O que este setor precisa medir
Uma usina siderúrgica é organizada em torno de temperatura e movimento. O metal é derretido, vazado, laminado e acabado, e em cada etapa as medições que mais importam são quanto ele está quente e quanto dele está passando. Quase todo o resto da instrumentação decorre dessas duas, e o ambiente que criam - calor radiante, carepa, pó, água e vibração intensa - é o que torna a especificação para uma usina siderúrgica diferente da especificação para a metalmecânica em geral.
O segundo traço distintivo é que o produto também é inspecionado, e não apenas medido. Verificação dimensional, verificação de dureza, medição de espessura de revestimento e ensaios não destrutivos em soldas e peças fundidas são rotina no fim do processo, e sua compra se faz em função de normas nomeadas, e não de preferência. Um laminador que mede temperatura muito bem e não consegue demonstrar a bitola da tira resolveu apenas metade do seu problema.
O acesso para manutenção define o resto. Instrumentos na casa de fusão e na mesa de saída ficam expostos a condições que destruiriam uma instalação padrão, e a possibilidade de trocar um sensor sem uma parada longa vale o custo. É por isso que transmissores de montagem remota, medição de temperatura sem contato e componentes de desgaste substituíveis aparecem com tanta consistência neste setor: a instalação é projetada para que o instrumento possa ser mantido enquanto a planta continua rodando.
Onde os instrumentos se encaixam
Produção de ferro e de aço
Alto-forno, conversores a oxigênio e fornos elétricos a arco. Temperatura, análise de gases, vazão e pressão são medidas em um ambiente de calor radiante, pó e manuseio de metal líquido, e os instrumentos frequentemente são montados remotamente por proteção.
Fundição
Fundição contínua e em lingote. Temperatura do metal e do molde, vazão de água de resfriamento secundário e nível na panela de repartição e no molde são as tarefas recorrentes, e a velocidade de fundição as acopla.
Laminação e conformação
Laminação a quente e a frio e as linhas de conformação que vêm depois. Temperatura, bitola, velocidade e tensão dominam, e a medição da própria tira normalmente é sem contato.
Acabamento, ensaios e expedição
Decapagem, revestimento, refilagem, corte e inspeção. Verificação dimensional, espessura de revestimento, dureza e ensaios não destrutivos acontecem aqui, e os registros que produzem acompanham o produto.
Instrumentação usada neste setor
| Medição | O que é medido neste setor | Instrumentos comumente especificados |
| Temperatura | Metal líquido, atmosfera do forno, material em laminação, água de resfriamento e a superfície acabada | Medição por infravermelho e pirômetro sem contato para as tarefas quentes e em movimento, termopares para serviço em forno e gás, e RTD onde se quer uma leitura estável de água ou de processo |
| Vazão | Água de resfriamento, resfriamento secundário, sistemas hidráulicos, gases e vapor | Medidores eletromagnéticos e por ultrassom para os circuitos de água, instalações por vórtice ou por pressão diferencial para gases e vapor, e medidores escolhidos pela confiabilidade onde uma falha de resfriamento tem consequências |
| Pressão | Pressão de forno e de gases, sistemas hidráulicos e pneumáticos e diferencial nos filtros | Transmissores montados remotamente em linhas de impulso para manter a eletrônica fora do calor, com as linhas dispostas de modo que não entupam nem congelem |
| Nível | Nível no forno e na panela, tratamento de água, poços de acumulação e reservatórios hidráulicos | Medição sem contato onde o meio é fundido ou muito quente, transmissores hidrostáticos onde o vaso é simples, e chaves para proteção contra nível alto |
| Análise de gases | Atmosfera do forno, controle de combustão e monitoramento de segurança para monóxido de carbono e gás combustível | Analisadores de processo e detectores fixos instalados onde a amostra é representativa e o analisador pode ser mantido, com condicionamento de amostra compatível com o pó e a temperatura |
| Medição dimensional e ensaio de materiais | Bitola e perfil da tira, espessura de revestimento, dureza e integridade da solda | Medição de bitola sem contato na linha, e equipamentos de ensaio de dureza, de espessura de revestimento e de ensaios não destrutivos na ponta de acabamento e expedição |
A montagem remota e as peças de desgaste substituíveis são frequentemente a diferença entre uma instalação que sobrevive à casa de fusão e outra que precisa ser refeita em toda parada.
Como especificar uma usina siderúrgica
- A temperatura ambiente no ponto de instalação, e não a temperatura do processo, porque o invólucro da eletrônica costuma falhar primeiro, e a montagem remota em uma linha de impulso resolve mais desses problemas do que um invólucro com classificação mais alta.
- Medição sem contato onde o produto está quente ou em movimento. A medição por infravermelho e por pirômetro evita o contato com a tira ou o tarugo, e a emissividade da superfície, junto com a carepa ou a água sobre ela, pertence ao requisito.
- Circuitos de água de resfriamento como sistemas de proteção. Uma medição de vazão ou temperatura ali protege equipamentos que valem muito mais do que o instrumento, então a confiabilidade e uma indicação clara de falha importam mais do que a precisão.
- Carepa, pó e água sobre a superfície medida, já que alteram tanto as leituras ópticas quanto as de contato e são condição normal em um laminador, e não exceção.
- Se a medição é para controle ou para o registro de qualidade, porque as medições de aceitação trazem requisitos de calibração e de documentação que as leituras de controle não trazem.
- A obrigação de inspeção sobre o produto acabado, incluindo a norma que os ensaios dimensionais e de materiais têm de atender e a forma do registro que acompanha o produto.
- Acesso para manutenção, porque um sensor que exige uma parada longa para ser trocado não será trocado no cronograma, e a medição vai derivar ou falhar sem que ninguém perceba entre as paradas.
- Vibração e impacto no ponto de medição, o que decide entre uma instalação permanente e um instrumento portátil e influencia como o sensor é montado.
Normas e aprovações que podem se aplicar
- Normas de material e de produto aplicadas ao aço acabado, que regem os requisitos de inspeção e ensaio, e não os instrumentos em si.
- Normas de aceitação para ensaios não destrutivos em soldas, peças fundidas e componentes em serviço, onde a norma nomeia o método e o nível de aceitação.
- Obrigações de monitoramento de gases e emissões para fornos e instalações de combustão, onde um valor medido é reportado a uma autoridade.
- Normas de máquinas e elétricas aplicadas pela planta a equipamentos rotativos pesados e de alta tensão.
- Descrevemos o que uma instalação pode ter de atender. Não afirmamos que uma aprovação seja detida por um produto, salvo quando o certificado nos foi fornecido; quando não foi, a página do produto diz isso.
Aplicações neste setor