TCC Pós Graduação

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FACULDADE EDUCAMAIS 
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA E GERENCIAMENTO DE 
MANUTENÇÃO 
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO 
 
 
 
 
 
 
 
PASSAGEM DO CONTROLE MANUAL DE NIVEL, VAZÃO E 
TEMPERATURA PARA AUTOMATICO CLP NO 
LAMINADOR DE ENCRUAMENTO 
 
 
Alexandre Figueiredo da Silva 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Piraí/RJ 
Abril de 2023 
 
 
FACULDADE EDUCAMAIS 
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA E GERENCIAMENTO 
DE MANUTENÇÃO 
TRABALHO DE CONCLUSÃO DE CURSO 
 
 
 
 
 
 
 
 
PRODUTIVIDADE DA MÃO DE OBRA ATRAVÉS DA 
INSTRUMENTAÇÃO INDUSTRIAL 
 
 
 
Estudo apresentado ao Curso de Pós-Graduação 
da Faculdade Educamais como requisito de 
avaliação final de curso, sob orientação do 
Professora Luci Carlos de Andrade. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Piraí/RJ 
Abril de 2023 
 
 
RESUMO 
 
A garantia da qualidade do produto final de tiras de aço em processos de laminação de 
encruamento está atrelada a controladores precisos e eficientes das variáveis do processo, bem 
como ao comportamento dinâmico da resposta destes controles mediante perturbações e 
interferências externas. Devido à importância deste processo no ramo da siderurgia, o 
desenvolvimento de controladores capazes de agir de modo global tem sido bastante visado 
para estudos e pesquisas no ramo, o que é facilitado devido à constante evolução da tecnologia. 
 
Com aplicações nos mais variados ramos industriais, tais como o siderúrgico, o 
alimentício, o químico, o farmacêutico e o de bebidas, entre outros, a operação de controle de 
vazão, nível e temperatura de líquido desempenha importante papel nos processos industriais. 
 
Os controladores de vazão constituem uma alternativa aos mecanismos manuais 
tradicionais, sendo aplicados em processos contínuos. Em muitos casos um controle preciso e 
eficiente é fator determinante para o sucesso produtivo. Dessa forma, obter modelos de controle 
automáticos é muito interessante, pois além das indústrias, outros setores como o do 
agropecuário e comercial, podem ser beneficiados com sistemas que reduzem os possíveis erros 
causados por um controle manual dos processos que envolvam líquidos. 
 
Partindo deste princípio, este estudo que reúne várias técnica e aplicações de controle 
de vazão, nível e temperatura, atrelado a um Controlador Lógico Programável (CLP) e sendo 
supervisionado por sistema Supervisório, nos garante um controle do processo adequado aos 
produtos a serem fabricados e atenuam as exposições de risco do operador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
PALAVRAS-CHAVE: CLP, controle de vazão, nível e temperatura, automação industrial, 
Supervisório. 
 
 
ABSTRACT 
 
Quality assurance of the final product of steel strips hardening of lamination processes 
is linked to accurate and efficient controlling of process variables as well as the dynamic 
response behavior of these controls by disturbances and external interference. Because of the 
importance of this process in the steel branch, the development of global mode of action capable 
of controlling has been quite targeted for study and research in the field, which is facilitated 
due to the constant evolution of technology. 
 
With applications in various industries such as o steel, the food, chemical, 
pharmaceutical and beverage, among others, the flow control operation, fluid level and 
temperature of plays an important role in industrial processes. 
 
The flow controllers are an alternative to traditional manual mechanisms being applied 
in continuous processes. In many cases an accurate and efficient control is determinant for 
productive success. Thus, automatic gain control models is very interesting because in addition 
to industries, other sectors such as the agricultural and commercial, can benefit from systems 
that reduce possible errors caused by manual control of processes involving liquids. 
 
On this basis, this study what a meets several technical and flow control applications, 
level and temperature, coupled to a Programmable Logic Controller (PLC) and being 
supervised by Supervisory system ensures the control of the appropriate process for products 
to be manufactured and attenuate the risk exposure of the operator. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
KEYWORDS: PLC, flow control, level and temperature, industrial automation, Supervisory. 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
 
 
Figura 1: Fluxo de produção na UPV. .................................................................................................. 16 
Figura 2: Redução de Espessura na Laminação a Frio. ........................................................................ 18 
Figura 3: Linhas de Distensão .............................................................................................................. 19 
Figura 4: Curva Tensão X Deformação ............................................................................................... 20 
Figura 5: Teorema de Stevin ................................................................................................................ 25 
Figura 6: Transmissor de pressão diferencial ....................................................................................... 25 
Figura 7: Fórmula do Diferencial de Pressão ....................................................................................... 25 
Figura 8: IZMIR – Planta de tratamento de água. Wonderwareintouch. ............................................. 30 
Figura 9: Sistema SCADA – Diagrama Intouch SCADA. Wonderwareintouch. ................................ 31 
Figura 10: Válvula de Controle ............................................................................................................ 32 
Figura 11: Atuador tipo Mola Diafragma de Câmara bipartida (em corte) .......................................... 32 
Figura 12: Termopar ............................................................................................................................. 36 
Figura 13: Configuração Básica de um inversor de frequência ........................................................... 37 
Figura 14: Inversor de frequência ........................................................................................................ 38 
Figura 15: Medidor de Vazão tipo Engrenagem .................................................................................. 39 
Figura 16 (a,b,c) : Caminho percorrido pelo operador para acessar sala de lubrificação .................... 43 
Figura 17: Válvulas gavetas de abastecimento de água óleo ............................................................... 44 
Figura 18 (a,b) : Válvulas gavetas de abastecimento de vapor, água e óleo. ....................................... 45 
Figura 19: Reservatório de emulsão ..................................................................................................... 46 
Figura 20: Válvula de descarte de emulsão .......................................................................................... 47 
Figura 21: Cabine de operação do laminador de encruamento ............................................................ 48 
Figura 22: 1º Deslocamento ................................................................................................................. 48 
Figura 23: 2º Deslocamento ................................................................................................................. 49 
Figura 24: 3º Deslocamento ................................................................................................................. 49 
Figura 25: 4º Deslocamento ................................................................................................................. 50 
Figura 26: 5º Deslocamento ................................................................................................................. 50 
Figura 27: Transmissor de temperatura aplicado .................................................................................51 
Figura 28: Válvula controladora de temperatura Aplicada .................................................................. 52 
Figura 29: Sensor de nível por pressão diferencial instalado ............................................................... 52 
Figura 30: Transdutor do sensor de nível ............................................................................................. 53 
Figura 31: Válvula controladora de vazão de água aplicada ................................................................ 53 
 
 
Figura 32: Transmissor de temperatura aplicado ................................................................................. 54 
Figura 33: Válvula controladora de temperatura aplicada ................................................................... 54 
Figura 34: Sensor de nível por pressão diferencial instalado ............................................................... 55 
Figura 35: Transdutor do sensor de nível ............................................................................................. 55 
Figura 36: Válvula controladora de vazão de óleo aplicada ................................................................ 56 
Figura 37: Transmissor de temperatura aplicado ................................................................................. 56 
Figura 38: Válvula controladora de temperatura aplicada ................................................................... 57 
Figura 39: Sensor de nível por pressão diferencial instalado ............................................................... 57 
Figura 40: Transdutor do sensor de nível ............................................................................................. 58 
Figura 41: Válvula medidora de vazão de água aplicada ..................................................................... 58 
Figura 42: Transdutor da válvula medidora de vazão de engrenagem ................................................. 59 
Figura 43: Válvula medidora de vazão de engrenagem ....................................................................... 59 
Figura 44: Bomba de óleo tipo parafuso .............................................................................................. 60 
Figura 45: Cabine de operação do laminador de encruamento ............................................................ 61 
Figura 46: Tela do sistema de controle dos parâmetros de processo ................................................... 61 
Figura 47: Tela indicando o possível ajuste do set point da temperatura reservatório de emulsão ..... 62 
Figura 48: Tela indicando o monitoramento da aplicação de emulsão na tira ..................................... 63 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
 
Tabela 1: Equipamentos de controle de vazão ..................................................................................... 22 
Tabela 2: Equipamentos de controle de nível ...................................................................................... 24 
Tabela 3: Equipamentos de controle de Temperatura .......................................................................... 35 
Tabela 4: Parâmetros do Processo do Laminador de Encruamento ..................................................... 40 
Tabela 5: Parâmetros do Processo do Laminador de Encruamento ..................................................... 41 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE GRÁFICOS 
 
 
Gráfico 1: Indicador de consumo de óleo ............................................................................................ 65 
Gráfico 2: Indicador Tonelada Produzida por Homem ........................................................................ 66 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
RESUMO 
ABSTRACT 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
LISTA DE TABELAS 
LISTA DE GRÁFICOS 
1 INTRODUÇÃO __________________________________________________________ 11 
1.1 DESCRIÇÃO DO PROBLEMA ______________________________________________ 12 
1.2 RELEVANCIAS __________________________________________________________ 13 
1.3 OBJETIVOS ______________________________________________________________ 13 
1.3.1 Geral __________________________________________________________________ 13 
1.3.2 Específicos _______________________________________________________________ 14 
1.4 DELIMITAÇÕES DO TRABALHO ___________________________________________ 14 
1.5 ESTRUTURAS DO TRABALHO _____________________________________________ 14 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ____________________________________________ 16 
2.1 INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE A COMPANHIA SIDERÚRGICA NACIONAL ____ 16 
2.2 PROCESSO DE LAMINAÇÃO ______________________________________________ 17 
2.2.1 Laminação a Frio __________________________________________________________ 17 
2.2.2 Recozimento ______________________________________________________________ 18 
2.2.3 Laminador de Encruamento __________________________________________________ 19 
2.3 CONTROLE DE VAZÃO ___________________________________________________ 20 
2.4 CONTROLE DE NÍVEL ____________________________________________________ 22 
2.4.1 Medição de Nível por Pressão Hidrostática ______________________________________ 24 
2.5 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL E REGULAÇÃO AUTOMÁTICA __________________ 26 
2.6 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP ____________________________ 28 
2.7 SISTEMA SUPERVISÓRIO _________________________________________________ 29 
2.8 VÁLVULAS DE CONTROLE _______________________________________________ 31 
 
