Sistema de Amarração da Bateria de Coque - REFRAMAX

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REFRAMAX
ENGENHARIA DE MANUTENÇÃO
SISTEMA DE AMARRAÇÃO DA BATERIA DE COQUE
Fundamentos teóricos, engenharia da amarração e procedimento técnico de ajuste — buckstays, tirantes e molas
Coqueria | Instalação BX-CB-COB1 — Baterias de Coque
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SUMÁRIO
O que vamos ver
01
Fundamentos teóricos
Dilatação térmica, refratário e por que a bateria precisa de amarração
02
Engenharia do sistema
Buckstay, tirantes e a mecânica das molas de tensionamento
03
Os grupos de molas
S1-S12, S13/S14, S15 (tirante) e S16-S18 (regenerador)
04
Consequências técnicas
O que acontece quando o ajuste não é feito corretamente
05
Segurança
EPI, liberação de área e permissões de trabalho
06
Execução em campo
Passo a passo real, com fotos, de cada etapa de ajuste
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SEÇÃO 01
Fundamentos Teóricos
Por que uma bateria de coque precisa de um sistema de amarração ativo
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FUNDAMENTOS TEÓRICOS
O refratário empurra — e precisa ser contido
Uma bateria de coque é formada por dezenas de fornos justapostos, revestidos com tijolos refratários de sílica (a heating wall), operando em alta temperatura de forma contínua — o forno não passa por um ciclo de resfriamento.
No pico de temperatura da coqueificação, a alvenaria tenta se expandir para os lados, empurrando o buckstay para fora.
Sem um sistema que absorva esse empurrão continuamente, a própria força de expansão quebraria ou esmagaria os tijolos.
A engenharia resolve isso com tirantes horizontais (por cima, pelo teto, e por baixo, pela fundação) e molas helicoidais de alta pressão nas pontas — um sistema elástico vivo, não uma estrutura rígida.
ABSORÇÃO DA EXPANSÃO
15 a 25 toneladas
de força de compressão aplicada por cada mola contra o buckstay
Em vez de os tijolos quebrarem sob a própria força de expansão, a mola comprime e absorve o deslocamento — sem perder a integridade estrutural da parede.
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FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Como o calor se propaga pela estrutura
O aquecimento contínuo da bateria — que gera o empurrão da alvenaria contido pelo sistema de amarração — chega até o buckstay por três mecanismos de transferência de calor.
Condução
O calor se propaga pelos próprios tijolos refratários e pela estrutura metálica, da parede quente (heating wall) em direção ao buckstay — o mecanismo dominante na transferência de calor pela alvenaria.
Convecção
Os gases da coqueificação e o ar de combustão circulam dentro do forno e dos regeneradores, transportando calor entre as diferentes partes da bateria ao longo do ciclo de enfornamento/desenfornamento.
Radiação
O forno recém-enfornado absorve calor das paredes vizinhas; o forno já coqueificado irradia calor de volta para a estrutura — esse fluxo alternado entre fornos gera diferenças de temperatura ao longo da bateria.
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FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Nem todo tijolo dilata igual
A estrutura refratária da bateria combina diferentes tipos de tijolo — sílica, sílico-aluminosos e isolantes — cada um com uma faixa de temperatura de trabalho e um comportamento de dilatação próprio.
Os tijolos de sílica revestem a heating wall — a parede diretamente exposta à coqueificação, entre 900°C e 1.350°C — porque mantêm dilatação estável dentro dessa faixa, sem variação dimensional brusca.
Os tijolos sílico-aluminosos e isolantes ficam nas regiões de temperatura mais baixa (topo e regeneradores) e sofrem mais deslocamento e pressão com a variação térmica ao longo do dia.
É essa combinação — um núcleo estável de sílica cercado de partes que se deslocam mais — que faz o sistema de amarração precisar absorver continuamente pequenas variações de dimensão em toda a estrutura.
MASSA TÉRMICA DA BATERIA
≈ 85 mil toneladas
de tijolos de sílica na estrutura da bateria
Cada grau de variação de temperatura nessa massa libera ou absorve cerca de 12.800 Mcal — por isso pequenas oscilações térmicas já bastam para movimentar toda a estrutura de amarração.
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FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Anatomia do sistema de amarração
Buckstay
Coluna metálica vertical que envolve cada forno pelos dois lados, transmitindo a força de compressão à parede.
Cross tie rod
Barra de aço horizontal que passa por cima (teto da bateria) e por baixo (fundação), conectando o buckstay de um lado ao do outro — recebe a mola S15 na ponta.
Heating wall
Parede de tijolos refratários que sofre a dilatação térmica do processo de coqueificação.
Protection plate
Chapa que protege as molas de sujeira e impacto — removida antes de medir/ajustar.
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FUNDAMENTOS TEÓRICOS
A mola como elemento de tensionamento calibrado
Cada mola do sistema (S1 a S18) funciona como um elemento elástico calibrado: ela resiste ao afastamento do buckstay dentro de uma faixa de compressão pré-definida — o range operacional.
Mola dentro do range
Absorve a dilatação térmica do refratário e ainda mantém pressão suficiente para manter a alvenaria alinhada e as juntas fechadas.
