IX Convenção de Grupos de Melhoria Contínua - Caso ArcellorMittal: Desenvolvimento de pino de...

ELIMINAÇÃO DE FALHA NO PINO DE ELIMINAÇÃO DE FALHA NO PINO DE CISALHAMENTO DAS GAIOLAS DO CISALHAMENTO DAS GAIOLAS DO

TL2TL2

RODRIGO CITRANGULO DANIEL LUIZRODRIGO CITRANGULO DANIEL LUIZ

• Contextualização

•Introdução

•Mapa de raciocínio

• O Problema

• Solução Implantada

• Resultados Obtidos

• Padronização

•Conclusões

SumárioSumário

Qual a importância do projeto para a ArcelorMittal Piracicaba?

• Reduzir custos de perdas da laminação;• Reduzir a geração de co-produtos;• Reduzir os custos com matérias primas.



• Reduzir custos de perdas da laminação;• Reduzir a geração de co-pro

• Reduzimatérias primas.

Contextualização – LaminaçãoContextualização – Laminação

• Principais Produtos: 6.0 mm a 32 mm

TL1

TL2

• Principais Produtos: 10 mm a 40 mm

INTRODUÇÃO: ELEMENTOS BÁSICOS DE UM INTRODUÇÃO: ELEMENTOS BÁSICOS DE UM SISTEMA DE TRANSMISSÃO.SISTEMA DE TRANSMISSÃO.

Motor elétrico, (450Kw, 600V)

Acoplamento entre motor e

redutor

Cardans.Cilindro de Laminação

Redutor

Região de cisalhamento.

Pinos montados á 180°

ELEMENTOS BÁSICOS DE UM SISTEMA DE ELEMENTOS BÁSICOS DE UM SISTEMA DE TRANSMISSÃO.TRANSMISSÃO.

ELEMENTOS BÁSICOS DE UM SISTEMA DE ELEMENTOS BÁSICOS DE UM SISTEMA DE TRANSMISSÃO.TRANSMISSÃO.

METODOLOGIA PDCA UTILIZANDO MAPA METODOLOGIA PDCA UTILIZANDO MAPA DE RACIOCÍNIO.DE RACIOCÍNIO.

Qual é o problema?

• Constantes quebras dos pinos de cisalhamento das gaiolas do trem laminador 2, com o mesmo operando dentro do torque nominal.

Quais são as conseqüências deste problema?

•Risco de acidentes com danos físicos•Risco de acidentes com danos materiais•Perda de produção•Diminuição do rendimento metálico

1

Temperatura 1050ºC

Torquímetro

IDENTIFICAÇÃO DO PROBLEMAIDENTIFICAÇÃO DO PROBLEMA

Qual é o problema?

• Quebras constantes dos pinos de cisalhamento das gaiolas do trem laminador 2, com o mesmo operando dentro do torque nominal.

Quais são as consequências deste problema?

1

•Risco de acidentes com danos físicos•Risco de acidentes com danos materiais•Perda de produção•Diminuição do rendimento metálico

Qual estratégia de análise será adotada neste projeto?

Foram utilizados:• Os relatórios de parada do

software MES.• Bibliografia técnica • Manual e desenho do fabricante• Dados do supervisório do

Laminador• Coleta de dados na área

3

2

Qual é o comportamento histórico?

A analise dos pinos quebrados indica sinais de fadiga, possivelmente causada pelo impacto durante a entrada da barra entre os discos de laminação

Qual a meta definida para este projeto?

Zero ocorrências de sucatas.

4

3

IDENTIFICAÇÃO DO PROBLEMAIDENTIFICAÇÃO DO PROBLEMALocal da quebra

por fadiga

Local da quebra por cisalhamento

Local de início a da trinca por fadiga

Qual é o comportamento histórico?

A analise dos pinos quebrados indica sinais de fadiga, possivelmente causada pelo impacto durante a entrada da barra entre os discos de laminação

Qual a meta definida para este projeto?

Zero ocorrências de sucatas.

5

4

Quais são os ganhos esperados com o alcance desta meta?

• Eliminação de sucata• Diminuição do custo fixo e variável• Aumento do rendimento metálico• Aumento da taxa de utilização do laminador• Aumento da segurança operacional

O problema está focado ?

Não!As ações precisam ser desdobradas,pois a ocorrência acontece em gaiolasdistintas.