 
2.9 MEDIDORES DE TEMPERATURA __________________________________________ 34 
2.9.1 Termopares _______________________________________________________________ 35 
2.10 INVERSOR DE FREQÜÊNCIA ______________________________________________ 36 
2.10.1 Vantagens e Desvantagens ___________________________________________________ 37 
2.11 MEDIDOR DE VAZÃO POR ENGRENAGEM _________________________________ 38 
2.12 PARÂMETROS DE PROCESSO DO LAMINADOR DE ENCRUAMENTO __________ 40 
3 METODOLOGIA _________________________________________________________ 42 
4 ANÁLISE DO PROCESSO DE MISTURA DA EMULSÃO MANUALMENTE _____ 45 
5 ANÁLISE DAS PERDAS DE EMULSÃO POR CONCENTRAÇÃO ACIMA DA 
PERMITIDA _____________________________________________________________ 46 
6 ANÁLISE DAS OPERAÇÕES EXECUTADAS PELO OPERADOR DA SALA DE 
LUBRIFICAÇÃO _________________________________________________________ 47 
7 RESULTADOS E DISCUSSÕES ____________________________________________ 51 
7.1 INSTALAÇÃO DE INSTRUMENTOS DE CONTROLE DO PROCESSO ____________ 51 
7.1.1 Reservatório de água _______________________________________________________ 51 
7.1.2 Reservatório de óleo ________________________________________________________ 54 
7.1.3 Reservatório de emulsão _____________________________________________________ 56 
7.2 INSTALAÇÃO DO CONTROLE DOS PARÂMETROS DO PROCESSO _____________ 60 
8 CONCLUSÃO ____________________________________________________________ 64 
8.1 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS _________________________________ 66 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ______________________________________________ 68 
 
 
 
 
 
11 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
 
Considerada um dos complexos siderúrgicos integrados mais eficientes do mundo, a 
Companhia Siderúrgica Nacional tem como sua maior unidade siderúrgica, a Usina Presidente 
Vargas (UPV). Neste complexo siderúrgico estão inseridas as linhas de recozimento contínuo 
e zincagem, que são responsáveis pela imersão do aço em banho de zinco, para protegê-lo contra 
a corrosão. Para assegurar as propriedades mecânicas adequadas ao material, além do 
recozimento, a tira passa pelo laminador de encruamento que garante a rigidez, aplainamento e 
acabamento superficial da chapa, por meio de um alongamento com redução de espessura. 
 
Segundo Ferreira (2007), atualmentecom um cenário cada vez mais competitivo onde 
as participações das empresas deixam de ser regionais ou estaduais e passam a ser globais, ou 
seja, a concorrência de hoje está tão grande que o país sofre pressão dos concorrentes que vem 
às vezes do outro lado do mundo, como a China, por exemplo, no mercado siderúrgico, com 
isso a busca pela excelência se dá cada vez mais intensa e necessária para que elas se tornem 
ou pelo menos não deixem de ser competitiva. 
 
De acordo com Instituto Aço Brasil (I ABr2009), a fronteira entre o ferro e o aço foi 
definida na Revolução Industrial, com a invenção de fornos que permitiam não só corrigir as 
impurezas do ferro, como adicionar-lhes propriedades como resistência ao desgaste, ao 
impacto, à corrosão, etc. Por causa dessas propriedades e do seu baixo custo o aço passou a 
representar cerca de 90% de todos os metais consumidos pela civilização industrial. 
 
O controle de vazão de líquidos é indicado para indústrias que necessitem realizar 
dosagens de líquidos ou de produtos químicos em fase líquida, assim como para a transferência 
e transporte dos mesmos etc. 
 
Uma situação muito comum em unidades de processo é a necessidade de manter uma 
relação entre quantidades. Em unidades com escoamento contínuo, isto se traduz na necessidade 
de manter uma razão entre vazões de correntes distintas. O controle da vazão de líquidos é 
fundamental para processos que necessitam de uma razão especificas de seus componentes na 
mistura final do produto, como em indústrias químicas etc. 
12 
 
 
 
O Controle de nível é uma das variáveis mais comuns e mais amplamente utilizadas em 
aplicações industriais. Sensores de nível medem o nível de substâncias que fluem, sejam estas 
substâncias líquidas, pós ou sólidos granulares. Sua medição se dá em detecção de nível, onde 
há um sinal que aponta se a substância está acima ou abaixo de um limiar, ou medição contínua, 
onde, dentro de uma faixa de operação, o nível exato é mensurado. 
 
Com o controle integrado da vazão, níveis, temperatura dos reservatórios de óleo, água 
e emulsão, terão um controle eficaz das variáveis de processo assim mantermos os sets point 
determinados sobre controle e vigilância. 
 
Assim com o monitoramento pelo sistema Supervisório os operadores terão todas as 
ferramentas necessárias para produzir com qualidade, evitando os desperdícios e aumentando a 
produtividade. 
 
1.1 DESCRIÇÃO DO PROBLEMA 
 
A redução do tempo e desperdícios e essencial para o aumento da produção e ganho na 
qualidade, onde temos a necessidade de automatizar alguns processos em linha de laminação, 
para estudo vamos abordar a automatização da sala de controle de lubrificação da chapa durante 
o processo. 
 
Hoje o controle do processo de lubrificação se dá manualmente, onde o operador está 
sempre verificando a vazão da mistura para o laminador de encruamento. 
 
Atualmente temos cinco operadores que fazem o acompanhamento do tanque de mistura 
e seu abastecimento e eventualmente faz a diminuição ou o aumento da vazão através das 
válvulas manuais que se encontra perto de cada saída dos fluidos, o mesmo acontece com os 
fluidos de mistura que tem respectivas válvulas de saída de água e óleo, mais para este controle 
seja eficaz quando estiver automatizado, devemos também controlar o nível do reservatório do 
fluido lubrificante, onde apenas temos o controle de nível superior e inferior, quando necessário 
seu reabastecimento, acende um sinal de iluminação de alerta, assim o operador também 
13 
 
 
manualmente, aciona o abastecimento fazendo a abertura da válvula, onde não há uma garantia 
que a mistura esteja sendo feita de forma garantida para o processo. 
 
Neste caso o operador deve retirar uma amostra da mistura água e óleo que fica 
constantemente sendo misturada no tanque de armazenamento da mistura por um agitador, e o 
operador deve realizar os testes de concentração da mistura para verificar se os parâmetros estão 
dentro dos especificados para atingir a qualidade do material processado, que deve estar entre 
3% a 9% de óleo na mistura, caso a mistura fique fora dos parâmetros o operador deve retornar 
a sala de lubrificação e fazer as correções manualmente e realizar novamente os testes de 
laboratório para atestar a qualidade da mistura. 
 
Assim com a automatização além de retirar o operador das ações manuais, vamos 
garantir a segurança nas operações da sala de controle padronizando através de válvulas 
automáticas a quantidade certa para mistura, 3% a 9% de óleo dependendo do material a ser 
processado. 
 
1.2 RELEVANCIAS 
 
Neste trabalho demonstra que com a evolução e automatização dos controles, podem-se 
melhorar as condições de trabalho do operador, assim ganhando em qualidade do processo 
acarretando o aumento de produção, melhor produto fabricado, menor desperdícios e ganho de 
tempo em cada operação, assim aumentando a competitividade e o desempenho no mercado. 
 
1.3 OBJETIVOS 
 
 
1.3.1 Geral 
 
No desenvolvimento deste estudo, sobre a substituição do controle manual da mistura 
água e óleo para emulsão de laminação para o controle automatizado que caracteriza em 
redução de custos e ganho em tempo de processo de reabastecimento do tanque de lubrificação, 
qualidade da mistura de resfriamento e eliminando os riscos que o operador se propõe para 
mantém as características necessárias no processo. 
14 
 
 
 
1.3.2 Específicos 
 
Os objetivos específicos para o estudo são: 
- Diminuir do tempo de reatividade de abastecimento do tanque do fluido lubrificante; 
- Garantir a continuidade de lubrificação de acordo com a velocidade de produção; 
- Garantir a precisão no controle de vazão para cada fluido (água/óleo); 
- Manter o abastecimento automático do tanque do fluido com o controle de nível de boia; 
- Rejeitar o efeito de perturbações externas; 
- Melhorar a dinâmica do sistema e, eventualmente, estabilizar um sistema naturalmente 
instável em malha fechada; 
- Diminuir a sensibilidade do sistema a variações dos parâmetros do processo, ou seja, tornar o 
sistema robusto. 
- Reduzir de custos. 
 
1.4 DELIMITAÇÕES DO TRABALHO 
 
Este estudo é delimitado aos colaborados de uma siderurgia que trabalham no processo 
de laminação, tendo o foco na evolução dos controles do processo de lubrificação da linha, com 
a implantação automática de controle de vazão e nível do reservatório de mistura e a vazão na 
saída de linha, atuando no abastecimento automático do tanque de mistura. 
 