Mola frouxa (abaixo do range)
Perde a capacidade de manter a pressão constante contra a alvenaria em expansão — surgem folgas, desalinhamento e vias de escape para os gases da coqueificação.
Mola tensionada demais (acima do range)
Concentra carga em pontos localizados da alvenaria, acelerando desgaste, lascamento dos tijolos e fadiga do próprio componente metálico.
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FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Quatro grupos, quatro funções distintas
S1 e S15
Tirante transversal (cross tie)
Seguram o "tranco" da amarração horizontal — S1 no próprio buckstay, com macaco cruzado P/S↔C/S; S15 no tirante, na ponta oposta dessa mesma linha de tensionamento.
S13 – S14
Sustentação da parede espelho
Seguram a chapa de parede espelho (headwall), na extremidade da bateria — o ponto de encontro entre fornos.
S2 – S12
Grupo principal de amarração
Distribuídas ao longo da altura do buckstay, comprimem a alvenaria continuamente contra a parede, formando a amarração do corpo do forno.
S16 – S18
Buckstay independente — regenerador
Atuam num buckstay próprio, separado do que sustenta a heating wall do forno — seguram apenas as paredes internas do regenerador.
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FUNDAMENTOS TEÓRICOS
Por que a S15 exige mais cuidado técnico
Enquanto as molas S2-S14 trabalham comprimindo o buckstay contra a parede (força perpendicular à heating wall), a 
S15 atua no tirante horizontal
que conecta um buckstay ao buckstay do lado PS para o CS, oposto da bateria — a mesma função que a S1 exerce dentro do próprio buckstay, com macaco cruzado P/S↔C/S.
Ela "segura o tranco" dessa conexão: se estiver fora do range, o desequilíbrio de tensão não fica isolado num ponto — ele se propaga para o alinhamento geral daquele par de buckstays.
Por isso o ajuste da S15 usa macaco hidráulico e bomba (manual ou elétrica) — para aplicar e controlar a força com precisão, em vez de força manual direta.
⚠
Risco de ruptura sob tensão
O tirante trabalha tensionado o tempo todo. Por isso, ao acessar essa região pela plataforma de trabalho aéreo, o colaborador nunca deve se posicionar de frente para ele — sempre pela lateral, fora do raio de ação, entrando na altura correta somente para medir.
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FUNDAMENTOS TEÓRICOS
O que está em jogo: vida útil da bateria
Com ajuste correto e periódico
Pressão uniforme sobre toda a alvenaria refratária
Juntas seladas — sem vias de escape para gases
Paredes alinhadas, sem pontos de concentração de carga
Desgaste do refratário dentro do esperado para a campanha
Sem ajuste (fora do range)
Folgas e trincas por perda de compressão uniforme
Vazamento de gases de coqueificação pelas juntas
Lascamento e desgasteacelerado dos tijolos
Redução da vida útil da bateria antes da reforma
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SEÇÃO 02
Segurança
EPI, liberação de área e permissões antes de qualquer ajuste
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SEGURANÇA
Equipamentos de Proteção Individual
1
Óculos de ampla visão
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Capacete c/ jugular
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Luvas de vaqueta cano longo
4
Protetor facial
5
Calçado de segurança
6
Máscara p/ vapores orgânicos
7
Capuz
8
Blusão/calça anti-chamas
9
Cinto tipo paraquedista
Contatos de rádio: Manutenção 39 | Emergência 01 (911) | Operação 44. Usar detector multigases em toda a coqueria. Direito de recusa sempre que necessário (FM-17-0012).
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SEGURANÇA
Liberação de área e permissões de trabalho
1
Dirigir-se à sala de operação e solicitar formalmente a liberação da área (FM-17-0027).
2
Confirmar com o operador a desabilitação dos sensores de ar/gás e fumaça da bateria.
3
Verificar a necessidade de Permissão para Trabalho Especial (PTE).
PTE NECESSÁRIA?
☐ Eletricidade (FM-17-0004)
☐ Espaço confinado (FM-17-0147)
☐ Trabalho a quente (FM-17-0081)
☐ Trabalho em altura (FM-17-0005)
Por que fazer isso antes de tocar em qualquer mola
Os sensores monitoram a bateria continuamente. Mexer nas molas com eles ativos pode gerar alarme falso ou mascarar um vazamento real — desabilitar com o operador ciente evita os dois problemas.
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Painel na sala de controle — solicitar ao operador
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SEÇÃO 03
Execução em Campo
Passo a passo real de ajuste, com fotos de cada etapa
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EXECUÇÃO EM CAMPO
Ferramentas e recursos necessários
🔧
Chave combinada
🔧
Chave catraca nº30 + extensor
🔧
Chave de ajuste de molas
🔧
Macaco hidráulico
🔧
Trena
🔧
Extensões elétricas e soquete nº30
🔧
Escadas móveis
🔧
Lubrificante / desengripante
🔧
Parafusadeira elétrica de 1"
🔧
Bomba hidráulica (manual/elétrica)
🔧
Door service car / plataforma elevatória
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ETAPA 1
Ajuste da Mola S1
Solicitar ao operador que desabilite os sensores de ar/gás e fumaça.