6

5

Quais são os fatores de estratificação que devem ser levados em consideração?

6

• Quebra de pinos X Temperatura do tarugo.• Quebra dos pinos X Diâmetro dos cilindros.

Qual foi o resultado da estratificação?

Os dados estão apresentados nos slides a seguir

7

Quebra de pinos x temperatura do tarugoQuebra de pinos x temperatura do tarugo

– Temperatura máxima real = 1044°CTemperatura máxima real = 1044°C– Temperatura mínima real = 1025°CTemperatura mínima real = 1025°C– Temperatura de trabalho = 1020 á 1060°CTemperatura de trabalho = 1020 á 1060°C

ANÁLISE DO FENÔMENOANÁLISE DO FENÔMENO

14%

32%

21%

34%

00,05

0,10,15

0,20,25

0,30,35

0,4

1025°C a 1031ºC 1032°C a 1035ºC 1036°C a 1038ºC 1040°C a 1044ºC

% d

e Q

ue

bra

Temperatura do Tarugo

Quebra do Pino X Temperatura do Tarugo

ANÁLISE DO FENÔMENOANÁLISE DO FENÔMENO

Quebra dos pinos x Diâmetro dos cilindros.Quebra dos pinos x Diâmetro dos cilindros.

20%

18%

20%

21% 21%

0,16

0,17

0,18

0,19

0,2

0,21

0,22

387 a 394,5 404 a 439 447 a 450 324 a 338 348,0 a 370

% d

e Q

ue

bra

.

Diâmetro dos Discos

Quebra do Pino X Diâmetro de Disco

Ø 385 a 450 Ø 320 a 370

Alguns dos fatores identificados podem apresentar variações significativas?

Sim. Os fatores analisados tem demonstrado grande variabilidade, não justificando um problema pontual

Já é possível estabelecer metas específicas?

Não, será necessário um estudo mais profundo sobre a causa fundamental.

8

7

O processo gerador do problema é bem conhecido?

Não. Durante o processo de laminação o pino pode estar recebendo pequenos golpes, e a montagem do pino com folga além do especificado podem agravar a intensidade dos golpes, levando a quebra do pino.

Quais são as causas geradoras do problema?

Utilizaremos o diagrama de ISHIKAWA, para levantamento das causas fundamentais . Utilizaremos o conhecimento de toda a equipe para melhor assertividade

9

8

ANÁLISE DO PROCESSOANÁLISE DO PROCESSO

Quebra dos pinos de

cisalhamento.

Método

Meio Ambient

e

Medição

Máquinas

Mão de obra

Matéria Prima

Pino muito frágil

Erro de medição de altura de

barra a ser laminada.

Material da bucha muito

mole

Presença de cantos vivos na

região de cisalhamento dos

pinos.

Acabamento

superficial do pino

inadequado

Procedimento de

montagem inadequado.

Erro no ajuste de luz do laminador Erro durante a

montagem do pino.

Falta de inspeção dos

pinosErro durante a montagem do

pino.

Grande necessidade

de manutenção preventiva

Todas as causas geradoras do problema foram identificadas?

Sim. Após a análise do diagrama de ISHIKAWA, podemos afirmar que as causas criticas foram identificadas.

É necessário quantificar a influência de cada causa?

Não .O conhecimento gerado sobre as causas na análise qualitativa já é suficiente para que sejam estabelecidas as contramedidas necessárias.

10

9

Quais são as medidas necessárias para bloquear as causas geradoras do problema?

Criar o plano de ação.

Alguma das medidas propostas pode provocar efeitos correlatos indesejáveis? São suficientes para atingir a meta

geral estabelecida?

Todas as ações se mostram adequadas e foram amplamente discutidas para que se atingisse o objetivo geral que é eliminar a quebra do pino de cisalhamento.Não se observa nenhum efeito indesejável.

11

10

PLANO DE AÇÃOPLANO DE AÇÃO

33

61

0

10

20

30

40

50

60

70

Set/04 aSet/05

Set/05 aSet/06

Set/06 aSet/07

Set/07 aSet/08

Set/08 aSet/09

Set/09 aSet/10

Set/10 aSet/11

Set/11 aSet/12

Set/12 aSet/13

Qtd.


