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Aumento da performance e disponibilidade das retomadoras

Elaborado por: Tiago Eloi/Verônica Ap./Robson Rodr./Rafael Vinicius/Marcelo Ferreira

1. RESUMO

No ano de 2014 foram adquiridas duas retomadoras de pátio, cada máquina com taxa de projeto de 5.000 t/h(toneladas/hora) para alimentação do processo de classificação. No entanto já na etapa de comissionamento as máquinas apresentavam problemas crônicos e críticos. Uma das grandes falhas é que as retomadoras operavam com uma taxa máxima de produção de 3.680 t/h, devido a este problema era necessário a utilização de outros equipamentos auxiliares para que as metas de produção não fossem comprometidas devido a baixa alimentação da usina. Estas operações aumentavam o consumo de energia elétrica e óleo diesel. Além da baixa performance, as retomadoras 202 e 203 apresentavam também baixa disponibilidade, que no final do ano de 2015 foram de 68,5% e 88,1% respectivamente. Nessas condições as retomadoras foram entregues para manutenção e operação.

Através de um forte trabalho em equipe entre engenharia, planejamento, manutenção e operação foi possível mudar completamente os indicadores das máquinas, alcançando-se os melhores resultados desde o início de operação, conforme mostrado abaixo:

Com a evolução nos indicadores eliminou-se a alimentação da classificação através de hoppers, o que reduziu o custo operacional e permitiu passar para uma nova etapa que foi a implementação da operação convencional das retomadoras sem operador na cabine.

Este trabalho eliminou um gargalo e aumentou a produção de forma sustentável.

2. OBJETIVO

Esse documento tem como objetivo informar as melhorias que possibilitaram o aumento da performance e disponibilidade das retomadoras de pátio, responsáveis pela alimentação da usina de classificação da mineração Casa de Pedra de Congonhas-MG.

3. EQUIPAMENTOS

Retomadoras 26-RT-202 e 26-RT-203.

4. DESENVOLVIMENTO

Após a entrega das retomadoras para as equipes de manutenção e operação foram necessárias a implantação de melhorias nas máquinas para alcance do valor da taxa nominal de produção e aumento da disponibilidade física. O modelo das retomadoras é de ponte, com capacidade de produção 5.000 t/h, a figura 1 mostra a retomadora na pilha.

Inicialmente foi realizado um teste de performance das retomadoras e identificado uma taxa de produção média de 3.685 t/h, deixando de produzir 1.315 t/h. Comparando se a outras retomadoras de pátio, algumas possuem a produção nominal de 1000 t/h, equivalente a essa perda. A figura 2 mostra o gráfico da taxa no período de amostragem.

No processo de retomada era necessário além das retomadoras a utilização de Hoppers para abastecimento da usina, o que aumentava o custo de produção. A figura 3 ilustra a pá carregadeiras e os hoppers

No processo de retomada era necessário além das retomadoras a utilização de Hoppers para abastecimento da usina, o que aumentava o custo de produção. A figura 3 ilustra a pá carregadeiras e os hoppers.

Para melhoria da performance das retomadoras foram ajustados os pontos abaixo:
· Automatização da máquina, permitindo o trabalho sem operador
· Controle de taxa automático, basta inserir o valor de produção desejado e a máquina produz
· Ajuste da translação da máquina em automático
· Ajuste da movimentação do carro da roda de caçambas (trolley)
· Ajuste dos limites de translação do trolley
· Ajuste dos ancinhos
· Padronização das pilhas
· Desenvolvimento de lógica para operacionaliza um e dois
Com a implementação das modificações descritas acima foi possível alcançar o valor nominal de produção das retomadoras, mostrados nas figuras 4 e 5

De forma simplificada o aumento de produção das retomadoras aconteceu conforme mostrado na figura 6.

Quando se aumenta a produção de equipamentos um grande desafio é garantir que a disponibilidade não seja reduzida, neste trabalho foram implementadas outras melhorias de elétrica, mecânica e automação que permitiram o aumento da performance com o aumento da disponibilidade.
· Quebra da roda buggie

Havia a quebra constante das rodas buggies, em dois anos foram trocadas 64 rodas buggies, cada roda possui um custo de R$ 12.000 somado a perda de produção do equipamento. Para controle deste modo de falha crônico foi realizado o controle de fornecedores, troca periódica preventiva e alteração do projeto do sistema de lubrificação, desta a forma a troca corretiva foi drasticamente reduzida e o custo com substituição de rodas buggies foi reduzido em 58%.

· Desgaste das facas das retomadoras

Em 24 meses foram trocadas 217 facas, com um tempo médio de funcionamento de 45 dias. Após testes e alteração dos fornecedores o tempo passou de 45 dias para 140 dias. A figura 8 mostra as facas.

· Quebra dos tirantes
Os tirantes responsáveis pela fixação do cabo de aço de movimentação do trolley (conjunto de dois rodas de caçambas) apresentava constante quebras, este modo de falha aconteceu oito vezes desde o início de operação das máquinas. Para eliminação deste problema foi elaborado um novo projeto e realizado o correto dimensionamento. A figura 9 mostra o tirante.

