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Estudo de Viabilidade para Implantação de uma Fundição de Ferro Fundido e Aço
Elvis Euzébio Cascaes
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Este trabalho baseia-se nos estudos de implantação de uma fundição de pequeno/médio porte,
abrangendo todas as etapas para execução do projeto, dentre elas destacam-se: definição do processo
produtivo, definição e aprovação do layout, aprovação das propostas técnicas, compra efetiva dos
equipamentos, realização da obra civil, montagem dos equipamentos e start-up da fabrica. Acredita-se
que a eficácia de uma nova planta, sem dúvida, inicia-se no projeto, onde particularidades podem ser
previamente estudadas e dessa forma prever e evitar situações indesejáveis além de aperfeiçoar o
processo, reduzindo custos e principalmente modernizando para um processo favorável, uma produção
mais limpa, reduzindo os impactos ambientais. Para essa analise, foi aproveitado o estudo e
implantação de uma unidade fabril com capacidade para uma produção de 180 toneladas/mês, com
produção de aço fundido baixo e médio carbono, aços ligados, aços manganês, além de toda linha de
ferros fundidos grafíticos, destacando seus respectivos tratamentos térmicos que são: Alívio de tensões,
recozimento, normalização, tempera e revenimento.
Palavras Chaves: Fundição e Metalurgia, Mecanização Otimizada, Aço Fundido e Ferro Fundido.
1 INTRODUÇÃO
O mercado da indústria de fundição vem tendo destaque em seu crescimento no âmbito nacional
e demonstra grande expectativa. Entidades relacionadas ao setor – Associação Brasileira de Fundição
vêm trabalhando energeticamente junto ao governo no intuito de inibir as importações que crescem
consideravelmente e na maioria dos casos apresentam baixos custos. Podendo ainda citar outro grande
obstáculo à dificuldade de se compor o preço de venda diante do dólar caindo diariamente, onde os
critérios não são os mesmos entre o mercado interno e externo.
As empresas têm que ser competitivas no âmbito internacional, sem, contudo, deixar de serem
lucrativas, pois lucratividade está diretamente ligada a investimento, pesquisa e tecnologia, o que
permite manter a competitividade e então termos um ciclo virtuoso.
Mediante isso, as empresas consumidoras de fundidos estão em busca de soluções para minimizar
os custos de compra e exigindo cada vez mais produtos com melhores qualidades, seja ela dimensional
ou de propriedades mecânicas. Uma das soluções encontradas é a montagem de unidades própria de
fabricação onde através do amplo conhecimento de suas peças, podem fabricá-las de acordo com as
suas exigências.
Empreendimentos de médio ou grande porte, como costumam serem os projetos de implantação
ou expansão de parques fabris, somente podem ser levados a bom termo através de um planejamento
formal, que compreende normalmente cinco fases: estudo de viabilidade técnica, econômica e
financeira; projetos de engenharia, básico e detalhado; suprimentos; construção e montagem.
Muitas vezes essas fases podem se sobrepor, deve-se então ter cautela para que a sequência seja a
mais próxima possível, uma vez que a não ocorrência poderá trazer sérios danos ao projeto. A
1Sociedade Educacional de Santa Catarina - SOCIESC - e-mail: [email protected]
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montagem por sua vez, requer um planejamento específico próprio, para que os trabalhos possam ser
executados de forma organizada, dentro do prazo, orçamento e padrão de qualidade prefixada
(FERNANDES, 2005).
Para iniciar a construção de uma nova fundição ou reestruturar e/ou ampliar uma planta já
existente é necessária à elaboração de um projeto, a fim de que os resultados desejados sejam
alcançados com a maior otimização possível dos recursos (SILVA, 2004). Os projetos desenvolvidos e
descritos neste trabalho serviram para estudar os benefícios do planejamento estratégico antes de
efetivamente iniciar as obras de instalação de uma fundição.
1.1 Planejamentos, Execução e Controle
Planejamento: Inicia-se bem antes da implantação da obra e prossegue durante todo o tempo de
execução desta. Elaborado com base em previsões, tem como finalidade básica a tomada de decisões e
estabelecer referencias para as fases de programação e de controle.
Programação: Uma vez estudados seus aspectos globais, o planejamento deverá ser desenvolvido
em nível operacional para possibilitar a execução das tarefas em datas pré-fixadas, dentro de períodos
de tempo bem determinados.
Controle: O planejamento e a programação, por sua vez, irão fornecer os elementos
indispensáveis à atividade de controle, com o objetivo de detectar desvios que poderão ocorrer na fase
de execução, motivando revisões. O controle deverá ser contínuo de modo a antecipar-se aos maus
resultados, permitindo que a gerência da obra seja informada a tempo de tomar providências. Além
disso, deverá ser tão simples a barato quanto possível.