Início TérminoPino Frágil Aumentar a área

transferssal da região de cisalhamento

Para aumentar a resistencia do pino

Diminuindo o diâmetro interno do pino, (Ø15 para Ø12mm)

Antonio Carlos jul-06 set-06

Acabamento superficial do pino inadequado

Melhorar o acabamento superficial

Para redução da rugosidade do pino

Realizando alteração em desenho Osmair jul-06 set-06

Material da Bucha muito "mole"

Alterar material da bucha

Para aumenta a resistencia da bucha

Realizar alteração do desenho Rubio ago-06 set-66

Plano de Ação 5W1H

Quando?Causa raiz

O que fazer?(What)

Por que?(Why)

Como?(How)

Quem?(who)


33

61

0

10

20

30

40

50

60

70

Set/04 aSet/05

Set/05 aSet/06

Set/06 aSet/07

Set/07 aSet/08

Set/08 aSet/09

Set/09 aSet/10

Set/10 aSet/11

Set/11 aSet/12

Set/12 aSet/13

Qtd.


33

61

29

18 19

13

0

10

20

30

40

50

60

70

Set/04 aSet/05

Set/05 aSet/06

Set/06 aSet/07

Set/07 aSet/08

Set/08 aSet/09

Set/09 aSet/10

Set/10 aSet/11

Set/11 aSet/12

Set/12 aSet/13

Qtd.


Quebra dos pinos de

cisalhamento.

Método

Meio Ambient

e

Medição

Máquinas

Mão de obra

Matéria Prima

Pino muito frágil




mole



pinos.

Acabamento

superficial do pino

inadequado

Procedimento de


Erro no ajuste de luz do laminador Erro durante a

montagem do pino.



pino.

Grande necessidade


PLANO DE AÇÃOPLANO DE AÇÃOInício Término

Presença de cantos vivos na região de cisalhamento dos pinos

Revisar desenho para eliminação de cantos vivos

Para eliminar acúmulos de tensão.

Realizando revião nos desenhos Leandro ago-10 set-10

Procedimento de montagem inadequado

Realizar estudo sobre sistema de transmissão

Para identificar falhas ou melhorias na montagem

Estudando livros sobre o tema, e visitas a fornecedores

Rodrigo Citrangulo

ago-10 set-10


Desenvolver aperto dos pinos de cisalhamento

Para evitar impactos nos pinos de cisalhamento

Definindo torque de aperto para cada tipo de gaiola

Rodrigo Citrangulo

set-10 out-10


Realizar montagem dos pinos de cisalhamento


Realizando montagemo conforme tabela de torque de aperto dos pinos

Leandro out-10 dez-10


Quando?Causa raiz

O que fazer?(What)

Por que?(Why)

Como?(How)

Quem?(who)

PLANO DE AÇÃOPLANO DE AÇÃOInício Término

Presença de cantos vivos na região de cisalhamento dos pinos








Rodrigo Citrangulo

ago-10 set-10


Desenvolver aperto dos pinos de cisalhamento



Rodrigo Citrangulo

set-10 out-10







Quando?Causa raiz

O que fazer?(What)

Por que?(Why)

Como?(How)

Quem?(who)

Se

c

σe = tensão de escoamento

σc = tensão de cisalhamento admissível

S = coeficiente de segurança

CÁLCULOS PARA TENSÃO ATUANTE DO PINOCÁLCULOS PARA TENSÃO ATUANTE DO PINO

KZ

FsMTF lp

2

F = força cortante agente no pino

MTlp = momento torçor limite do pino

Fs = fator de serviço

Z = número de pinos

K = circunferência na qual os pinos são montados

ZA

F

tpa

σa = tensão atuante no pino


Atp = Área transversal do pino

Z = número de pinos

OKSe ac

CÁLCULOS PARA TORQUE DE APERTO DO CÁLCULOS PARA TORQUE DE APERTO DO PINOPINO

CÁLCULOS PARA TORQUE DE APERTO DO CÁLCULOS PARA TORQUE DE APERTO DO PINOPINO

)( tg

FQ

Q = força de aperto do pino


α = ângulo de inclinação da hélice da rosca

Fs = fator de serviço

= ângulo de atrito

T = torque de aperto do pino

y = coeficiente de torque

Atp = Área transversal do pino

Q = força de aperto do pino

tpAQyT

Início TérminoPresença de cantos vivos na região de cisalhamento dos pinos








Rodrigo Citrangulo

ago-10 set-10


Definir qual o torque de aperto nos pinos



Rodrigo Citrangulo

set-10 out-10







Quando?Causa raiz

O que fazer?(What)