· Quebra da carcaça do redutor das rodas de caçambas
Houve a quebra da carcaça de três redutores das rodas de caçambas, foi realizado uma análise de falha e detectado problemas de manutenção. Foi então implementado as medidas de controle e a falha não voltou a acontecer. O custo de cada carcaça era de R$ 40.000 mais a perda de produção do equipamento, na figura 10 é mostrado o redutor.

· Controle de desalinhamento entre translação esquerda e direita
Foi identificado excesso de desalinhamentos nos modos de operação automático e manual. Foi desenvolvido um controlador automático proporcional integral para realizar controle de velocidade do lado fixo da máquina, revisada e adequada a lógica para controle de avanço e desalinhamento da máquina e eliminada a zona morta dos sensores de desalinhamento. A figura 11 mostra o sistema de controle de desalinhamento da retomadora e as respectivas translações esquerda e direita.

Com a implementação desta melhoria foi possível obter os seguintes resultados:
 Eliminação de paradas da máquina por desalinhamento;
 Redução no tempo de transferência de máquinas;
 Aumento da disponibilidade;
 Impedimento da operação da máquina desalinhada.
· Upgrade de CPU
Devido a baixa memória disponível para a realização de alterações no programa de CLP, era necessário realizar parada da máquina para implementar as modificações.

Foram atualizados Firmwares e substituída CPU do CLP do modelo 651-60 pela 652-60 e realizado Download Full do programa. A figura 12 mostra a nova CPU.

Com a implementação desta melhoria foi possível eliminar a necessidade de parada da máquina a cada modificação da lógica que fosse necessária;

· Operação da retomadora sem operador na cabine

Observando-se a dificuldade dos operadores para operar o circuito de Retomada em alguns momentos devido à falta de informações e/ou necessidade de troca constante de telas, foram inseridas as seguintes indicações e comandos na tela da Retomada: Controle de Pause via Sala de Controle para as Retomadoras, indicação de média de nível, somatório da taxa de saída de todas as linhas em funcionamento, número de linhas funcionando das Classificações e distância entre retomadoras, indicação e comando para o AC209A. Todos os alarmes e algumas operações das retomadoras também foram colocados na sala de controle central.

Com a implementação desta melhoria foi possível obter os seguintes resultados:

 Operação das retomadoras através de uma sala de controle central, não havendo a necessidade de um operador na cabine da retomadora durante todo o período de operação da retomadora.

· Criação de telas das retomadoras no PI-ProcessBook

Realizado o desenvolvimento e criação de telas para acompanhamento das informações das retomadoras 26-RT-202 e 26-RT-203 no PI-ProcessBook. As telas contemplam informações de corrente e velocidade dos inversores da translação, enrolador de cabos, roda de caçambas 01 e 02 e do trolley. Contempla também os dados de Setpoint de passo e taxa, balança virtual, alimentação da usina via 26-TC-23, posição da translação 01 e 02, identificação do pátio em que a máquina está retomando, informações do bero, sentido do trolley, distância entre as duas retomadoras, ângulo de alinhamento e estado dos transportadores 26-TC-21/26-TC-22, estado dos motores da translação e do enrolador de cabos e gráficos das informações principais nas últimas oito horas. A criação das telas permitiu o acompanhamento online das informações das retomadoras 26-RT-202 e 26-RT-203 via acesso PI-ProcessBook. A figura 13 mostra a tela do PIMS implementada.

Com a implementação desta melhoria foi possível ter histórico de todas as variáveis da máquina no PIMS (Plant Information Management System), permitindo a análise de falhas eficazes e estudos de processo assertivos.

Após a implementação de todas as melhorias descritas anteriormente foi possível elevar a disponibilidade das retomadoras, conforme mostrado na figura 14 e 15.

5. CONCLUSÃO
Através da implementação das melhorias descritas acima foi possível a elevação da performance das retomadoras com o aumento da disponibilidade de forma sustentável, alcançando-se a taxa nominal das máquinas com a melhor disponibilidade desde o start up. Este trabalho também gerou outros ganhos além do aumento de produção que foi a redução de custos de operação, consumo de recursos não renováveis e aumento da segurança pessoal dos empregados.

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Aumento de produtividade nas minas Jundu

A Mineração Jundu tem em sua operação 75 equipamentos móveis de mina entre caminhões, escavadeiras, pás carregadeiras, tratores de esteira, motoniveladoras, perfuratrizes, compressores, draga e caminhões de apoio.

Desde 2013 foi implantado um plano de substituição de equipamentos que prevê janelas de substituição programada.

Os equipamentos móveis estavam com vida útil avançada e apresentavam condições para operar. O plano foi fundamental para o aumento de produtividade e redução de custo pois os equipamentos pois estavam defasados tecnologicamente.

O plano considera indicadores como horas trabalhadas, custo de manutenção, inadequação ao serviço e obsolescência tecnológica. Esses indicadores sinalizam a entrada na janela de substituição. Quando equipamento entra na janela estes indicadores são avaliados e se ainda apresentarem boa performance operam mais um tempo. Mas no período onde termina a janela, o equipamento é trocado de qualquer forma.

