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Estudo de Viabilidade para Implantação de uma Fundição de Ferro Fundido e Aço

Elvis Euzébio Cascaes

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Este trabalho baseia-se nos estudos de implantação de uma fundição de pequeno/médio porte,

abrangendo todas as etapas para execução do projeto, dentre elas destacam-se: definição do processo

produtivo, definição e aprovação do layout, aprovação das propostas técnicas, compra efetiva dos

equipamentos, realização da obra civil, montagem dos equipamentos e start-up da fabrica. Acredita-se

que a eficácia de uma nova planta, sem dúvida, inicia-se no projeto, onde particularidades podem ser

previamente estudadas e dessa forma prever e evitar situações indesejáveis além de aperfeiçoar o

processo, reduzindo custos e principalmente modernizando para um processo favorável, uma produção

mais limpa, reduzindo os impactos ambientais. Para essa analise, foi aproveitado o estudo e

implantação de uma unidade fabril com capacidade para uma produção de 180 toneladas/mês, com

produção de aço fundido baixo e médio carbono, aços ligados, aços manganês, além de toda linha de

ferros fundidos grafíticos, destacando seus respectivos tratamentos térmicos que são: Alívio de tensões,

recozimento, normalização, tempera e revenimento.

Palavras Chaves: Fundição e Metalurgia, Mecanização Otimizada, Aço Fundido e Ferro Fundido.

1 INTRODUÇÃO

O mercado da indústria de fundição vem tendo destaque em seu crescimento no âmbito nacional

e demonstra grande expectativa. Entidades relacionadas ao setor – Associação Brasileira de Fundição

vêm trabalhando energeticamente junto ao governo no intuito de inibir as importações que crescem

consideravelmente e na maioria dos casos apresentam baixos custos. Podendo ainda citar outro grande

obstáculo à dificuldade de se compor o preço de venda diante do dólar caindo diariamente, onde os

critérios não são os mesmos entre o mercado interno e externo.

As empresas têm que ser competitivas no âmbito internacional, sem, contudo, deixar de serem

lucrativas, pois lucratividade está diretamente ligada a investimento, pesquisa e tecnologia, o que

permite manter a competitividade e então termos um ciclo virtuoso.

Mediante isso, as empresas consumidoras de fundidos estão em busca de soluções para minimizar

os custos de compra e exigindo cada vez mais produtos com melhores qualidades, seja ela dimensional

ou de propriedades mecânicas. Uma das soluções encontradas é a montagem de unidades própria de

fabricação onde através do amplo conhecimento de suas peças, podem fabricá-las de acordo com as

suas exigências.

Empreendimentos de médio ou grande porte, como costumam serem os projetos de implantação

ou expansão de parques fabris, somente podem ser levados a bom termo através de um planejamento

formal, que compreende normalmente cinco fases: estudo de viabilidade técnica, econômica e

financeira; projetos de engenharia, básico e detalhado; suprimentos; construção e montagem.

Muitas vezes essas fases podem se sobrepor, deve-se então ter cautela para que a sequência seja a

mais próxima possível, uma vez que a não ocorrência poderá trazer sérios danos ao projeto. A

1Sociedade Educacional de Santa Catarina - SOCIESC - e-mail: elvis.cascaes@sociesc.org.br

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montagem por sua vez, requer um planejamento específico próprio, para que os trabalhos possam ser

executados de forma organizada, dentro do prazo, orçamento e padrão de qualidade prefixada

(FERNANDES, 2005).

Para iniciar a construção de uma nova fundição ou reestruturar e/ou ampliar uma planta já

existente é necessária à elaboração de um projeto, a fim de que os resultados desejados sejam

alcançados com a maior otimização possível dos recursos (SILVA, 2004). Os projetos desenvolvidos e

descritos neste trabalho serviram para estudar os benefícios do planejamento estratégico antes de

efetivamente iniciar as obras de instalação de uma fundição.

1.1 Planejamentos, Execução e Controle

Planejamento: Inicia-se bem antes da implantação da obra e prossegue durante todo o tempo de

execução desta. Elaborado com base em previsões, tem como finalidade básica a tomada de decisões e

estabelecer referencias para as fases de programação e de controle.

Programação: Uma vez estudados seus aspectos globais, o planejamento deverá ser desenvolvido

em nível operacional para possibilitar a execução das tarefas em datas pré-fixadas, dentro de períodos

de tempo bem determinados.

Controle: O planejamento e a programação, por sua vez, irão fornecer os elementos

indispensáveis à atividade de controle, com o objetivo de detectar desvios que poderão ocorrer na fase

de execução, motivando revisões. O controle deverá ser contínuo de modo a antecipar-se aos maus

resultados, permitindo que a gerência da obra seja informada a tempo de tomar providências. Além

disso, deverá ser tão simples a barato quanto possível.