1.5 ESTRUTURAS DO TRABALHO 
 
Este estudo é composto de seis capítulos que tratam dos aspectos conceituais e práticos 
abordados para construção do trabalho. No capítulo “um” apresenta-se o contexto a pesquisa 
com a introdução ao estudo, à descrição do problema, o objetivo geral e os específicos e a 
delimitação e justificativa para existência desta pesquisa e sua estrutura. Este capítulo 
compreende toda a estruturação do trabalho e a parte introdutória para esclarecimentos sobre o 
tema escolhido. No capítulo “dois” é abordada toda fundamentação teórica, levando em 
consideração as literaturas já existentes sobre laminação de encruamento, controle de processo 
automatizado, válvulas de controle, sistemas de monitoramento de processo, que constituem 
toda base para o estudo. O capítulo “três” compreende a metodologia do estudo, é apresentado 
15 
 
 
o método de estudo qualitativo de caráter exploratório com objetivo explícito de se aproximar 
do problema e também se apoiando nas pesquisas bibliográficas. No capítulo “quatro” 
demonstra-se a análise do processo anterior a aplicação das técnicas de instrumentação e como 
era inconsistente. No capítulo “cinco” é destinado a análise das perdas de emulsão do processo 
por falha humana. No capítulo “seis” demonstram-se os desperdícios de tempo do operador 
para realizar suas atividades na sala de óleo do laminador. No capítulo “sete”representa a 
aplicação dos instrumentos e equipamentos para automatizar o processo de obtenção da 
emulsão para o laminador. No capítulo “oito”, faz-se uma reflexão das técnicas aplicadas ao 
controle de processo e também indica melhoras no sistema de controle que contribuirão para 
um controle mais dinâmico e eficiente do processo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
 
2.1 INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE A COMPANHIA SIDERÚRGICA NACIONAL 
 
Consta no sítio eletrônico da CSN, que a empresa foi fundada em 09 de abril de 1941 e 
iniciou suas operações no dia 01 de outubro de 1946. Ainda, segundo o sítio eletrônico da 
empresa, a CSN, concentra suas atividades em cinco áreas de negócios: siderurgia, mineração, 
logística, cimento e energia. Sua maior unidade siderúrgica, a Usina Presidente Vargas, está 
estrategicamente próxima dos principais mercados de consumo do país, das fontes de matéria-
prima e dos centros de escoamento de produtos. O fluxo de produção da Usina Presidente 
Vargas é dado na Figura 1. 
 
 
Figura 1: Fluxo de produção na UPV. 
Fonte: CSN (2013), adaptada pelos autores. 
17 
 
 
2.2 PROCESSO DE LAMINAÇÃO 
 
 
2.2.1 Laminação a Frio 
 
Conforme visto na Figura 1, o processo de laminação a frio é abastecido com bobinas 
do laminador de tiras a quente, mas para que seja possível a redução de espessura desse material 
a bobina é processada na decapagem. Segundo o Manual de Noções Básicas de Siderurgia 
(2013), da CSN, a decapagem irá remover a camada de oxidação (ferrugem) ou carepa (óxido 
de ferro) da superfície do aço, através de uma solução ácida 
. 
Segundo a mesma fonte, a CSN-UPV possui 3 laminadores tandem (quando as cadeiras 
de laminação estão dispostas sequencialmente) a frio compostos por 5 cadeiras de laminação. 
De acordo com Novaes (2010), cadeira de laminação, é a estrutura e o conjunto de cilindros 
arranjados verticalmente, por entre os quais passa a tira de aço para ser laminada. 
 
A bobina decapada é então preparada para ser laminada, o processo consiste em 
desenrolar a bobina, laminá-la através das cinco cadeiras de laminação, que reduzirá a espessura 
da chapa, como pode ser visto na Figura 2. Após a laminação, a bobina é então enrolada para o 
processo seguinte, neste caso, o processo de recozimento e galvanização (zincagem). O Manual 
de Noções Básicas de Siderurgia (2013), citado acima, afirma também, que a redução a frio é 
obtida pela deformação da estrutura cristalina, o que resulta numa elevação da resistência à 
tração, da dureza superficial, do limite elástico e numa redução da ductilidade (o material fica 
mais frágil). Por apresentar essa resistência mecânica tão elevada, faz-se necessário o processo 
de recozimento para adquirir características mecânicas adequadas, e assim, o material ser 
aplicado. 
 
 
 
 
18 
 
 
 
Figura 2: Redução de Espessura na Laminação a Frio. 
Fonte: CSN (2013), adaptada pelos autores. 
 
2.2.2 Recozimento 
 
Segundo Novaes (2010), e conforme já citado acima, a redução de espessura do material 
no processo de laminação a frio provoca um grande endurecimento na chapa de aço e, para 
fazê-lo retornar a condição anterior, faz se necessário o processo de recozimento. 
 
A linha de zincagem contínua 3 possui um forno de recozimento, que antecede o 
laminador de encruamento. 
 
De acordo com o Manual de Operação da Linha, o material é pré-aquecido a 
temperaturas que giram em torno de 400 a 500 °C. Após o pré-aquecimento, o material é 
enviado à seção de aquecimento e encharque, e é nesta seção que o material recupera as 
propriedades mecânicas que possuía antes da laminação a frio. Então, a chapa é resfriada para 
evitar a corrosão, e também, para imersão no banho de zinco. 
 
Novaes (2010) afirma que, para obter as características necessárias a o processo de 
estampagem, as bobinas precisam passar pelo laminador de encruamento. 
 
 
19 
 
 
2.2.3 Laminador de Encruamento 
 
Segundo Novaes (2010), os laminadores de encruamento, também conhecidos como 
Skinpass Mill, têm a finalidade de proporcionar um endurecimento superficial à tira de aço por 
meio da aplicação de um alongamento (sem redução de espessura), no caso do laminador no 
qual o modelo será desenvolvido, esse alongamento é de no máximo 2%. 
 
O Manual de Operação da Linha (2013) afirma que, o material perfeitamente 
recristalizado não pode ser empregado no processo de conformação mecânica, pois surgirão 
defeitos superficiais denominados linhas de distensão, como mostra a Figura 3. 
 
Novaes (2010) afirma que, após o recozimento a tira de aço apresenta se muito flexível 
diferente do que fora notado após o material ter sido processa do pela laminação a frio. Nesta 
condição o material não poderia ser empregado, pois qualquer dobramento ou encurvamento 
provocaria a linhas de distensão, conforme Figura 3. Segundo Novaes (2010) para que isto não 
ocorra o aço é aplicado à laminação de encruamento. 
 
Segue a fonte que, obtém-se o alongamento na região de contato dos cilindros com a 
chapa, impondo uma deformação homogênea e que o objetivo principal deste tipo de laminação 
é restaurar as propriedades mecânicas do material recozido e adequá-lo ao processo de 
estampagem do cliente. 
 
 
Figura 3: Linhas de Distensão 
Fonte: CSN (2013). 
 
 
 
20 
 
 
Observa-se os objetivos do Laminador de Encruamento LE#3 
Objetivos 
 
Através de um passe de laminação muito leve, tornar o material adequado para o 
processo de estampagem do cliente, eliminando o patamar de escoamento (Figura 4) e as linhas 
de distensão. 
 
Melhoria da rugosidade e brilho superficial do material, o que facilita a conformação 
das chapas, aderência e aspecto de pintura. Melhoria da planicidade do material. Melhoria da 
aparência superficial através da redução de defeitos. 
 
 
Figura 4: Curva Tensão X Deformação 
Fonte: CSN (2013), adaptada pelos autores. 
 
2.3 CONTROLE DE VAZÃO 
 
De acordo com H. E. Soisson a vazão de material em um processo ou sistema pode ser 
medida por uma variedade de métodos que dependem do material, volume, pressão necessária 
e controle exigido. 
 
21 
 
 
O controle de vazão de líquidos é indicado para indústrias que necessitem realizar 
dosagens de líquidos ou de produtos químicos em fase líquida, assim como para a transferência 
e transporte dos mesmos etc. 
 
Uma situação muito comum em unidades de processo é a necessidade de manter uma 
relação entre quantidades. Em unidades com escoamento contínuo, isto se traduz na necessidade 
de manter uma razão entre vazões de correntes distintas. O controle da vazão de líquidos é 
fundamental para processos que necessitam de uma razão especificas de seus componentes na 
mistura final do produto, como em indústrias químicas etc. 
 
De acordo com Heli Ricardo Tadashi Nakagawa (2009), o controle de vazão de líquidos 
diminui o desperdício de matéria-prima e deixa a produção mais homogênea, além de ser 
importante para verificação do rendimento dos processos. Outro beneficio do controle 
automático de vazão é poder substituir o homem em processos que envolvam substâncias 
nocivas a saúde ou em locais insalubres onde a permanência de trabalhadores seja perigosa. 
Deste modo, o controle de vazão de líquidos traz diversos benefícios nos processos industriais, 
justificando um estudo elaborado de suas aplicações pra reduzir seu custo de implementação e 
manutenção para as empresas. 
 
A tabela 01 a seguir demonstra os equipamentos disponíveis para realizar o controle de 
vazão. Mas abaixo na fundamentação teórica estaremos elencando com maior propriedade os 
equipamentos que iremos utilizar neste trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
22 
 
 
 
Tabela 1: Equipamentos de controle de vazão 
 
2.4 CONTROLE DE NÍVEL 
 
Segundo Egídio A. Bega, nível é uma das variáveis mais comuns e mais amplamenteutilizadas em aplicações industriais. Sensores de nível medem o nível de substâncias que fluem, 
sejam estas substâncias líquidas, pós ou sólidos granulares. Sua medição se dá em detecção de 
nível, onde há um sinal que aponta se a substância está acima ou abaixo de um limiar, ou 
medição contínua, onde, dentro de uma faixa de operação, o nível exato é mensurado. 
 