O controle de recursos físicos, especialmente de materiais, costuma abranger inúmeros itens. É
necessário, então, concentrá-lo sobre os itens relativamente mais importantes, seja em função de sua
grande quantidade, ou de seu menor custo unitário. Para que diversos controles. Para que diversos
controles possam ser bem avaliados e atingir seus objetivos, é indispensável que se faça um minucioso
registro de todas as informações relativas à obra, especialmente das pendências e ocorrências que
podem ocasionar atraso no cronograma, queda de produtividade e acréscimo de serviços, tais como:
alterações no projeto; atraso no fornecimento de dados do projeto (materiais e equipamentos);
paralisações, greve, interferências com a operação e atrasos na liberação de áreas de trabalho e
alterações climáticas inesperadas, desconforto nos locais de trabalho; entre outros.
Entre os documentos destinados a este registro, citamos, em primeiro lugar, os Diários da Obra,
Livro de Anotações, Atas de Reunião de Serviço e Atas de Reunião de Segurança, que devem ser
sempre assinados, aprovados ou contestados por elementos categorizados da contratante, da contratada
e de outros interessados, para que tenham valor decisivo na avaliação de responsabilidades. Além
desses documentos deverão ser preparados registros internos da montadora, entre os quais Relatórios
Mensais de Obra, Atas de Reunião Interna, incluindo informações coletadas em cada período, tais
como: Atualização do cronograma; Produção mensal e acumulada, produtividade, custos, qualidade e
segurança; Providências para sanar eventuais deficiências.
Somente o correto registro destas informações poderá viabilizar as reivindicações que costumam
ocorrer no desenvolvimento de qualquer obra. (FERNANDES; 2005).
Segundo Silva (2004) o desenvolvimento de um projeto apresenta seis fases distintas: Fase de
definição; Fase estratégica; Fase de planejamento operacional; Fase de execução; Fase de controle;
Fase de finalização, que é apresentado a seguir.
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Fase de definição: Nessa etapa uma necessidade é identificada, ou seja, aqui se defini o objetivo do
projeto.
Fase estratégica: Selecionam-se as melhores formas de condução do projeto.
Fase de planejamento operacional: Detalhamento de tudo que será realizado, incluindo cronograma,
recursos que serão alocados e análise de custo. Para realizar o planejamento operacional é necessário:
confirmação do planejamento da produção; produção prevendo ampliação futura e produção por
produto.
Com base nos dados citados, será selecionada a linha de moldagem mais adequada, e decidido o
tamanho das caixas e a velocidade da linha. Com base no tamanho das e velocidade da linha de
moldagem, serão calculadas as quantidades de areia, metal, dentre outras.
No caso em que o planejamento requerer equipamentos será necessário definir as especificações
básicas do equipamento. Uma linha de alta produtividade será inútil se a demanda de peças for
insuficiente para o equipamento. Portanto, o mais importante aqui será um estudo correto de demanda
para os equipamentos. (FACHINI; 2006).
Após a confirmação do planejamento da produção, será possível listar os recursos necessários
para a implementação das mudanças, dentre eles podemos destacar: terreno; edifício e fundações;
utilidades de abastecimento; pontes rolantes e outros; máquinas e equipamentos; modelos e caixa de
macho; peças sobressalentes; custos de engenharia; custos de operação; custos de manutenção; custos
de consultoria; custos de pré-operação; custos de treinamentos.
Avaliar as condições para construção e instalação da fábrica: observar se a área é industrial ou
residencial; avaliar as condições de transporte da região; situação do terreno; facilidade para eliminar
resíduos industriais. Regulamentação de poluição ambiental (poeira, vibração, ruído, água, dentre
outros); segurança dos colaboradores; meios de comunicação. Verificar consumo de energia e
utilidades, equipamentos para o fornecimento de energia elétrica, capacidade para receber os
equipamentos, fase correta para os equipamentos, fonte de energia de emergência. Avaliar
equipamentos para o fornecimento de água: capacidade de recebimento de água; água para uso
industrial (água subterrânea, tanques, análise da qualidade da água). Equipamentos para o fornecimento
de ar comprimido: tipo de compressor; secador de ar; dimensionamento da rede de distribuição de ar.
Condições de abastecimento de combustível: rede de abastecimento de gás natural; coque; GLP.
Confirmação dos dados do edifício: situação do edifício: novo prédio (confirmação do desenho do
prédio e da fundação); prédio adicional; reestruturação do prédio; medidas do edifício; Layout dos
fluxos: entradas e saídas; saídas de emergências.
Circulação de segurança: caminho para as pessoas; caminho para transporte de materiais e produtos.