Medir a mola S1 do lado C/S (caixas de fumaça).
Instalar o macaco hidráulico e ajustar conforme o range — o lado esquerdo do P/S movimenta a mola do lado direito do C/S, e vice-versa.
Ao final, solicitar ao operador que reabilite os sensores.
Como o macaco fica no P/S e a mola ajustada é a do C/S, são precisos dois colaboradores no P/S e um no C/S, comunicando-se por rádio para acompanhar o resultado.
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ETAPA 2
Ajuste das Molas S2, S3 e S4
Acessar as caixas por escada móvel, com cinto de segurança conectado.
Medir as molas S2, S3 e S4; ajustar com chave catraca nº30 (com extensor) ou parafusadeira elétrica a bateria.
Repetir a sequência em todos os fornos/buckstays da bateria.
Sobre as molas S16, S17 e S18
São independentes do grupo S2-S12: seguram as paredes internas do regenerador, não a parede de aquecimento do forno. A lógica de medição e ajuste é a mesma, mas atuando sobre um componente estrutural diferente da bateria.
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ETAPA 3.1
Grupo de Molas S5 a S12
Remover a proteção das molas S5 a S12 (lado esquerdo e direito de cada buckstay) antes de medir ou ajustar.
Medir todas as molas dessa faixa.
Ajustar as fora do range com parafusadeira elétrica de 1" + extensor + soquete nº30.
Recolocar a proteção ao final.
Por que essa faixa recebe tanta atenção
Sustentam boa parte da carga de amarração do corpo do forno. A proteção evita fadiga por sujeira/corrosão, e a ferramenta motorizada garante o mesmo torque em todos os pontos.
Ajuste do bracing S5
Ajuste da S12
Tampa de proteção da mola
Medição com trena, em série
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ETAPA 3.2
Molas S13 e S14 — Sustentação da Parede Espelho
Medir as molas S13 e S14 com trena, conferindo o range operacional.
Ajustar com chave catraca e chave combinada, se necessário.
Limpar os componentes e reconferir a medida final.
Por que S13/S14 são tratadas à parte
Diferente das S5-S12, que amarram o corpo do forno, essas sustentam a chapa de parede espelho — a extremidade da bateria. Erro aqui compromete o encaixe com a última câmara de combustão, favorecendo vazamento na junta mais exposta.
Medição com trena
Ajuste com chaves
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ETAPA 3.3
Mola S15 — O Tirante (Cross Tie Rod)
Medir e ajustar com macaco manual — as fora do range recebem pressão e movimentação da porca até o padrão (door service car / plataforma elevatória).
Alternativa: bomba eletro-hidráulica/manual — instalar o macaco no lado P/S ou C/S, pressurizar e mover a porca até o padrão.
Pintar os tirantes com tinta cinza, se necessário.
A S15 trabalha ao contrário das demais
Segura o "tranco" da amarração em sentido oposto ao das molas de buckstay — erro aqui afeta o equilíbrio de tensão da bateria como um todo, não só um ponto localizado.
Kit do macaco
Macaco montado
Macaco em operação
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ETAPA 3.3
Mola S15 — Acesso Seguro pela Plataforma
⚠ Nunca ficar na frente do tirante
Ao acessar a região da S15 pela plataforma de trabalho aéreo (PTA), o colaborador deve sempre se posicionar fora do raio de ação do tirante — nunca de frente para ele — devido ao risco de ruptura sob tensão.
A aproximação correta é sempre pela lateral, entrando na altura de trabalho somente para realizar a medição — nunca subindo diretamente à frente da mola/tirante.
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REFERÊNCIA TÉCNICA
Padrão técnico de regulagem — todas as molas
	Mola	Valor	Mola	Valor	Mola	Valor	Mola	Valor	Mola	Valor	Mola	Valor
	S1	340	S2	189	S3	145	S4	145	S5	274	S6	282
	S7	286	S8	281	S9	276	S10	283	S11	282	S12	274
	S13	282	S14	274	S15	350 (lim. 355)	S16	251	S17	139	S18	139
Qualquer leitura fora desses valores exige ajuste imediato, seguindo o passo a passo técnico apresentado nas seções anteriores — nunca deixar uma mola fora do range "para depois".
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ENCERRAMENTO
Finalização e devolução da área
Organizar e limpar a região do equipamento/área, descartando o que não terá mais uso.
Descartar graxa contaminada e trapos sujos nos tambores específicos da baia de descarte.
Comunicar à operação o término da atividade e solicitar o desbloqueio do equipamento.
Encerrar a documentação de segurança e a liberação de área.
Entregar o registro assinado por todos os executantes para o PCM dar baixa e arquivar.
💡
Por que o fechamento importa tanto quanto o ajuste
Devolver a área limpa e comunicar corretamente evita que a operação retome o equipamento antes da hora, e evita passivos ambientais pelo descarte incorreto de resíduos contaminados.
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REFRAMAX
Manual técnico concluído.
Segurança, precisão técnica e comunicação entre a equipe são o que garante a vida útil da bateria a cada campanha.
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