O tipo de sensor a ser usado na aplicação depende de uma série de fatores, entre eles: 
estado físico do material, alguns sensores são mais adequados para medição de líquidos, 
enquanto outros têm melhor aplicação na medição de sólidos granulares ou pós; temperatura, 
alguns sensores são mais sensíveis à temperatura, sendo aplicáveis em ambientes controlados 
ou com poucas variações, além disso, para medição de substâncias com temperatura 
extremamente altas (aço fundido, por exemplo) é recomendado o uso de medidores sem contato; 
pressão, vários medidores não são adequados para operação em pressões altas, seja diferencial 
23 
 
 
ou absoluta, e por isso, não devem ser aplicados em tanques pressurizados ou vácuos; 
composição química, componentes abrasivos e/ou corrosivos pode apresentar desafios para 
medidores de contato, necessitando de escolha criteriosa de revestimentos; a constante 
dielétrica do material também deve ser levada em conta, principalmente para medidores 
capacitivos, já que a medida é diretamente proporcional a esta; a densidade, principalmente em 
sensores com flutuadores onde a boia deve flutuar de forma satisfatória para uma medida com 
boa confiabilidade. Além disso, a escolha do medidor pode envolver outras restrições, como o 
preço, a facilidade de instalação, manutenção e calibração. 
 
Segundo Igor Macedo Quintanilha (2013), de forma geral, os medidores contínuos 
apresentam saída em corrente de 4-20mA, sendo 4mA o menor nível e 20mA o maior nível a 
ser medido. Desta forma, o medidor deve ser calibrado para o vaso a ser utilizado e a escala é 
interpretada pelo dispositivo, como um CLP (Controlador Lógico Programável). Os medidores 
de nível, no geral, possuem uma saída para o acionamento de um relé, que provê a tensão 
necessária para o acionamento do equipamento ligado. Além disso, sensores com 
microprocessadores podem se comunicar com outros dispositivos, como computadores, e 
fornecer opções de configuração, monitoramento e ajuste. 
 
A tabela 02 a seguir demonstra os equipamentos disponíveis para realizar o controle de 
nível. Mas abaixo na fundamentação teórica estaremos elencando com maior propriedade os 
equipamentos que iremos utilizar neste trabalho. 
 
 
 
 
 
 
 
24 
 
 
 
Tabela 2: Equipamentos de controle de nível 
 
2.4.1 Medição de Nível por Pressão Hidrostática 
 
Segundo Marcelo Giglio Gonçalves (2003), neste tipo de medição usamos a pressão 
exercida pela altura da coluna líquida, para medirmos indiretamente o nível, como mostra a 
seguir o Teorema de Stevin: 
25 
 
 
 
 
Figura 5: Teorema de Stevin 
Fonte: SENAI (2003) 
 
Essa técnica permite que a medição seja feita independente do formato do tanque, seja 
ele aberto, seja pressurizado. Neste tipo de medição, utilizamos um transmissor de pressão 
diferencial cuja cápsula sensora é dividida em duas câmaras: a de alta (H) e a de baixa pressão 
(L). 
 
 
 
Figura 6: Transmissor de pressão diferencial 
Fonte: SENAI (2003) 
 
Este transmissor de nível mede a pressão diferencial, subtraindo-se a pressão da câmara 
alta (H) da câmara baixa (L). 
 
 
Figura 7: Fórmula do Diferencial de Pressão 
Fonte: SENAI (2003) 
26 
 
 
 
2.5 AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL E REGULAÇÃO AUTOMÁTICA 
 
De acordo com M. Georgini (2005), a automação industrial pode ser definida como um 
conjunto de técnicas específicas aplicada a um processo industrial com o objetivo de torná-lo 
mais eficiente, com mais qualidade, com menor desperdício e com um menor custo possível. 
Deste modo a interferência humana no processo é reduzida, gerando uma maior segurança aos 
trabalhadores, aos materiais ou as informações envolvidas no processo. 
 
De acordo com Rosário (2005), a automação industrial pode ser entendida como uma 
tecnologia integradora de três áreas: a eletrônica responsável pelo hardware, a mecânica na 
forma de dispositivos mecânicos (atuadores) e a informática responsável pelo software que irá 
controlar todo o sistema. A regulação automática trata apenas da parte de controle de processos, 
onde através de dispositivos automáticos e variáveis físicas e/ou químicas medidas por meio de 
sensores, aciona atuadores que podem regular o processo de acordo com um objetivo pré-
determinado. Algumas vantagens da regulação automática podem ser descritas, sendo: o 
mecanismo automático não está sujeito a erros provenientes da distração ou do cansaço físico 
e/ou mental que os homens são suscetíveis, tornando a produção mais uniforme; diminui a perda 
por falhas humanas, economizando matéria prima, tempo de mão de obra e energia, 
maximizando a produtividade; e torna o processo mais seguro devidas as razões mencionadas 
acima. 
 
Na automação de um processo industrial, são utilizados dispositivos mecânicos, 
elétricos e eletrônicos que desempenhem funções nas atividades de supervisão e controle, tais 
como coleta e análise de dados e correção de parâmetros. Com isso foram desenvolvidos os 
sensores ou instrumentos de medição, que medem e informam os dados sobre o andamento do 
processo. Foram criados também dispositivos denominados controladores, que recebem e 
processam as informações fornecidas pelos sensores, calculando as medidas a adotar e emitindo 
instruções para os atuadores. 
 
Segundo Heli Ricardo Tadashi Nakagawa (2009), estes são os dispositivos que 
executam as ações que corrigem as variações detectadas pelos outros dispositivos ou alteram 
as respostas do processo. Nesse caso em que a variável de saída é realimentada ao controlador 
27 
 
 
temos um sistema com controle de malha fechada, ou seja, o sistema compara o valor da saída 
com um valor de referência pré-determinado (set-point) e, em função da diferença entre eles 
(erro), diminui ou aumenta o valor da entrada, até que o valor da saída fique igual ao valor pré-
determinado. 
 
Os principais instrumentos que compõem uma malha de controle estejam eles no campo 
ou em uma sala de controle segundo Marco Antônio Ribeiro (1999), são apresentados a seguir: 
 
Controlador - é um dispositivo que monitora e pode alterar as variáveis de saída de um 
sistema dinâmico por meio do ajuste das variáveis de entrada do sistema. Por essa razão, as 
variáveis de saída recebem o nome de controladas e as variáveis de entrada são chamadas de 
manipuladas. Podem ser variáveis, seja de entrada ou de saída, temperatura, pressão, nível, 
vazão, densidade, tempo, velocidade, potência, tensão (elétrica), corrente, frequência, estado 
(ligado ou desligado), peso, dimensão e posição. 
 
Atuador - é o dispositivo que, recebendo o comando do controlador, o converte em uma 
ação física no sentido de alterar a variável que está sendo manipulada. Os atuadores mais 
utilizados na indústria são aqueles associados a válvulas de controle e a motores. No caso das 
válvulas o sinal recebido do controlador é convertido pelo posicionado da válvula em uma 
grandeza hidráulica, pneumática ou elétrica capaz de movimentá-la de forma adequada à ação 
pretendida. Já no caso dos motores, o sinal recebido do controlador comanda a ação dos 
acionadores dos motores, equipamentos eletrônicos capazes de alterar a frequência ou a tensão 
de alimentação dos motores, de forma a produzir movimento na velocidade e torque desejados. 
 
Sensor - é um instrumento cuja função é medir o valor de uma variável. É composto por 
dois elementos com funções diferentes: o primeiro de detecção é a parte do instrumento que 
sofre uma alteração física proporcional à variação do fenômeno que está sendo medido e o 
segundo é aparte do instrumento que converte a variação física sofrida pelo elemento de 
detecção em outra grandeza física mais adequada à medição e à leitura, também chamado de 
transdutor. 
 
Transmissor - é um dispositivo que converte o sinal oriundo do sensor em um sinal 
compatível com o padrão da rede de comunicação. Pode incorporar ou não a função de um 
28 
 
 
sensor. Comercialmente, o termo transmissor é utilizado para designar dispositivos que 
incorporam as três funções – sensor, transdutor e transmissor – em um único produto. 
 
Registrador - é um dispositivo que armazena os valores assumidos pela variável 
controlada, seja através da impressão de um gráfico, seja pela gravação digital dos dados. 
 
Adaptador - é um dispositivo utilizado para permitir a comunicação entre redes. Estão 
incluídos nesta categoria o gateway, ou porta de ligação, e o linkingdevice, que viabilizam a 
troca de dados entre redes diferentes. 
 
2.6 CONTROLADOR LÓGICO PROGRAMÁVEL - CLP 
 
Segundo Eng.º Vitor Finkel (CAP 2011) o controlador lógico programável-CLP, 
também conhecido por PLC do inglês Programmable Logic Controller, é o tipo de controlador 
mais aplicado na indústria. O CLP surgiu na indústria automobilística na década de 1960 para 
substituir os antigos painéis de controle a relés que realizavam a lógica sequencial do controle 
das máquinas. De acordo com a Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT, o CLP 
pode ser definido como “um equipamento eletrônico digital com hardware e software 
compatíveis com aplicações industriais” e segundo a National Electrical Manufacturers 
Association - NEMA, o CLP “é um aparelho eletrônico digital que utiliza uma memória 
programável para armazenar internamente instruções e para implementar funções específicas, 
tais como lógica, sequenciamento, temporização, contagem e aritmética, controlando, por meio 
de módulos de entradas e saídas, vários tipos de máquinas ou processos”. O CLP opera em 
tempo real e pode ser utilizado para controle de uma ou mais entradas e saídas ao mesmo tempo, 
sendo ideal para as indústrias, que possuem cada vez mais processos dinâmicos e flexíveis. 
Outra característica do CLP é poder operar em ambientes com grandes variações de 
temperatura, alta umidade, vibração, poeira e ruídos extremos. É um equipamento voltado para 
necessidades específicas dentro de um processo, pois possibilita ao usuário utilizar um software 
de programação e desenvolver programas para serem aplicados em todo o processo ou em 
apenas algumas partes deste processo. Geralmente estes programas são feitos em um 
microcomputador e depois carregados na memória do CLP. 
 