Com base no que foi visto acima, elabora-se o layout da fábrica.
Fase de Execução: tudo aquilo que foi planejado é materializado.
Fase de Controle: Acompanha-se e controla-se aquilo que está sendo realizado. Compara-se o
realizado com o planejado.
Nessa fase serão realizados testes operacionais para evitar problemas no momento do start-up.
Fase de Finalização: Avaliam-se os resultados.
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2 DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL
Para a realização deste trabalho, foi avaliado o estudo de viabilidade para instalação completa de
uma fundição de aço e ferro fundido bem como a definição do layout da fábrica, o estudo e definição
da capacidade produtiva da fábrica, estudo e definição de capacidade produtiva dos equipamentos de
moldagem, macharia, fusão e acabamento, estudo dos equipamentos para analise química e
metalográfica, estudo e definição das propostas técnicas dos equipamentos.
3 RESULTADOS OBTIDOS E DISCUSSÕES
3.1 Definições do projeto
Nessa fase o objetivo foi a realização de um novo empreendimento para a companhia, uma
unidade produtiva de fundidos.
3.2 Planejamentos Organizacionais
Determinação das responsabilidades técnicas e administrativas do projeto, fase de definição
orientativa dos processos, detalhamento dos sistemas de produção, alavancando suas principais
vantagens e desvantagens observando as características técnicas dos produtos a serem produzidos, bem
como a qualidade final exigida.
3.3 Planejamento operacional
Para melhor visualização dos prazos da obra, o cronograma demonstrado na Tabela 1 foi
elaborado conforme as necessidades da diretoria e os tempos estimados pelos fabricantes dos
equipamentos.
Tabela 1: Cronograma da Obra
Fonte: O autor
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As definições das capacidades produtivas foram: 120 toneladas/mês para produção nominal; 180
ton./mês para produção máxima; 2 turnos de trabalho para produção nominal e 3 turnos de turnos de
trabalho para produção máxima. Ficou acordado que se deseja produzir somente essa quantidade, e que
a divisão de produção por produto ficaria em 70% de aço fundido e 30% de ferro fundidos cinzentos e
nodulares.
Após essas definições, foram calculadas e dimensionadas as capacidades produtivas dos
principais equipamentos das linhas de moldagem, macharia, fornos de fusão e recuperação de areia,
dentre elas podemos destacar:
Misturador contínuo: dimensionado sua capacidade através do volume de área por hora que se
quer obter e a quantidade de metal derretida por dia, Tabela 2.
Tabela 2: Dimensionamento do Misturados Contínuo
Misturador Contínuo
Dados:
Peso médio das peças 200 kg
Rendimento Metalúrgico 55%
Relação areia/metal 03:01
Vida de Banca 2 minutos
Capacidade produtiva: 15 ton./hora
Fonte: O autor
Fornos de fusão: dimensionado com o objetivo de suprir a demanda de ferro líquido diária
observando o horário de ponta estipulado pela concessionária de energia elétrica, Tabela 3.
Tabela 3: Dimensionamento do Forno de Indução
Forno de Indução
QM – Quantidade de metal fundido / hora 1000 kg
PE – Produção estimada (Kg/mês) 180000 kg
DT – Dias trabalhados no mês (dias) 22 dias
HT – Horas trabalhadas por turno (Horas) 8,8 horas
NT – Número de turnos de trabalho. 2 turnos
fc – Fator de correção da produtividade. 75%
Conversor de 600 Kwatts e 2 cadinhos de 1000 kg/cada.
Fonte: O autor
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Recuperador de areia: projetado e dimensionado para recuperar uma quantidade de 5
toneladas/hora de areia, composto com eletroímã, calhas vibratórias, ciclone, válvulas rotativas e
separador de finos, Tabela 4.
Tabela 4: Dimensionamento do Recuperador de Areia
Recuperador de Areia
Produção de peça 65000 kg
Rendimento Metalúrgico 55%
Relação areia/metal 03:01
DT – Dias trabalhados no mês (dias) 22 dias
HT – Horas trabalhadas por turno (Horas) 8,8 horas
fc – Fator de correção da produtividade. 75%
Capacidade: 5 toneladas/hora.
Fonte: O autor
Forno de tratamento térmico atende à demanda para tratar termicamente todas as peças que
requerem tal requisito, com uma capacidade de carga de 2000 kg/fornada, e condições de realizar
tratamentos de recozimento, têmpera, revenimento, normalização e alívio de tensão.
Já para a fábrica serão adquiridas todas as máquinas e equipamentos necessários para o perfeito
andamento da produção, inclusive instrumentos para laboratório tipo microscópio, durômetro e
espectrômetro. Abaixo se apresentam os valores dos principais equipamentos, destacando na Tabela 5 –
Setor de Moldagem, Tabela 6 – Setor de recebimento de areia nova e desmoldagem, Tabela 7 – Setor
de Fusão, Tabela 8 – Setor de acabamento e Tabela 9 – Laboratório e valor total do investimento.