Por que?(Why)

Como?(How)

Quem?(who)


PLANILHA DE TORQUE DE APERTOPLANILHA DE TORQUE DE APERTO

Gaiola

1

2

3

4

5

6

7

8

9

11

12

13

14

15

16

Dados dos Pinos de Cisalhamentodas Gaiolas do TL2

102

121

115

121

115

125

102

102

70

90

70

90

90

90

90

T. Aperto N.m

Data 10/03/10Rev. 00


33

61

29

18 19

13

0

10

20

30

40

50

60

70

Set/04 aSet/05

Set/05 aSet/06

Set/06 aSet/07

Set/07 aSet/08

Set/08 aSet/09

Set/09 aSet/10

Set/10 aSet/11

Set/11 aSet/12

Set/12 aSet/13

Qtd.


33

61

29

18 19

13

7

19

0

10

20

30

40

50

60

70

Set/04 aSet/05

Set/05 aSet/06

Set/06 aSet/07

Set/07 aSet/08

Set/08 aSet/09

Set/09 aSet/10

Set/10 aSet/11

Set/11 aSet/12

Set/12 aSet/13

Qtd.


Quebra dos pinos de

cisalhamento.

Método

Meio Ambient

e

Medição

Máquinas

Mão de obra

Matéria Prima

Pino muito frágil




mole



pinos.

Acabamento

superficial do pino

inadequado

Procedimento de


Erro no ajuste de luz do laminador

Erro durante a montagem do

pino.



pino.

Grande necessidade


Falta de um controle

automático do torque


Início TérminoFalta de um controle automático do torque

Realizar levantamento de torque por gaiola e por produto

Para identificar em qual processo se tem maior exigencia

Realizando um acompanhamento do torque em diversos produtos

Daniel ago-11 out-11

Falta de um controle automático do torque

Definir sistemática de alrme devido torque alto

Para não danificar equipamento durante torque elevado

Comparando os torque de processo como o torque admissível do equipamento e simulações de baixa temperatura

Rodrigo Citrangulo

out-11 nov-11


Desenvolver lógica dos pinos de cisalhamento eletronico

Para proteção eletronica do sistema de transmissão

Desenvolvendo lógica de bloqueios

Leonardo nov-11 dez-11


Quando?Causa raiz

O que fazer?(What)

Por que?(Why)

Como?(How)

Quem?(who)

PLANO DE AÇÃOPLANO DE AÇÃOG#10 G#11 G#12 G#10 G#11 G#12

23:00 10 1046 43 32 31 53 68 3600:00 10 1042 45 29 30 55 66 3601:00 10 1038 44 32 32 62 68 3802:00 10 1048 47 31 30 60 69 3703:00 10 1042 45 30 30 61 67 3704:00 10 1044 46 29 28 59 68 4106:00 10 1046 46 30 30 63 70 3907:00 10 1041 44 32 29 64 66 3408:00 10 1054 39 29 47 53 51 5509:00 10 1047 42 30 50 55 54 5210:00 10 1057 41 32 46 47 57 5411:00 10 1058 38 30 45 48 58 5212:00 10 1043 39 33 47 53 55 5113:00 10 1056 44 31 47 46 51 5514:00 10 1042 43 30 50 52 54 5515:00 10 1045 43 30 49 47 54 5316:00 10 1047 39 32 48 49 53 5517:00 10 1058 36 28 47 47 52 51 18:00 10 1062 39 29 50 48 54 5319:00 - - - - - - - -21:00 - - - - - - - -22:00 - - - - - - - -

1º

Tu

rno

2º

Tu

rno

3º

Tu

rno

Planilha de monitoramento

Data: 09/11 Bitola (mm) Temperatura (ºC) Torque (%) Corrente (%)











Rodrigo Citrangulo

out-11 nov-11







Quando?Causa raiz

O que fazer?(What)

Por que?(Why)

Como?(How)

Quem?(who)


GaiolaRelação de

transmissãoPotencia

KwIN (A)

IN(A) Drive

RPM Base

RPM Máximo

Alimentação V

Torque nominal(Kgf.m)

Torque monitorado

(Kgf.m)

Torque simulação

(970ºC) Kgf.m

Alarme após 5s (10% Tn)