29 
 
 
2.7 SISTEMA SUPERVISÓRIO 
 
Os sistemas supervisórios permitem que sejam monitoradas e rastreadas informações de 
um processo produtivo ou instalação física. Tais informações são coletadas através de 
equipamentos de aquisição de dados e, em seguida, manipuladas, analisadas, armazenadas e 
posteriormente apresentadas ao usuário. Estes sistemas também são chamados de SCADA 
(Supervisory Controland Data Aquisition). 
 
Os primeiros sistemas SCADA, basicamente telemétricos, permitiam informar 
periodicamente o estado corrente do processo industrial, monitorando sinais representativos de 
medidas e estados de dispositivos, através de um painel de lâmpadas e indicadores, sem que 
houvesse qualquer interface com o operador. 
 
Atualmente, os sistemas de automação industrial utilizam tecnologias de computação e 
comunicação para automatizar a monitoração e controle dos processos industriais, efetuando 
coleta de dados em ambientes complexos, eventualmente dispersos geograficamente, e a 
respectiva apresentação de modo amigável para o operador, com recursos gráficos elaborados 
(interfaces homem-máquina) e conteúdo multimídia. 
 
Para permitir isso, os sistemas SCADA identificam os tags, que são todas as variáveis 
numéricas ou alfanuméricas envolvidas na aplicação, podendo executar funções 
computacionais (operações matemáticas, lógicas, com vetores ou strings, etc) ou representar 
pontos de entrada/saída de dados do processo que está sendo controlado. Neste caso, 
correspondem às variáveis do processo real (ex: temperatura, nível, vazão etc), se comportando 
como a ligação entre o controlador e o sistema. É com base nos valores das tags que os dados 
coletados são apresentados ao usuário. 
 
Os sistemas SCADA podem também verificar condições de alarmes, identificadas 
quando o valor da tag ultrapassa uma faixa ou condição pré-estabelecida, sendo possível 
programar agravação de registros em Bancos de Dados, ativação de som, mensagem, mudança 
de cores, envio de mensagens por Pager, e-mail, celular, etc. 
 
30 
 
 
Um sistema supervisório é definido como uma interface de fácil leitura, com o objetivo 
de converter dados do processo de produção em gráficos ou em “telas amigáveis”, de modo a 
facilitar a percepção e a atuação do operador sobre o processo. De um modo geral é um sistema 
computacional que obtém os dados do processo e os transforma em dados gráficos, mostrando-
os em um monitor conforme Figura 8 que ilustra o supervisório de um sistema de controle de 
tratamento de água (SILVA, 2004; RIBEIRO, 2001). 
 
 
 
Figura 8: IZMIR – Planta de tratamento de água. Wonderwareintouch. 
Fonte: RIBEIRO, 2001 
 
Podendo também ser chamado de IHM (Interface Homem-Máquina), é utilizado 
também de modo inteligente, ou seja, o sistema supervisório lê os dados do processo, logo em 
seguida atua em tal processo de modo a corrigir possíveis alterações no mesmo. Este modelo 
de supervisório inteligente é chamado SCADA (Supervisory Control And Data Aquisition), e 
é utilizado em larga escala na indústria mundial. Através da Figura 9 podemos observar com 
mais clareza a relação do sistema SCADA com o controle do processo (SCADA..., 2008; 
Vianna, 2008) 
 
31 
 
 
 
Figura 9: Sistema SCADA – Diagrama Intouch SCADA. Wonderwareintouch. 
Fonte: Vianna, 2008 
 
2.8 VÁLVULAS DE CONTROLE 
 
O controle pode ser automático ou manual: 
 
Segundo Marco Antônio Ribeiro (1999), o controle manual pode ser remoto ou local. A 
válvula de controle abre e fecha a passagem interna do fluido, de conformidade com um sinal 
de controle. Quando o sinal de controle é proveniente de um controlador, tem-se o controle 
automático da válvula. Quando o sinal de controle é gerado manualmente pelo operador de 
processo, através de uma estação manual de controle, tem-se o controle manual remoto. Na 
atual manual local, o operador atua diretamente no volante da válvula. 
 
A função da válvula de controle é efetuar o controle final no processo, de acordo com a 
malha de controle e seu ajuste. Assim, a válvula manipula uma variável para mantê-la 
controlada dentro do seu set point. Uma válvula de controle é formada por atuador, corpo / 
internos e castelo / engajamento. 
 
32 
 
 
 
Figura 10: Válvula de Controle 
Fonte: http://www.mecatronicaatual.com.br/(2015) 
 
O atuador fornece a força de trabalho para a haste da válvula. O atuador mais 
utilizado no acionamento de válvulas de controle é o do tipo mola-diafragma de câmara 
bipartida. Em uma das partes dessa câmara bipartida, o atuador recebe o sinal de 
controle/acionamento e, na outra parte, o diafragma é fixado a um prato onde estão 
apoiadas a haste e a mola. 
 
 
Figura 11: Atuador tipo Mola Diafragma de Câmara bipartida (em corte) 
Fonte: http://www.mecatronicaatual.com.br/(2015) 
 
Segundo a Fisher Controls International LLC (2005) o atuador geralmente recebe seu 
sinal de um posicionador eletropneumático, que converte o sinal de corrente enviado pelo 
controlador para um sinal pneumático. Esse sinal pneumático é enviado para a entrada de ar da 
câmara do atuador, geralmente com valores de 3 a 15 psi (Ibf/pol2), e é aplicado como pressão 
de acionamento do atuador. Essa pressão se opõe à pressão gerada pela mola que limita o curso33 
 
 
e controla a posição da haste. A relação entre o sinal de acionamento do atuador é linear com o 
deslocamento da haste e por sua vez com o obturador da válvula. 
 
O corpo da válvula de controle é que permite a passagem do fluido. O obturador é uma 
das partes molhadas do corpo da válvula que entra em contato com o fluído, restringindo ou 
liberando sua passagem através do movimento da haste, de acordo com o comando do atuador. 
O tipo de corpo mais utilizado é o da válvula de deslocamento linear do tipo globo de sede 
simples. 
 
Qualquer que seja o tipo de válvula utilizado, a manipulação do fluido é realizada de 
forma semelhante, com a diferença que para cada aplicação industrial, existe um tipo específico 
de válvula. 
 
O castelo localiza-se entre o atuador e o corpo da válvula, justamente para conectá-los. 
Ele tem a função de guiar a haste da válvula, alojar o sistema de selagem do fluido do processo 
e ainda, exerce a função de trocador de calor do sistema de gaxetas para com o ambiente. 
Existem quatro tipos de castelos: 
 
O castelo normal é o castelo padrão, que é utilizado para aplicações comuns onde a 
temperatura do fluido está entre -18 °C e 232 °C. Essa limitação é imposta pelo material da 
gaxeta, visto que, sua localização está bem próxima do flange superior do corpo e, portanto, 
bem próxima ao fluido. 
 
O castelo longo aletado é semelhante ao castelo normal, diferindo em altura, uma vez 
que a sua altura elevada faz com que a caixa ou sistema de gaxetas fique um pouco mais afastada 
do fluido. Sua aplicação é destinada a fluidos com temperaturas entre -45 °C e -18 °C e entre 
232 °C e 430 °C. 
 
O castelo extralongo é fabricado em tubo de aço ou ferro fundido, possuindo ainda mais 
altura que o castelo longo aletado. Ele geralmente é especificado para baixíssimas temperaturas 
ou ainda em criogenia, como de -100 °C a -45 °C. Sua função principal é evitar que o teflon 
das gaxetas se congele. 
 
34 
 
 
O castelo com fole de selagem é utilizado apenas em aplicações especiais, onde o 
processo industrial não permite nem o mínimo vazamento do fluido para o meio ambiente, 
através do sistema de gaxetas. As aplicações desse tipo de castelo normalmente estão 
relacionadas a fluidos radiativos, tóxicos ou explosivos. Embora o castelo com fole possua 
características especiais, ele possui uma limitação de operação em processos, pois seu limite de 
pressão é de 28 kg/cm2 (400 psi) e a temperatura do fluido do processo não podem ultrapassar 
232 °C. 
 
2.9 MEDIDORES DE TEMPERATURA 
 
O físico irlandês William Thomson (Lorde Kelvin) chegou à conclusão de que, se a 
temperatura mede a agitação das moléculas, então a menor temperatura possível aconteceria 
quando as moléculas estivessem em repouso absoluto. A esse estado de repouso térmico 
chamamos zero absoluto. Baseado no conceito de temperatura, ele criou a Escala Absoluta, 
conhecida como Escala Kelvin. 
 
Segundo Michalski, L., Eckersdorf, K. And McGhee, J., (1991), os instrumentos de 
medição operam com diferentes princípios físicos, respondendo à variação da temperatura: 
expansão da substância, provocando alteração de comprimento, volume ou pressão, por 
alteração da resistência elétrica, interação do potencial elétrico de metais diferentes, alteração 
da potência radiante, e alteração da intensidade de carga elétrica em um fotodiodo. 
 