O controle de recursos físicos, especialmente de materiais, costuma abranger inúmeros itens. É

necessário, então, concentrá-lo sobre os itens relativamente mais importantes, seja em função de sua

grande quantidade, ou de seu menor custo unitário. Para que diversos controles. Para que diversos

controles possam ser bem avaliados e atingir seus objetivos, é indispensável que se faça um minucioso

registro de todas as informações relativas à obra, especialmente das pendências e ocorrências que

podem ocasionar atraso no cronograma, queda de produtividade e acréscimo de serviços, tais como:

alterações no projeto; atraso no fornecimento de dados do projeto (materiais e equipamentos);

paralisações, greve, interferências com a operação e atrasos na liberação de áreas de trabalho e

alterações climáticas inesperadas, desconforto nos locais de trabalho; entre outros.

Entre os documentos destinados a este registro, citamos, em primeiro lugar, os Diários da Obra,

Livro de Anotações, Atas de Reunião de Serviço e Atas de Reunião de Segurança, que devem ser

sempre assinados, aprovados ou contestados por elementos categorizados da contratante, da contratada

e de outros interessados, para que tenham valor decisivo na avaliação de responsabilidades. Além

desses documentos deverão ser preparados registros internos da montadora, entre os quais Relatórios

Mensais de Obra, Atas de Reunião Interna, incluindo informações coletadas em cada período, tais

como: Atualização do cronograma; Produção mensal e acumulada, produtividade, custos, qualidade e

segurança; Providências para sanar eventuais deficiências.

Somente o correto registro destas informações poderá viabilizar as reivindicações que costumam

ocorrer no desenvolvimento de qualquer obra. (FERNANDES; 2005).

Segundo Silva (2004) o desenvolvimento de um projeto apresenta seis fases distintas: Fase de

definição; Fase estratégica; Fase de planejamento operacional; Fase de execução; Fase de controle;

Fase de finalização, que é apresentado a seguir.

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Fase de definição: Nessa etapa uma necessidade é identificada, ou seja, aqui se defini o objetivo do

projeto.

Fase estratégica: Selecionam-se as melhores formas de condução do projeto.

Fase de planejamento operacional: Detalhamento de tudo que será realizado, incluindo cronograma,

recursos que serão alocados e análise de custo. Para realizar o planejamento operacional é necessário:

confirmação do planejamento da produção; produção prevendo ampliação futura e produção por

produto.

Com base nos dados citados, será selecionada a linha de moldagem mais adequada, e decidido o

tamanho das caixas e a velocidade da linha. Com base no tamanho das e velocidade da linha de

moldagem, serão calculadas as quantidades de areia, metal, dentre outras.

No caso em que o planejamento requerer equipamentos será necessário definir as especificações

básicas do equipamento. Uma linha de alta produtividade será inútil se a demanda de peças for

insuficiente para o equipamento. Portanto, o mais importante aqui será um estudo correto de demanda

para os equipamentos. (FACHINI; 2006).

Após a confirmação do planejamento da produção, será possível listar os recursos necessários

para a implementação das mudanças, dentre eles podemos destacar: terreno; edifício e fundações;

utilidades de abastecimento; pontes rolantes e outros; máquinas e equipamentos; modelos e caixa de

macho; peças sobressalentes; custos de engenharia; custos de operação; custos de manutenção; custos

de consultoria; custos de pré-operação; custos de treinamentos.

Avaliar as condições para construção e instalação da fábrica: observar se a área é industrial ou

residencial; avaliar as condições de transporte da região; situação do terreno; facilidade para eliminar

resíduos industriais. Regulamentação de poluição ambiental (poeira, vibração, ruído, água, dentre

outros); segurança dos colaboradores; meios de comunicação. Verificar consumo de energia e

utilidades, equipamentos para o fornecimento de energia elétrica, capacidade para receber os

equipamentos, fase correta para os equipamentos, fonte de energia de emergência. Avaliar

equipamentos para o fornecimento de água: capacidade de recebimento de água; água para uso

industrial (água subterrânea, tanques, análise da qualidade da água). Equipamentos para o fornecimento

de ar comprimido: tipo de compressor; secador de ar; dimensionamento da rede de distribuição de ar.

Condições de abastecimento de combustível: rede de abastecimento de gás natural; coque; GLP.

Confirmação dos dados do edifício: situação do edifício: novo prédio (confirmação do desenho do

prédio e da fundação); prédio adicional; reestruturação do prédio; medidas do edifício; Layout dos

fluxos: entradas e saídas; saídas de emergências.

Circulação de segurança: caminho para as pessoas; caminho para transporte de materiais e produtos.

Com base no que foi visto acima, elabora-se o layout da fábrica.