Bloqueio após 5s (5% Ts)

Desarme imediato(5% Bl)

1 71,2528 350 610 1560 600 1200 600 40488 18648 23784 55% 63% 68%2 57,115748 350 849 900 600 1200 600 32455 12865 23365 49% 76% 81%3 43,895173 350 610 1560 600 1200 600 24942 14024 19945 65% 84% 89%4 31,139062 350 610 1560 600 1200 600 17694 9283 15490 61% 92% 97%5 27,020257 350 610 1560 600 1200 600 15354 8109 13554 62% 92% 97%6 13,896462 350 610 1560 600 1200 600 7896 3476 6648 53% 88% 93%7 9,8471903 450 835 1560 500 1500 600 8633 4153 7195 57% 87% 92%8 7,6622313 350 610 1560 600 1200 600 4354 2666 3923 70% 94% 99%9 5,913779 450 835 1560 500 1500 600 5185 2810 3877 63% 79% 84%10 4,2114 450 835 1560 500 1500 600 3692 1796 2970 58% 84% 89%11 3,7142857 450 835 1560 500 1500 600 3256 1477 2105 54% 69% 74%12 3,5795455 450 835 1250 500 1500 600 3138 1851 1987 68% 67% 73%13 2,8461539 450 835 1250 500 1500 600 2495 1078 1774 52% 75% 80%14 2,402294 650 1174 1740 800 1500 600 1901 1126 1496 68% 83% 88%15 2,0526316 650 1174 1560 800 1500 600 1625 1008 1305 71% 84% 89%16 1,575 650 1174 1740 800 1500 600 1247 779 976 71% 82% 86%

Dados dos MotoresDados do

Laminador TL2Definição de alarmes











Rodrigo Citrangulo

out-11 nov-11







Quando?Causa raiz

O que fazer?(What)

Por que?(Why)

Como?(How)

Quem?(who)

11

Quais são as medidas necessárias para bloquear as causas geradoras do problema?

Criar o plano de ação.

Alguma das medidas propostas pode provocar efeitos correlatos indesejáveis? São suficientes para atingir a meta geral estabelecida?

Não se observa nenhum efeito indesejável.Todas as ações se mostram adequadas para que se atingisse o objetivo geral que é eliminar a quebra do pino de cisalhamento operando dentro do torque nominal.

12

Até o momento podemos afirmar que as metas foram alcançadas.

13

12

As metas específicas foram alcançadas?

VERIFICAÇÃOVERIFICAÇÃO

33

61

29

18 19

13

7

19

0

10

20

30

40

50

60

70

Set/04 aSet/05

Set/05 aSet/06

Set/06 aSet/07

Set/07 aSet/08

Set/08 aSet/09

Set/09 aSet/10

Set/10 aSet/11

Set/11 aSet/12

Set/12 aSet/13

Qtd.

VERIFICAÇÃOVERIFICAÇÃO

33

61

29

18 19

13

7

19

00

10

20

30

40

50

60

70

Set/04 aSet/05

Set/05 aSet/06

Set/06 aSet/07

Set/07 aSet/08

Set/08 aSet/09

Set/09 aSet/10

Set/10 aSet/11

Set/11 aSet/12

Set/12 aSet/13

Qtd.

Alguma norma ou procedimento foi criado ou alterado?

Sim, foi alterado o desenho de fabricação e o procedimento de montagem dos pinos de cisalhamento.

O pessoal envolvido com essas normas ou procedimentos foi treinado?

13

14

Sim.


21/08/12


30/08/12

14

Quais foram os pontos positivos e negativos do projeto?

•Eliminação de sucata•Diminuição do custo fixo e variável•Aumento do rendimento metálico•Eliminou a exposição dos funcionários à risco de acidente

Há recomendações para trabalhos futuros?

Acompanhar as trocas anuais dos pinos de cisalhamento e aplicar metodologia no aTL1

CONCLUSÃO:CONCLUSÃO:

• Até presente data, não tivemos relatos Até presente data, não tivemos relatos negativos que comprometam outros negativos que comprometam outros componentes da transmissão.componentes da transmissão.

• Aumento da disponibilidade da Aumento da disponibilidade da manutenção mecânica para atual em manutenção mecânica para atual em outros problemasoutros problemas

• Aumento da confiabilidade operacional Aumento da confiabilidade operacional

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