A tabela 03 a seguir demonstra os equipamentos disponíveis para realizar o controle de 
temperatura. Mas abaixo na fundamentação teórica estaremos elencando com maior 
propriedade os equipamentos que iremos utilizar neste trabalho. 
 
35 
 
 
 
Tabela 3: Equipamentos de controle de Temperatura 
 
2.9.1 Termopares 
 
Um termopar é formado por dois condutores elétricos diferentes. Os condutores são 
conectados nas duas extremidades formando um circuito elétrico. Quando as duas extremidades 
conectadas são submetidas a temperaturas diferentes, uma força eletromotriz é gerada. Este é o 
conhecido efeito Seebeck, que o descobriu em 1821. 
 
O aquecimento de dois metais diferentes com temperaturas diferentes em suas 
extremidades gera o aparecimento de uma F.E.M. (da ordem de mV). 
 
Este princípio conhecido, com efeito, Seebeck propiciou a utilização de termopares para 
medição de temperatura. 
 
 
 
 
 
36 
 
 
 
Figura 12: Termopar 
Fonte: Escola Superior de Tecnologia (2013) 
 
Um termopar ou par termométrico consiste de dois condutores metálicos de natureza 
distinta, na forma de metais puros ou ligas homogêneas. Os fios são soldados em um extremo 
ao qual se dá o nome de junção de medição; a outra extremidade, junção de referência é levada 
ao instrumento medidor por onde flui a corrente gerada. 
 
Convencionou-se dizer que o metal A é positivo e B é negativo, pois a tensão e corrente 
gerada são na forma contínua (cc). 
 
2.10 INVERSOR DE FREQÜÊNCIA 
 
Atualmente, a necessidade de aumento de produção e diminuição de custos, se fez 
dentro deste cenário surgir a automação, ainda em fase inicial no Brasil, com isto uma grande 
infinidade de equipamentos foram desenvolvidos para as mais diversas variedades de 
aplicações e setores industriais, um dos equipamentos mais utilizados nestes processos 
conjuntamente com o CLP é o Inversor de Frequência, um equipamento versátil e dinâmico, 
vamos expor agora o princípio básico do inversor de frequência. Um inversor de frequência é 
um dispositivo capaz de gerar uma tensão e frequência trifásicas ajustáveis, com a finalidade 
de controlar a velocidade de um motor de indução trifásico. 
 
 
 
 
 
37 
 
 
 
Figura 13: Configuração Básica de um inversor de frequência 
Fonte: coral. ufsm.br/(2015) 
 
 Circuito de entrada (ponte retificadora não controlada) 
 Circuito de pré-carga (resistor, contator ou relé) 
 Circuito intermediário (banco de capacitores Buss DC, resistores de 
equalização) 
 Circuito de Saída "inversor" (ponte trifásica de IGBT) 
 Placa de controle (micro processada) 
 Placa de driver's (disparo dos IGBT, fontes de alimentação, etc.) 
 Réguas de bornes de interligação (controle de potência) 
 Módulo de frenagem (interno ou externo) 
 
2.10.1 Vantagens e Desvantagens 
 
O inversor de frequência possibilita o controle do movimento do motor CA pela 
variação da frequência elétrica. Entretanto, também realiza a variação da tensão de saída para 
que seja respeitada a característica V/F (Tensão / Frequência) do motor, não produzindo 
aquecimento excessivo quando o motor opera em baixas rotações. Em frequências de operação 
acima da nominal, o acionamento se dá com perda de torque. O inversor promove a elevação 
na frequência sem, entretanto, promover o aumento no valor da tensão aplicada. Isto faz com 
38 
 
 
que haja uma redução no fluxo do motor, trazendo como consequência uma redução no 
conjugado disponível. 
 
Esta região de operação é conhecida como região de enfraquecimento de campo em 
função da redução do fluxo ou campo do motor. Destinados inicialmente a aplicações mais 
simples, os inversores de frequência são atualmente encontrados nos mais diversos usos, desde 
o acionamento de bombas até complexos sistemas de automação industrial. Grande parte das 
aplicações como bombas, ventiladores e máquinas simples, necessitam apenas de variação de 
velocidade e partidas suaves, sendo atendidas plenamente com o uso de inversores com 
tecnologia Escalar ou V/F. Algumas aplicações entretanto, como elevadores, guinchos, 
bobinadeiras e máquinas operatrizes necessitam além da variação de velocidade o controle de 
torque, operações em baixíssimas rotações e alta velocidade de resposta, sendo atendidas por 
inversores com tecnologia Vetorial. 
 
 
Figura 14: Inversor de frequência 
 Fonte: jbv.com.br (2015) 
 
2.11 MEDIDOR DE VAZÃO POR ENGRENAGEM 
 
Os medidores de vazão do tipo “engrenagem” são acoplados diretamente à tubulação do 
processo atravésde conexão tipo rosca ou flange. Indicados para medição de vazão de líquidos 
39 
 
 
viscosos propiciam uma excelente resposta dinâmica na medição de graxas, óleos lubrificantes 
e combustíveis. 
 
O fluido se desloca no interior do medidor, levado da entrada para a saída, através dos 
espaços entre os dentes de suas engrenagens. A cada espaço cabe uma porção bem definida do 
fluido, o que caracteriza o medidor como volumétrico. Um sensor acoplado ao corpo do 
medidor detecta a passagem dos dentes das engrenagens, gerando pulsos elétricos que são 
amplificados, modificados e enviados a um indicador digital, pré-determinador ou totalizador 
 
Desenvolvido para aplicações onde os fluidos são extremamente viscosos. o medidor de 
vazão tipo VDP é construído em diâmetros de 1/8" a 2", em aço carbono, inox, PTFE, latão ou 
outros materiais. 
 
Possui sinais de saída pulso ou 4-20 mA no cabeçote, o que possibilita o envio do sinal 
diretamente a um sistema de supervisão, CLP´s, módulos de aquisição de dados. 
 
Aplicação: óleo BPF, mel, chocolate, resinas, vernizes, asfalto, óleos lubrificantes e 
outros. 
 
Figura 15: Medidor de Vazão tipo Engrenagem 
Fonte:contechind.com.br(2015) 
 
 
40 
 
 
2.12 PARÂMETROS DE PROCESSO DO LAMINADOR DE ENCRUAMENTO 
 
Segundo o Manual de operação da linha, que contempla a utilização do padrão 
operacional PP 600582 onde determinamos todos os Sets poits para a produção de bobinas 
encruadas conforme solicitação do cliente e material a ser beneficiado. 
 
Conforme citado acima este procedimento contém todas as informações necessárias aos 
operadores para que os mesmos ajustem o equipamento a condição de produção e também 
descreve o que fazer se os parâmetros estiverem fora da faixa tolerável, na tabela 04 e 05 abaixo 
contém todas as informações necessárias para a operação do laminador de encruamento. 
 
 
Tabela 4: Parâmetros do Processo do Laminador de Encruamento 
Fonte: CSN 2023 adaptada pelos autores 
41 
 
 
 
Tabela 5: Parâmetros do Processo do Laminador de Encruamento 
Fonte: CSN 2023 adaptada pelos autores 
 
 
 
 
 
 
 
 
42 
 
 
3 METODOLOGIA 
 
 
O trabalho consiste em um estudo qualitativo de caráter exploratório, onde visa 
proporcionar maior proximidade com o problema, objetivando torná-lo explícito ou definir 
hipóteses. Procura aprimorar ideias ou descobrir intuições. Possui um planejamento flexível, 
envolvendo, em geral, levantamento bibliográfico, entrevistas com pessoas que tiveram 
experiências práticas com o problema pesquisado e análise de exemplos similares (GIL, 1996; 
DENCKER, 2000). 
 
Com o auxílio da revisão bibliográfica e do conhecimento técnico do problema, utiliza-
se um método bastante utilizado para examinar, de forma abrangente, diferentes conclusões 
sobre o tema a ser estudado. No caso deste trabalho, o estudo de caso foi relevante para a 
abordagem teórica e técnica, mostrando os problemas e possíveis soluções. Utilizou-se uma 
abordagem de busca de melhorias em outras empresas do grupo, verificando cada item 
mostrado na mesma, e assim chegando a algumas sugestões possíveis de melhorias. 
 
Trata-se de uma abordagem qualitativa do processo de mistura e homogeneidade da 
emulsão, necessário ao processo de laminação por encruamento, onde está dentro dos 
parâmetros definidos pelo processo garante a qualidade superficial das chapas processadas e 
também há uma garantia de dureza superficial exigida pelos clientes atendidos pela fábrica. 
 
O estudo para o processo de mistura de emulsão para laminador de encruamento foi 
dividido em etapas: 
 
 Análise do processo de mistura da emulsão manualmente 
 Análise das perdas de emulsão por concentração acima da permitida 
 Análise das operações executadas pelo operador 
 Proposta para instalação de instrumentos de controle do processo 
 Proposta para instalação de controle dos parâmetros de processo 
 
Para o estudo em questão foram analisadas as operações necessárias para atingir os 
níveis de concentração da emulsão do sistema de lubrificação da tira do laminador de 
43 
 
 
encruamento, onde estas operações fragilizam a condição física do operador da sala de 
lubrificação, pois a mesma se encontra no subsolo do laminador onde temos dois andares e para 
se realizar está verificação o operador realiza o acesso ao 2º andar inferior conforme Figuras 16 
(a,b,c) pelo menos seis vezes a cada abastecimento do reservatório de emulsão o que acontece 
a cada três horas de produção, gerando um tempo de duas horas de desperdício. 
 