Fase de Execução: tudo aquilo que foi planejado é materializado.

Fase de Controle: Acompanha-se e controla-se aquilo que está sendo realizado. Compara-se o

realizado com o planejado.

Nessa fase serão realizados testes operacionais para evitar problemas no momento do start-up.

Fase de Finalização: Avaliam-se os resultados.

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2 DESENVOLVIMENTO EXPERIMENTAL

Para a realização deste trabalho, foi avaliado o estudo de viabilidade para instalação completa de

uma fundição de aço e ferro fundido bem como a definição do layout da fábrica, o estudo e definição

da capacidade produtiva da fábrica, estudo e definição de capacidade produtiva dos equipamentos de

moldagem, macharia, fusão e acabamento, estudo dos equipamentos para analise química e

metalográfica, estudo e definição das propostas técnicas dos equipamentos.

3 RESULTADOS OBTIDOS E DISCUSSÕES

3.1 Definições do projeto

Nessa fase o objetivo foi a realização de um novo empreendimento para a companhia, uma

unidade produtiva de fundidos.

3.2 Planejamentos Organizacionais

Determinação das responsabilidades técnicas e administrativas do projeto, fase de definição

orientativa dos processos, detalhamento dos sistemas de produção, alavancando suas principais

vantagens e desvantagens observando as características técnicas dos produtos a serem produzidos, bem

como a qualidade final exigida.

3.3 Planejamento operacional

Para melhor visualização dos prazos da obra, o cronograma demonstrado na Tabela 1 foi

elaborado conforme as necessidades da diretoria e os tempos estimados pelos fabricantes dos

equipamentos.

Tabela 1: Cronograma da Obra

Fonte: O autor

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As definições das capacidades produtivas foram: 120 toneladas/mês para produção nominal; 180

ton./mês para produção máxima; 2 turnos de trabalho para produção nominal e 3 turnos de turnos de

trabalho para produção máxima. Ficou acordado que se deseja produzir somente essa quantidade, e que

a divisão de produção por produto ficaria em 70% de aço fundido e 30% de ferro fundidos cinzentos e

nodulares.

Após essas definições, foram calculadas e dimensionadas as capacidades produtivas dos

principais equipamentos das linhas de moldagem, macharia, fornos de fusão e recuperação de areia,

dentre elas podemos destacar:

Misturador contínuo: dimensionado sua capacidade através do volume de área por hora que se

quer obter e a quantidade de metal derretida por dia, Tabela 2.

Tabela 2: Dimensionamento do Misturados Contínuo

Misturador Contínuo

Dados:

Peso médio das peças 200 kg

Rendimento Metalúrgico 55%

Relação areia/metal 03:01

Vida de Banca 2 minutos

Capacidade produtiva: 15 ton./hora

Fonte: O autor

Fornos de fusão: dimensionado com o objetivo de suprir a demanda de ferro líquido diária

observando o horário de ponta estipulado pela concessionária de energia elétrica, Tabela 3.

Tabela 3: Dimensionamento do Forno de Indução

Forno de Indução

QM – Quantidade de metal fundido / hora 1000 kg

PE – Produção estimada (Kg/mês) 180000 kg

DT – Dias trabalhados no mês (dias) 22 dias

HT – Horas trabalhadas por turno (Horas) 8,8 horas

NT – Número de turnos de trabalho. 2 turnos

fc – Fator de correção da produtividade. 75%

Conversor de 600 Kwatts e 2 cadinhos de 1000 kg/cada.

Fonte: O autor

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Recuperador de areia: projetado e dimensionado para recuperar uma quantidade de 5

toneladas/hora de areia, composto com eletroímã, calhas vibratórias, ciclone, válvulas rotativas e

separador de finos, Tabela 4.

Tabela 4: Dimensionamento do Recuperador de Areia

Recuperador de Areia

Produção de peça 65000 kg

Rendimento Metalúrgico 55%

Relação areia/metal 03:01

DT – Dias trabalhados no mês (dias) 22 dias

HT – Horas trabalhadas por turno (Horas) 8,8 horas

fc – Fator de correção da produtividade. 75%

Capacidade: 5 toneladas/hora.

Fonte: O autor

Forno de tratamento térmico atende à demanda para tratar termicamente todas as peças que

requerem tal requisito, com uma capacidade de carga de 2000 kg/fornada, e condições de realizar

tratamentos de recozimento, têmpera, revenimento, normalização e alívio de tensão.

Já para a fábrica serão adquiridas todas as máquinas e equipamentos necessários para o perfeito

andamento da produção, inclusive instrumentos para laboratório tipo microscópio, durômetro e

espectrômetro. Abaixo se apresentam os valores dos principais equipamentos, destacando na Tabela 5 –

Setor de Moldagem, Tabela 6 – Setor de recebimento de areia nova e desmoldagem, Tabela 7 – Setor

de Fusão, Tabela 8 – Setor de acabamento e Tabela 9 – Laboratório e valor total do investimento.

