Liberty Primary Steel garantisce l’affidabilità della produzione di acciaio strutturale

L'Australia ha una delle industrie siderurgiche più dinamiche al mondo, con una produzione annua di circa 5.3 milioni di tonnellate di acciaio, di cui circa 1.6 milioni di tonnellate è acciaio strutturale.

L' acciaio strutturale è uno dei materiali più comunemente utilizzati nell'edilizia commerciale e  industriale  grazie alla sua resistenza e sostenibilità.

Lo stabilimento  Liberty Primary Steel  Whyalla Steelworks si trova a Whyalla, nell'Australia Meridionale, a circa 400 km a nord-ovest di Adelaide. Si tratta di uno stabilimento siderurgico integrato con una capacità produttiva di circa 1.2 Mtpa di acciaio, che utilizza un processo di produzione dell'acciaio in altoforno.

Circa il 65 % dell'acciaio prodotto viene trasferito su rotaia sotto forma di billette ai mercati nazionali e internazionali, mentre l'acciaio rimanente viene trasformato in prodotti finiti sotto forma di acciaio strutturale e rotaie attraverso l'impianto di laminazione strutturale di Whyalla. 

Con un forte impegno a garantire le forniture di acciaio per l'industria delle costruzioni, Liberty Primary Steel Whyalla ha coinvolto Alliance Automation, un System Integrator riconosciuto da Rockwell Automation, per aggiornare una sezione principale delle macchine dell'impianto: la raddrizzatrice E&S.

Nessun tempo per i fermi macchina

Comunemente utilizzati nell'edilizia, i raggi d'acciaio dritti costituiscono la base per edifici commerciali, industriali e residenziali. Pertanto, la fornitura di raggi d'acciaio dritti di varie dimensioni è una priorità fondamentale per Liberty Primary Steel Whyalla.

Al centro del processo di raddrizzamento dell'acciaio c'è la macchina E&S Straightener, installata per la prima volta nel 1988 con la funzione principale di raddrizzare i raggi d'acciaio. Più recentemente, la macchina raddrizzatrice ha avuto problemi di affidabilità che hanno comportato fermi macchina e perdita di produttività nell'impianto.

Alliance Automation ha progettato un aggiornamento del sistema di controllo e del sistema di azionamento per  mitigare il rischio di interruzioni prolungate della produzione presso Liberty Primary Steel Whyalla Steelworks a causa di problemi con il sistema di automazione obsoleto della macchina raddrizzatrice. Rockwell Automation è stata anche innestata per aiutare nella selezione prodotti e nell'ingegneria del sistema di azionamento.

“La raddrizzatrice è un'apparecchiatura critica presso l'impianto di Whyalla, con circa il 70 percento dei prodotti che passano attraverso la macchina per il raddrizzamento”, ha spiegato Barry Gardner, senior engineering project manager, Alliance Automation.

“I motori CC obsoleti sulla macchina raddrizzatrice richiedevano una manutenzione significativa ogni settimana per rimuovere polvere e incrostazioni, con conseguenti fermi macchina. Considerati i costi significativi per l'acquisto di un nuovo motore CC, è stata presa la decisione di passare a un sistema con convertitore di frequenza che offre una maggiore affidabilità e costi di manutenzione ridotti”, ha affermato.

Nuovo sistema di controllo e convertitore di frequenza

La tecnologia dei motori e dei convertitori di frequenza ha fatto notevoli progressi nel tempo, offrendo ora maggiore flessibilità e prestazioni più elevate che mai. Rockwell Automation e Alliance Automation hanno collaborato strettamente con Liberty Primary Steel per acquisire una comprensione dettagliata della macchina raddrizzatrice e identificare la soluzione più appropriata per l'aggiornamento.

La macchina raddrizzatrice contiene quattro rulli azionati singolarmente e, quando la barra d'acciaio entra nella macchina, passa attraverso il primo rullo e poi attraverso i restanti tre rulli in sequenza. Considerando la condivisione di carico e i requisiti di sicurezza della macchina, i convertitori di frequenza Allen-Bradley® PowerFlex® 755 con Safe Torque Off su Ethernet sono stati selezionati come la scelta più appropriata per questa applicazione.

"Il controllo del convertitore di frequenza è stato fondamentale per il successo del progetto, quindi è stata condotta una ricerca approfondita per selezionare le dimensioni più appropriate per il motore e il convertitore di frequenza", ha spiegato Peter Tomazic, business development manager, Rockwell Automation.

Il controllore di automazione programmabile Allen-Bradley GuardLogix® ha fornito un controllo di alto livello per la macchina raddrizzatrice con il modulo POINT Guard I/O™ utilizzato in combinazione con la scheda PowerFlex 755 Integrated-Safety Safe Torque-Off, adatta a raggiungere livelli di integrità della sicurezza fino a SIL3 (AS 62061) e un arresto controllato di emergenza (secondo AS 60204) per consentire un arresto rapido e sicuro di tutte le apparecchiature in movimento. Un PanelView™ Plus 7 Graphic Terminal e FactoryTalk® View Machine Edition hanno fornito l'interfaccia operatore, offrendo facilità di integrazione e diagnostica migliorata.

"La conoscenza delle applicazioni dei sistemi di convertitore di frequenza, insieme al servizio e al supporto forniti dal team Global Solutions di Rockwell Automation, è stata un fattore chiave per il successo del progetto. È stata una vera e propria collaborazione con la condivisione delle competenze tra Alliance Automation e Rockwell Automation", ha dichiarato Gardner.

Il nuovo sistema è stato testato fuori sede per facilitare il processo di messa in servizio. I test preliminari e una pianificazione accurata hanno contribuito a garantire che il sistema fosse operativo in anticipo rispetto al programma. Il primo raggio ha attraversato la macchina E&S in modo molto fluido, grazie alla robustezza e al collaudato codice dei sistemi di convertitore di frequenza Rockwell Automation per applicazioni di condivisione di carico. La messa in servizio è stata un processo molto rapido e ha richiesto un giorno per i test del motore a vuoto e un giorno con i prodotti. La produzione è ripresa il terzo giorno sotto il monitoraggio di un tecnico Rockwell Automation.

Garantire la fornitura di acciaio strutturale

La collaborazione tra Liberty Primary Steel, Alliance Automation e Rockwell Automation ha contribuito a migliorare notevolmente sia l'affidabilità che la produttività della macchina raddrizzatrice presso l'impianto di Whyalla.

"La collaborazione con Rockwell Automation ha dato a Liberty la certezza di avere una soluzione funzionante fin da subito. Questa fiducia è stata confermata con il progresso del progetto attraverso l'integrazione e la messa in servizio con problemi minimi e una transizione senza intoppi all'operatività", ha dichiarato Andrew Harding, project manager, Liberty Primary Steel. 

"Allo stesso modo, Alliance ha portato un livello significativo di competenza e conoscenza dell'impianto, fornendo un forte controllo durante le attività di installazione e integrazione. La combinazione delle due entità che lavorano con il team di Liberty ha portato a un progetto di successo in un programma di 'spegnimento' aggressivo in cui la data finale non poteva essere superata", ha affermato.

Il nuovo sistema ha la capacità di aumentare la capacità produttiva del 40% grazie a velocità più elevate e affidabili. Inoltre, il ciclo di vita della macchina raddrizzatrice è stato ottimizzato per offrire prestazioni maggiori e ridurre il rischio operativo, mentre il miglioramento della ricerca guasti ha contribuito a ridurre i tempi di fermo dell'impianto.