 
Figura 16 (a,b,c) : Caminho percorrido pelo operador para acessar sala de 
lubrificação 
Fonte: CSN (2017), adaptada pelos autores 
 
O operador necessita abrir e fechar as válvulas gavetas de abastecimento de água e óleo 
(Figura 17) manualmente. Após o abastecimento é necessário realizar o teste no laboratório 
para atestar o nível de concentração da emulsão que deve estar entre 3 a 9 % de óleo para os 
parâmetros de laminação, conforme material a serem beneficiado. 
 
 
 
 
 
 
 
44 
 
 
 
Figura 17: Válvulas gavetas de abastecimento de água óleo 
Fonte: CSN (2017), adaptada pelos autores 
 
Para controlar os parâmetros de processo foi sugerida a instalação de válvulas de 
controladoras de vazão na saída dos tanques de água e óleo, para o controle da concentração da 
emulsão onde temos através de um PLC os comandos para adicionar na proporção correta a 
quantidade de água e quantidade de óleo para manter a concentração nos parâmetros 
estabelecidos. 
 
Para o acionamento do sistema de abastecimento de água e abastecimento de óleo foi 
instalado no reservatório de emulsão um sensor de nível tipo pressão hidrostática, para realizar 
o acionamento do sistema de abastecimento automático sempre que o reservatório chegar ao 
nível de 59,9% de sua capacidade e desligar o sistema de abastecimento quando atingir 100% 
de sua capacidade. 
 
Para realizar o controle da temperatura dos reservatórios foram instalados nos 
reservatórios válvulas de controle de temperatura da água, do óleo e da emulsão o que garante 
sua homogeneidade e também a qualidade necessária à lubrificação da tira no laminador de 
encruamento. 
 
 
 
 
 
 
45 
 
 
4 ANÁLISE DO PROCESSO DE MISTURA DA EMULSÃO MANUALMENTE 
 
Nas Figuras 18 (a,b) e 19 mostram o local e válvulas que são necessárias ser operadas 
para a realização do abastecimento do reservatório de emulsão para lubrificação da tira no 
laminador de encruamento, onde podemos verificar que o operador sofre os riscos ergonômicos 
por esforço físico para abertura e fechamento das válvulas gavetas e também riscos de fadiga 
física por exposição a temperaturas elevadas na sala de óleo do laminador de encruamento. 
Podemos verificar também a grande distância percorrida para o abastecimento dos reservatórios 
o que demanda um desperdício de recurso humano para atividades que não agregam valor ao 
produto a ser produzido. 
 
Após o abastecimento do reservatório de emulsão o operador realiza as manobras 
inversas das válvulas gavetas para cessar o abastecimento do reservatório de emulsão. 
 
 
Figura 18 (a,b) : Válvulas gavetas de abastecimento de vapor, água e óleo. 
Fonte: CSN (2017), adaptada pelos autores 
 
 
 
 
 
 
 
46 
 
 
 
Figura 19: Reservatório de emulsão 
Fonte: CSN (2017), adaptada pelos autores 
 
5 ANÁLISE DAS PERDAS DE EMULSÃO POR CONCENTRAÇÃO ACIMA DA 
PERMITIDA 
 
Neste caso verificamos a necessidade de após o abastecimento manual do reservatório 
de emulsão, o operador deve coletar uma amostra da emulsão e se deslocar até o laboratório de 
análise de emulsão e verificar se a concentração da emulsão está dentro dos parâmetros 
estabelecidos para o processo de lubrificação da tira no laminador de encruamento que deve 
estar entre 3 a 9 % de óleo na emulsão. 
 
Se este valor ficar acima dos parâmetros estabelecidos o operadordeve retornar a sala 
de óleo e realizar o descarte de parte desta solução para que o nível do reservatório abaixe e 
possa ser adicionada água na emulsão para abaixar o percentual de concentração, este 
desperdício gera um custo em torno de R$ 120.000,00 anual em média com o descarte de 
solução e desvio de material por manchas de solução. 
 
Após um novo abastecimento deverá ser retirado a amostra e realizar a análise no 
laboratório para checar o nível de concentração da emulsão. 
 
47 
 
 
 
Figura 20: Válvula de descarte de emulsão 
Fonte: CSN (2017), adaptada pelos autores 
 
 
6 ANÁLISE DAS OPERAÇÕES EXECUTADAS PELO OPERADOR DA SALA DE 
LUBRIFICAÇÃO 
 
No posto em questão foi observado que o operador, (neste caso é necessário um por 
turno), o que resulta em cinco operadores para executar estas tarefas que se resumem a controlar 
os níveis dos reservatórios de água, de óleo e o de emulsão. Estas tarefas se fazem necessárias 
para garantir a qualidade do produto final que é produzir chapas de aço encruadas sem defeito 
superficial e com a dureza necessária para a aplicação dos clientes. 
 
Além de se deslocarem constantemente da cabine de operação do laminador conforme 
(Figura 21) abaixo, onde é controlado o processo os mesmos desprendem 50% do seu tempo 
para executar está tarefa de abertura e fechamento de válvulas gavetas em um ambiente nocivo 
a segurança 
 
48 
 
 
 
Figura 21: Cabine de operação do laminador de encruamento 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
O operador se desloca duas vezes durante seu turno normalmente para realizar este 
abastecimento e verificação da concentração da emulsão, onde a prática repetitiva desta 
atividade de abertura e fechamento de válvulas gaveta se torna um agravante na sua ergonomia, 
até mesmo pelo esforço gerado na abertura destas válvulas e também o posicionamento físico 
no equipamento em questão e também pelo seu deslocamento do seu posto de trabalho até a 
sala de lubrificação conforme ilustra as figuras a seguir: 
 
1ª Escada de acesso à sala de lubrificação: 
 
 
Figura 22: 1º Deslocamento 
Fonte: CSN (2017), adaptada pelos autores 
 
 
49 
 
 
2ª Escada de acesso à sala de lubrificação 
 
 
Figura 23: 2º Deslocamento 
Fonte: CSN (2017), adaptada pelos autores 
 
 3ª Escada de acesso à sala de lubrificação 
 
 
Figura 24: 3º Deslocamento 
Fonte: CSN (2017), adaptada pelos autores 
 
 
 
50 
 
 
4ª Escada utilizada para acessar o local onde fica localizado o reservatório de emulsão 
 
 
Figura 25: 4º Deslocamento 
Fonte: CSN (2017), adaptada pelos autores 
 
5º Reservatório onde é coletada a amostra da emulsão para análise 
 
 
Figura 26: 5º Deslocamento 
Fonte: CSN (2017), adaptada pelos autores 
51 
 
 
7 RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
 
7.1 INSTALAÇÃO DE INSTRUMENTOS DE CONTROLE DO PROCESSO 
 
Foi proposto para realizar o controle do processo de abastecimento de água e óleo no 
reservatório de emulsão do processo de lubrificação da tira no laminador de encruamento os 
seguintes equipamentos: 
 
7.1.1 Reservatório de água 
 
Para realizar o controle de temperatura foi instalado um PT -100 (Figura 27) para 
controle de temperatura (60ºC). 
 
 
Figura 27: Transmissor de temperatura aplicado 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores. 
 
Que transmite informação para a válvula de vazão de vapor tipo ON/OFF (Figura 28) 
que atua aberta quando a temperatura atinge o range inferior de 50,9ºC e atua fechada quando 
a temperatura atinge o range superior a 70ºC. 
 
 
 
52 
 
 
 
Figura 28: Válvula controladora de temperatura Aplicada 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
Para realizar o controle de abastecimento do tanque de água foi instalado um sensor de 
nível de pressão diferencial (Figura 29), 
 
 
Figura 29: Sensor de nível por pressão diferencial instalado 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
 
 
 
53 
 
 
Que acoplado a um transdutor (Figura 30), 
 
 
Figura 30: Transdutor do sensor de nível 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
Transfere informação para a válvula de vazão tipo ON/OFF (Figura 31), que atua aberta 
quando o nível do tanque atingir 50% de sua capacidade e atua fechada quando o range superior 
atinge 100%. 
 
 
Figura 31: Válvula controladora de vazão de água aplicada 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
 
54 
 
 
7.1.2 Reservatório de óleo 
 
Para realizar o controle de temperatura foi instalado um PT -100 (Figura 32) para 
controle de temperatura (40ºC) 
 
 
Figura 32: Transmissor de temperatura aplicado 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
Transmite informação para a válvula de vazão de vapor tipo ON/OFF (Figura 33), que 
atua aberta quando a temperatura atinge o range inferior de 31,9ºC e atua fechada quando a 
temperatura atinge o range superior a 50ºC. 
 
 
Figura 33: Válvula controladora de temperatura aplicada 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
55 
 
 
 
Para realizar o controle de abastecimento do tanque de óleo foi instalado um sensor de 
nível de pressão diferencial (Figura 34) 
 
 
Figura 34: Sensor de nível por pressão diferencial instalado 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
Que acoplado a um transdutor (Figura 35) 
 
 
Figura 35: Transdutor do sensor de nível 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
56 
 
 
Transfere informação para a válvula de vazão tipo ON/OFF (Figura 36), que atua aberta 
quando o nível do tanque atingir 59,9% de sua capacidade e atua fechada quando o range 
superior atinge 100%. 
 
 
 
 
Figura 36: Válvula controladora de vazão de óleo aplicada 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
7.1.3 Reservatório de emulsão 
 
Para realizar o controle de temperatura foi instalado um PT -100 (Figura 37) para 
controle de temperatura (55 a 65ºC) 
 
 
Figura 37: Transmissor de temperatura aplicado 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
57 
 
 
 
Transmite informação para a válvula de vazão de vapor tipo ON/OFF (Figura 38), que 
atua aberta quando a temperatura atinge o range inferior de 59,9ºC e atua fechada quando a 
temperatura atinge o range superior a 70ºC. 
 
