de sua operação. O sistema permite selecionar quatro modos de funcionamento cíclico, adequando a atuação dos queimadores à demanda energética do processo.

Os setpoints das zonas de aquecimento são definidos pelo sistema de Nível 2 (QTS) e enviados ao sistema de controle, permitindo ajustar as condições térmicas às especificações de cada material processado.

Para garantir uma partida segura e confiável, foi implementada uma sequência automática e monitorada, contemplando:

Fechamento da válvula de ar de combustão;
Partida do ventilador de ar de combustão;
Partida do exaustor;
Teste de estanqueidade e purga;
Abertura da válvula de segurança do gás;
Partida das unidades de controle dos queimadores PFU;
Liberação das zonas conforme as condições de temperatura;
Liberação dos queimadores sem chama.

A solução também contemplou interfaces para visualização da tela principal dos fornos, temperaturas das zonas, estados dos queimadores, setpoints recebidos do QTS, sequência de partida e movimentos dos fornos de vigas caminhantes.

Tecnologias Utilizadas

Unidades de controle de queimadores PFU 760;
Queimadores de alta velocidade;
Queimadores sem chama;
Controle de temperatura dividido por zonas;
Quatro modos de funcionamento cíclico;
Integração com o sistema de Nível 2 QTS;
Sequência automática de partida;
Teste de estanqueidade e purga;
Controle da ignição dos queimadores;
Monitoramento das válvulas, ventiladores e exaustores;
Interfaces de operação e supervisão do processo térmico;
Controle dos movimentos dos fornos de vigas caminhantes.

Resultados

A solução proporcionou um controle integrado do processo de aquecimento dos fornos de têmpera e revenimento, reunindo gerenciamento dos queimadores, controle de temperatura por zonas, sequência segura de partida e integração com o sistema de Nível 2.

O uso das unidadesPFU 760permitiu controlar e supervisionar individualmente os queimadores, ampliando a capacidade de acompanhamento da operação e garantindo que as etapas de estanqueidade, purga e ignição fossem cumpridas antes da liberação do aquecimento.

A divisão dos fornos em zonas possibilitou adequar cada etapa do processo às condições térmicas necessárias, enquanto a integração com oQTSpermitiu aplicar automaticamente os setpoints definidos para cada material e condição de produção.

As telas de operação concentraram as principais informações do processo, incluindo temperaturas, estados dos queimadores, sequência de partida e movimentos dos fornos, oferecendo maior clareza para operação e diagnóstico.

Com essa entrega, a Simatec demonstrou sua capacidade de integrar controle de combustão, automação de segurança, supervisão e sistemas de produção em uma solução aplicada a um processo siderúrgico crítico.

A Vallourec passou a contar com uma arquitetura estruturada para garantir maior estabilidade térmica, segurança na partida e confiabilidade na operação dos fornos.