Na substituição de equipamentos são feitas análises técnicas e financeiras onde são avaliados valor do investimento X custos de operação. Estas análises deram início a um aumento de capacidade da frota de carregamento e transporte de minério na Mineração Jundu.

A substituição dos equipamentos na janela de troca por aqueles de maior capacidade teve início em:

  • 2013 na Unidade de São Joao Del Rei MG,
  • 2015 na unidade de Bom Sucesso do Itararé,
  • 2016 e 2017 na unidade de Analândia
  • 2017 e 2018 na Unidade de Descalvado.

No trabalho na unidade de Analândia obtivemos uma redução de custo e aumento de produtividade mais expressivo da Jundu.

Aumento de produtividade na unidade de Analândia

A Unidade de Analândia tem 84 empregados e em 2016 foi produzido 1.220 Kton de areia de Vidro, Fundição, Frac, Filtro e Sílica Moída.

O minério para produção de areias industriais é proveniente de uma mina própria com lavra a céu aberto e por bancadas.

A lavra é feita por desmonte mecânico com escavadeiras. O transporte de minério de uma distância aproximada de 1,5km até a moega de alimentação da usina ou pátio de estoque é realizado por caminhões rodoviários.

Aumento de capacidade da frota na unidade de Analândia

A Mineração Jundu trabalha com o programa WCM – World Class Manucfacturing – que é um programa de gestão de classe mundial e tem pilares de Eficiência Industrial, Confiabilidade, Desenvolvimento de Pessoas, Segurança e Meio Ambiente. No programa são feitos projetos de Green Belt e Yellow Belt que duram aproximadamente 3 meses onde são utilizados roteiros de eficiência em grupo, re-layout e redução de quebras. Nestes projetos a equipe busca a melhor performance da operação, reduzir custos e aumentar segurança. O WCM é um programa que ajuda a quebrar paradigmas e obter metas desafiadoras.

Na unidade Analândia houve uma grande mudança na operação de mina. Além da mudança de porte dos equipamentos houve uma mudança de cultura. A Mina operava em função da alimentação da usina que tem 450t/h, ou seja, se limitava a esta capacidade, mesmo tendo equipamentos para 800t/h de produtividade.

Quando foi aumentado a capacidade da frota a equipe não estava acostumada a usar toda a capacidade dos equipamentos, pois a movimentação da mina estava limitada a capacidade de alimentação da usina. Através de projeto de Green Belt foi criado um estoque intermediário entre mina e usina que permitiu aumentar a produtividade. Foi criado o estoque e buscado a capacidade de produção dos equipamentos de transporte (caminhões) e escavação (escavadeira).

Para treinar a equipe tivemos 3 grandes desafios:

  • A operação dos caminhões Dolly de 80t na mina tem uma certa complexidade para dar marcha ré e precisa de boa pista para se locomover. Os motoristas levaram tempo para adquirirem habilidade na operação.
  • Na operação de uma escavadeira tivemos um grande apoio da Liebherr com treinamentos na fábrica e “on the job” para o melhor posicionamento da máquina e obter a melhor performance.
  • A supervisão em sempre focada em manter uma boa condição de pista e drenagem de mina.

Um time estar envolvido é fundamental para o sucesso desta operação.

Mudanças:

  • A produtividade da mina ficou desvinculada da usina com a criação de um estoque intermediário.
  • A operação de escavação de minério passou de uma escavadeira Komatsu PC350 de 35t para uma Liebherr R964 de 60t, aumentando de produtividade de 800t/h para 1100t/h.
  • A frota de transporte de minério passou de 04 caminhões de 26t em 03 turnos e para 03 caminhões de 40t equipados com Dolly semirreboque de 40t operando o conjunto de 80t e 02 caminhões de 26t em um turno no horário administrativo.

Esta troca por equipamentos de maior porte foi gradativa. Quando os equipamentos entravam na janela de substituição por fim de vida útil, já se adquiria um equipamento novo de maior porte. Este processo de aumento de capacidade deu início em 2015.

Em 2017 obtivemos o ganho mais expressivo de produtividade pois o conjunto de equipamentos de alta performance estava completo: 01 escavadeira R964 (1.100t/h) e 03 caminhões Dollys (350t/h cada).

A Mineração Jundu sempre busca o equipamento de maior capacidade sendo ele nacional pois tem apresentado uma boa relação custo benefício.

Resultados:

Com o aumento da capacidade da frota e os trabalhos de WCM os resultados foram os seguintes:

  1. Redução de turnos de trabalho: A operação em Analândia passou de segunda a sábado em 3 turnos para segunda a sexta no turno administrativo.
  2. Redução do quadro de pessoal da mina.
  3. Aumento da Produtividade da MINA.

Conclusão:

Para se obter excelência operacional com expressivos aumentos de produtividade temos dois pontos importantes:

  1. Investimento certo de acordo com o porte da sua operação.
  2. Um sistema de gestão forte como o WCM que nos permite obter os melhores resultados e redução de perdas.
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