Tabela 5 – Investimentos em máquinas e equipamentos

Fonte: O autor

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Tabela 6 – Setor de recebimento de areia nova e desmoldagem

Fonte: O autor

Tabela 7 – Setor de fusão

Fonte: O autor

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Tabela 8 – Setor de acabamento

Fonte: O autor

Tabela 9 – Laboratório e valor total do investimento

Fonte: O autor

Conforme se pode notar acima o investimento necessário em máquinas e equipamentos para a

abertura da fundição está alçado num montante de R$ 1.960.850,00. Destes valores o mais relevante é o

setor de fusão, seguido do setor de moldagem de areia.

Após definido as capacidades produtivas de todos os equipamentos, e avaliado o investimento,

foi elaborado o layout da fábrica, Figura 2.

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Figura 2: Layout da fábrica.

Fonte: O autor

Depois de elaborado o layout, foram definido as propostas técnicas junto aos fornecedores de

equipamentos, aquisição dos equipamentos, realizado as obras civis, montagem dos equipamentos e

iniciado as operações.

3.4 - Fase de execução

Iniciado a realização das obras civis e fabricação dos equipamentos em seus respectivos

fornecedores conforme mostra a figura 1, a obra civil foi acompanhada por profissionais qualificados

que anteriormente dimensionaram e projetaram toda estrutura de sustentação dos equipamentos, bem

como estrutural do prédio.

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Figura 3: Obra Civil

Fonte: O autor

3.5 – Fase de controle

A montagem dos equipamentos exigiu acompanhamento diário conforme Figura 4, dos

responsáveis pela obra, uma equipe técnica qualificada que assegurasse a perfeita montagem dos

mesmos, sendo essa executada dentro dos prazos pré-estabelecidos segundo o cronograma da obra.

Figura 4: Montagem dos equipamentos

Fonte: O autor

3.6 – Fase de finalização

Após a montagem completa dos equipamentos conforme Figura 6, foram iniciadas as operações e

realizado as primeiras moldagens e fusões, contado com auxilio dos profissionais das empresas que

fabricaram o equipamento propriamente dito, devido suas amplas experiências sobre os mesmos.

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Figura 6 – Fábrica montada

Fonte: O autor

Figura 6 – Fábrica montada

Fonte: O autor

4 CONCLUSÕES

O setor de fundição no Brasil tem significativa representatividade na economia nacional,

faturando atualmente mais de US$ 6 bilhões (seis bilhões de dólares) ao ano. As empresas pequenas e

médias são responsáveis por 95% (noventa e cinco por cento) deste faturamento.

Na busca de dados para a elaboração deste estudo de viabilidade de implantação de uma fundição

de ferro fundido e aço, pode-se constatar que as fundições atualmente passam pela necessidade de

investimento em tecnologia e que uma empresa entrante no mercado tem grande chance de obter

sucesso se focar uma produção enxuta e de qualidade, otimização de processos, oferecendo produtos e

serviços que os concorrentes atuais deixam de oferecer ou oferecem com deficiência.

Assim, neste artigo, procurou-se transmitir de forma clara e objetiva o planejamento de

desenvolvimento do projeto, o plano organizacional, planejamento operacional, fase de execução, fase

de controle e fase de finalização, onde reunidas estas informações, os empreendedores poderão tê-las

como base para tomar decisões seguras no decorrer do empreendimento.

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O estudo apresenta cálculos de capacidade produtiva e custos bem precisos que a produção da

fábrica exigirá dos gerentes além de muito profissionalismo, alto conhecimento técnico e de processos

para retirar dos equipamentos sua máxima eficiência, fazendo com que o investimento seja atrativo e os

lucros do empreendimento sejam compensadores.

REFERÊNCIAS

1 SILVA, A.P. Mecanização do sistema de produção. Itaúna, Perfil, 2004.

2. FERNANDES, P. S. T. Montagens industriais: planejamento, execução e controle. São Paulo,

Artiber, 2005.

3. ROMANUS, A. Moldagem em areia verde: manuais de defeitos e soluções. São Paulo, ABIFA

–.

Associação Brasileira de Fundição, 2005.

4. ALVES, J.L. Instrumentação, controle e automação de processos. São Paulo, LTC, 2003.

5. BELLEI, I.H. Edifícios industriais em aço. 4. ed. São Paulo, Pini, 2003.

6. FACHINI, F.L. Estudo de viabilidade para instalação de uma fundição de aço e ferro fundido.

Joinville, SOCIESC, 2006.