Alinhamento em condições difíceis

Na última década, uma inovadora linha de rolamentos da Timken fez sucesso no setor siderúrgico global por sua capacidade de reduzir o custo das operação em linhas de lingotamento contínuo. Ao combinar a capacidade de autoalinhamento de um rolamento autocompensador de rolos com a liberdade axial de um rolamento de rolos cilíndricos, o Timken ADAPT comprovou sua capacidade de durar até três vezes mais do que outras marcas líderes.

Com esse sucesso, o ADAPT está chamando a atenção de outro setor industrial: o de produção de papel. Conversamos com dois especialistas da Timken sobre como o ADAPT está ajudando clientes a superar condições semelhantes em dois setores muito diferentes.

O que linhas de lingotamento de aço e rolos secadores de papel têm em comum? Cada vez mais, usam rolamentos ADAPT da Timken.

P: Como o setor de aço está usando os rolamentos ADAPT?


Roth: O ADAPT é usado em linhas de lingotamento contínuo, a parte da fábrica em que o aço líquido é transformado em placas de aço sólido. Uma fábrica grande, de um cliente na Bélgica, tem duas linhas de lingotamento, cada uma usa centenas de rolamentos em operação contínua, 24 horas por dia, 7 dias por semana.

Esses rolamentos passam por condições térmicas extremas e isso faz os eixos nos quais estão girando se expandirem e contraírem. São equipamentos que também estão sujeitos a altas cargas em baixas velocidades de rotação, o que pode desgastar os rolamentos.

Conforme o aço líquido desce pela lingotadora e solidifica-se, é pulverizado com água para resfriá-lo. Todo esse equipamento está em contato constante com água, vapor e incrustações, o que torna a corrosão outro problema comum.

Depois de resfriadas, as placas laminadas passam por um laminador, onde que se transformam em chapas de aço extremamente finas para uso na fabricação de automóveis ou outros fins.

P: Quais desafios foram superados pelo setor de aço com a ajuda dos rolamentos ADAPT?

Fierro: Ocorre uma quantidade significativa de desalinhamento em operações de lingotamento por causa do peso do aço e das condições térmicas, portanto, temos uma grande quantidade de movimento axial e radial. Para solucionar isso, um rolamento em posição fixa é combinado com um rolamento flutuante que fica no lado oposto do eixo. Isso permite movimentação conforme as mudanças nas condições.

Antes do ADAPT, alguns clientes usavam um rolamento toroidal de terceiros. Às vezes, encontravam falhas prematuras nesses rolamentos devido a desgaste ou adesão do anel interno ao eixo, além de corrosão ou outras condições. Quando o rolamento flutuante é inibido, surgem carga transversal e danos prematuros no rolamento.

Uma montagem defeituosa também pode causar danos prematuros. Com a solução toroidal, o cliente precisava calcular, durante a montagem, quanto imaginava que o rolamento e o eixo se moveriam conforme as condições térmicas mudassem durante a operação. Quando esses cálculos não eram feitos corretamente, o rolamento ficava torto.

P: Os clientes estavam sofrendo com longos tempos de parada por causa de falhas de rolamentos?

Roth: Eles criaram soluções alternativas, sempre mantendo segmentos de lingotamento sobressalentes disponíveis, prontos para instalação. Demorava cerca de meia hora para retirar um segmento e colocar um novo, portanto, a produção não parava completamente, mas isso gerava custos de produção para desmontar, substituir e revisar esses segmentos.

P: Como o Timken ADAPT resolveu esses problemas?

Fierro: O ADAPT combina um rolamento autocompensador de rolos no anel externo com um rolamento de rolos cilíndricos no anel interno, de modo que pode lidar com o desalinhamento e também com o deslocamento axial.

Ao mesmo tempo, nosso rolamento oferece instalação muito mais simples, sem a necessidade de cálculos iniciais de expansão do eixo. Para lidar com o deslocamento axial, usamos um anel interno cilíndrico com recursos de projeto interno que mantêm um contato de três pontos no elemento rolante. Esse projeto atenua a inclinação e ajuda a evitar deslizamentos ou manchas.

Além disso, os rolamentos ADAPT se encaixam no mancal existente. Em geral, o cliente não precisa substituir nem trocar as linhas de lubrificação para acomodar o ADAPT e isso torna a instalação ainda mais fácil.

P: Quais são os benefícios gerais que o setor do aço obteve ao migrar para o ADAPT?

Roth: Em primeiro lugar, a vida útil do rolamento se estende muito. Um cliente afirmou que os rolamentos toroidais anteriores normalmente falhavam depois de produzir cerca de 700 000 toneladas de aço.

Começamos a instalar rolamentos ADAPT para lingotamento contínuo em 2017 e, em 2019, cada uma dessas linhas acumulava mais de 2,5 milhões de toneladas de aço produzido. Portanto, já multiplicamos a vida útil do rolamento por três em certos casos. Nossa meta é chegar a 4,5 milhões de toneladas para um único sistema de rolamento em produção e acreditamos que provavelmente conseguiremos isso.

Nossos clientes também estão satisfeitos com o fato de o rolamento ser muito fácil de instalar. Não há necessidade de modificações no equipamento. Basta remover o rolamento toroidal existente e instalar o da Timken. Nosso anel interno também pode ser removido do rolamento, o que torna a montagem ainda mais fácil.

P: Quais são as implicações da linha de rolamentos ADAPT para o segmento de papel?

Roth: Na produção de papel, também lidamos com rápidas mudanças de temperatura, especialmente durante a inicialização, e os rolamentos precisam se acomodar rapidamente a essas mudanças. É semelhante ao lingotamento de aço, no sentido de ter um rolamento no lado fixo e um rolamento adaptador no lado flutuante, lidando com cargas altas, variáveis e muita umidade.

Fierro: Após o sucesso no segmento de aço, os engenheiros de aplicação, projeto e serviço da Timken buscaram outros mercados que pudessem se beneficiar da tecnologia. Desenvolvemos uma linha ADAPT para o setor de papel e começamos a testá-la em campo. Nosso rolamento de teste para papel mais antigo está se aproximando de dois anos e funcionando excepcionalmente.

Testes internos e em campo confirmam que durante a operação, conforme todas as condições transitórias ocorrem, os rolamentos ADAPT operam com temperatura até 10% menor e com até 10% menos torque do que os da concorrência. Esses fatores têm uma correlação direta com o desempenho nas seções de secagem de papel.

Lançamos o ADAPT no mercado de papel com uma série de números de peças e tamanhos e tivemos êxitos recentes com dois grandes fabricantes de equipamentos originais na Europa, Brasil e China. Esperamos ver o Timken ADAPT superar a concorrência no mercado de papel, assim como aconteceu no setor de lingotamento de aço.

Descubra como os rolamentos ADAPT podem melhorar sua eficiência operacional

Published: 2021/05/24