 
Figura 38: Válvula controladora de temperatura aplicada 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
Para realizar o controle de abastecimento do tanque de emulsão foi instalado um sensor 
de nível de pressão diferencial (Figura 39) 
 
 
Figura 39: Sensor de nível por pressão diferencial instalado 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
58 
 
 
Que acoplado a um transdutor (Figura 40) 
 
 
Figura 40: Transdutor do sensor de nível 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
Transfere informação para a válvula medidora de vazão de água tipo engrenagem 
(Figura 41), que atua quando o nível do reservatório de emulsão atingir 60% de sua capacidade 
e se fecha quando o range superior atinge 100%. 
 
 
Figura 41: Válvula medidora de vazão de água aplicada 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
 
 
 
59 
 
 
Está válvula de medidora de vazão de água está ligada a um transdutor (Figura 42) 
 
 
Figura 42: Transdutor da válvula medidora de vazão de 
engrenagem 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
Que manda informação para válvula medidora de vazão de óleo (Figura 43) 
 
 
Figura 43: Válvula medidora de vazão de engrenagem 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
Para que a mesma possa controlar através de um inversor de frequência a velocidade da 
bomba tipo parafuso (Figura 44), onde se realiza o controle de concentração da emulsão. 
60 
 
 
 
Figura 44: Bomba de óleo tipo parafuso 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
Pois através da diferença de vazão de água 1,535m³/h pela vazão de óleo 0,635m³/h, 
temos a concentração correta da emulsão que deverá ser aplicada no laminador. 
 
7.2 INSTALAÇÃO DO CONTROLE DOS PARÂMETROS DO PROCESSOFoi proposto para realizar o controle dos parâmetros do processo de abastecimento de 
água e óleo no reservatório de emulsão do processo de lubrificação da tira no laminador de 
encruamento, utilizando um CLP (Controlador Lógico Programável) em conjunto com o 
sistema supervisório, onde proporciona um controle total dos equipamentos instalados na sala 
de lubrificação pelo operador localizado na cabine de operação (Figura 45) 
 
61 
 
 
 
Figura 45: Cabine de operação do laminador de encruamento 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
O sistema é totalmente interativo do tipo toque na tela o que facilita em sua totalidade o 
monitoramento e o controle dos equipamentos como mostra abaixo a figura da tela principal de 
operação da sala de lubrificação (Figura 46) 
 
 
Figura 46: Tela do sistema de controle dos parâmetros de 
processo 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
62 
 
 
Nesta tela estão disponíveis todas as informações necessárias a operação da sala de 
lubrificação, como temperatura dos reservatórios, nível dos reservatórios, vazão em cada 
sistema. 
 
Este sistema possibilita a verificação das informações de set point das variáveis e 
também permite o seu ajuste na própria tela do monitor (Figura 47), o que facilita se houver 
qualquer necessidade de alteração dos parâmetros de processo. 
 
 
Figura 47: Tela indicando o possível ajuste do set point da 
temperatura reservatório de emulsão 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
Na tela de controle podemos controlar todo processo desde da adição de água e óleo nos 
respectivos reservatórios até a aplicação da emulsão na tira. Está é controlada por uma válvula 
de controle de vazão ON/OFF que está regulada para 2,35m³/h, com uma pressão também 
63 
 
 
controlada por uma válvula de controladora de pressão regulada para 4,5kg/cm² como mostra a 
(Figura 48). 
 
 
Figura 48: Tela indicando o monitoramento da aplicação de emulsão na 
tira 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
 
 
64 
 
 
8 CONCLUSÃO 
 
 
Com o objetivo de se manter os parâmetros definidos de qualidade da emulsão foram 
atingidos aplicando os equipamentos e software que permite o controle automático da sala de 
lubrificação. 
 
Contudo os ganhos não ficaram apenas na garantia de qualidade da emulsão para o 
processo de encruamento de tiras, podem-se citar outras melhoras importantes com 
automatização, como por exemplo. 
 
O operador não necessita se deslocar a sala de lubrificação duas vezes ao turno para 
realizar as manobras das válvulas e coletar para análise amostra da emulsão, onde a melhora 
dos aspectos ergonômicos pôde ser observada pelo conforto gerado para o operador e também 
pela eliminação da exposição do mesmo a um ambiente com temperaturas elevadas. 
 
Podemos notar que com o atual controle automático dos equipamentos a concentração 
da emulsão permanece sempre dentro dos parâmetros de processo eliminando assim a 
necessidade do descarte de emulsão, gerando uma redução de custo de R$ 120.000,00 ao ano 
na média, conforme gráfico 01 abaixo que demonstra a evolução do consumo de óleo antes da 
instalação do controle automatizado e depois do controle instalado que ocorreu em 2019. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
65 
 
 
 
Gráfico 1: Indicador de consumo de óleo 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
Com a economia de tempo gerada pela implantação da automatização, os desperdícios 
de tempo que ocorriam a cada turno com os operadores se deslocando ao 2º andar inferior, onde 
foi possível deslocar um operador de cada turno no que resulta em cinco operadores para outras 
atividades dentro da fábrica, gerando assim uma produtividade de mão de obra para produzir 
as bobinas encruadas. 
 
Neste caso pode se observar que o índice que mede a produtividade por homem do 
laminador de encruamento antes da automatização estava em média anual em 988 toneladas por 
homem e atualmente este índice se encontra na média anual em 1034 toneladas por homem, o 
que representa um aumento de produtividade em torno de 4,65%, conforme demonstrado no 
gráfico 02 abaixo a evolução das toneladas por homem produzido no laminador de encruamento 
aumentando após a instalação da automatização da sala de óleo. 
 
 
 
 
 
 
66 
 
 
 
Gráfico 2: Indicador Tonelada Produzida por Homem 
Fonte: CSN (2023), adaptada pelos autores 
 
As oscilações presentes no gráfico 02 acima se devem a quantidade de demanda de 
produção para o laminador que varia de acordo com a carteira de produção negociada com a 
área comercial da SIDERÚRGICA. 
 
Pode-se notar que após a implantação da automatização do sistema de lubrificação da 
tira, todos os operadores se mostraram satisfeitos pela melhora da condição de trabalho e 
alertando aos inspetores de manutenção qualquer anomalia que o sistema apresente para que 
seja normalizado de imediato, para não retornarem a antiga condição de controle da emulsão. 
 
Foram criadas atividades de manutenção preditiva e manutenção preventiva para manter 
o sistema sempre em condições de operação no modo automático, o que garante a qualidade do 
processo e o aumento da vida útil dos ativos da empresa. 
 
8.1 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS 
 
Com a implantação da automatização e seu funcionamento durante 12 meses, surgiram 
algumas novas sugestões para serem aplicadas neste sistema de controle dos parâmetros de 
processo. 
 
67 
 
 
Verificamos que a válvula de vazão que controla a emulsão aplica nos chuveiros da 
cadeira de laminação são do tipo ON/OFF e com isso não existe controle para diminuir a 
aplicação de emulsão na tira a ser laminada na aceleração do laminador no início do processo 
de encruamento da bobina e também na desaceleração no final da bobina, em todo o tempo que 
o sistema está com a válvula acionada está com uma vazão de 2,35m³/h. 
 
Como toda emulsão que se aplica na tira não é reaproveitada há uma oportunidade de 
melhoria no sistema que implicara na redução de custo no processo de laminação. 
 
Estamos sugerindo a instalação de válvulas de vazão proporcionais que serão acionadas 
proporcionalmente com a velocidade de laminação, com isso somente será aplicada emulsão 
suficiente para lubrificação da tira em todo o processo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
68 
 
 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
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CLP e sistema supervisório. 2000. 99f. Relatório de estágio. Graduação. Universidade 
Regional de Blumenau. Blumenau: 2000 
 
Harold E. Soisson; Instrumentação Industrial. Hemus Livraria, Distribuidora e Editora S.A. 
– Curitiba – PR: 2002. 
 
SILVEIRA, P.R.; SANTOS, W. Automação e controle discreto. Érica. São Paulo: 1999. 
 
ROSÁRIO, J. M.; Princípios de Mecatrônica. São Paulo. Pearson: 2005. 
 
GEORGINI, M.; Automação Aplicada: Descrição e implementação de sistemas seqüências 
com PLC´s. Erica, São Paulo: 2005. 
 
http://pt.wikibooks.org/wiki/Mec%C3%A2nica_dos_fluidos/Classifica%C3%A7%C3%A3o_
dos_medidores_de_n%C3%ADvel (Mecânica dos fluidos/Classificação dos medidores de 
nível) 
 
http://www.ece.ufrgs.br/~jmgomes/pid/Apostila/apostila/node6.html (controle de malha 
fechada) 
 
http://www.emeco.com.br/prod_categoria.asp?categoria=Tipo%20B%C3%B3ia (fornecedor 
de boia para tanque de mistura) 
 
CURSO DE AUTOMAÇÃO INDUSTRIAL FUMEP – Fundação Municipal de Ensino de 
Piracicaba (apostila) 
 
MOURÃO, Marcelo B.; GENTILE, Erberto F. - Introdução à Siderurgia - São Paulo: 
ABM,2007. 
 
http://www.inicepg.univap.br/cd/INIC_2009/anais/arquivos/1127_1441_01.pdf 
 
http://www.inspetordeinstrumentacao.com.br/biblioteca/Valvula%20Controle%205a.pdf 
 
Control Valve Handbook 3rd edition – Fisher Controls International. Marshalltown, Iowa-
USA, 2001 
 
Catálogos e Manuais de Válvulas de Controle tipo Globo – Masoneilan, 2004. 
 
Catálogos e Manuais de Válvulas de Controle