Tabela 5 – Investimentos em máquinas e equipamentos
Fonte: O autor
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Tabela 6 – Setor de recebimento de areia nova e desmoldagem
Fonte: O autor
Tabela 7 – Setor de fusão
Fonte: O autor
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Tabela 8 – Setor de acabamento
Fonte: O autor
Tabela 9 – Laboratório e valor total do investimento
Fonte: O autor
Conforme se pode notar acima o investimento necessário em máquinas e equipamentos para a
abertura da fundição está alçado num montante de R$ 1.960.850,00. Destes valores o mais relevante é o
setor de fusão, seguido do setor de moldagem de areia.
Após definido as capacidades produtivas de todos os equipamentos, e avaliado o investimento,
foi elaborado o layout da fábrica, Figura 2.
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Figura 2: Layout da fábrica.
Fonte: O autor
Depois de elaborado o layout, foram definido as propostas técnicas junto aos fornecedores de
equipamentos, aquisição dos equipamentos, realizado as obras civis, montagem dos equipamentos e
iniciado as operações.
3.4 - Fase de execução
Iniciado a realização das obras civis e fabricação dos equipamentos em seus respectivos
fornecedores conforme mostra a figura 1, a obra civil foi acompanhada por profissionais qualificados
que anteriormente dimensionaram e projetaram toda estrutura de sustentação dos equipamentos, bem
como estrutural do prédio.
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Figura 3: Obra Civil
Fonte: O autor
3.5 – Fase de controle
A montagem dos equipamentos exigiu acompanhamento diário conforme Figura 4, dos
responsáveis pela obra, uma equipe técnica qualificada que assegurasse a perfeita montagem dos
mesmos, sendo essa executada dentro dos prazos pré-estabelecidos segundo o cronograma da obra.
Figura 4: Montagem dos equipamentos
Fonte: O autor
3.6 – Fase de finalização
Após a montagem completa dos equipamentos conforme Figura 6, foram iniciadas as operações e
realizado as primeiras moldagens e fusões, contado com auxilio dos profissionais das empresas que
fabricaram o equipamento propriamente dito, devido suas amplas experiências sobre os mesmos.
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Figura 6 – Fábrica montada
Fonte: O autor
Figura 6 – Fábrica montada
Fonte: O autor
4 CONCLUSÕES
O setor de fundição no Brasil tem significativa representatividade na economia nacional,
faturando atualmente mais de US$ 6 bilhões (seis bilhões de dólares) ao ano. As empresas pequenas e
médias são responsáveis por 95% (noventa e cinco por cento) deste faturamento.
Na busca de dados para a elaboração deste estudo de viabilidade de implantação de uma fundição
de ferro fundido e aço, pode-se constatar que as fundições atualmente passam pela necessidade de
investimento em tecnologia e que uma empresa entrante no mercado tem grande chance de obter
sucesso se focar uma produção enxuta e de qualidade, otimização de processos, oferecendo produtos e
serviços que os concorrentes atuais deixam de oferecer ou oferecem com deficiência.
Assim, neste artigo, procurou-se transmitir de forma clara e objetiva o planejamento de
desenvolvimento do projeto, o plano organizacional, planejamento operacional, fase de execução, fase
de controle e fase de finalização, onde reunidas estas informações, os empreendedores poderão tê-las
como base para tomar decisões seguras no decorrer do empreendimento.
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O estudo apresenta cálculos de capacidade produtiva e custos bem precisos que a produção da
fábrica exigirá dos gerentes além de muito profissionalismo, alto conhecimento técnico e de processos
para retirar dos equipamentos sua máxima eficiência, fazendo com que o investimento seja atrativo e os
lucros do empreendimento sejam compensadores.
REFERÊNCIAS
1 SILVA, A.P. Mecanização do sistema de produção. Itaúna, Perfil, 2004.
2. FERNANDES, P. S. T. Montagens industriais: planejamento, execução e controle. São Paulo,
Artiber, 2005.
3. ROMANUS, A. Moldagem em areia verde: manuais de defeitos e soluções. São Paulo, ABIFA
–.
Associação Brasileira de Fundição, 2005.
4. ALVES, J.L. Instrumentação, controle e automação de processos. São Paulo, LTC, 2003.
5. BELLEI, I.H. Edifícios industriais em aço. 4. ed. São Paulo, Pini, 2003.
6. FACHINI, F.L. Estudo de viabilidade para instalação de uma fundição de aço e ferro fundido.
Joinville, SOCIESC, 2006.