Salto de produtividade

Materiais e ferramentas representam um ingrediente importante no desempenho e produtividade de uma perfuratriz, bem como dos componentes pneumáticos, hidráulicos, do motor e outros. E a produção interna de bits com metal duro para ferramentas de perfuração de rochas da Sandvik, que contempla desde a matéria-prima até os bits finalizados, sempre foi um diferencial. Agora, a empresa está lançando novas ferramentas de perfuração.

“Queríamos trazer uma diferença real no desempenho das ferramentas em aplicações top hammer”, destaca Robert Grandin, gerente de Produtos, Ferramentas Top Hammer – Aplicações Subterrâneas, na Sandvik Mining and Rock Technology. “Convencionalmente, não havia muita diferença entre os botões esféricos e semi-balísticos em termos de produtividade real – não mais do que 5% ou mais. Com nossas novas classes e bits, podemos alcançar muito mais.” 

O salto de produtividade descrito por Grandin consiste em três componentes: dois inovadores tipos de classes de metal duro, um novo projeto de bit rápido e uma extensão do bem-sucedido conceito Alpha. 

POWER CARBIDE

As novas classes de metal duro, referidas como PowerCarbide – juntamente com outros tipos de metal duro premium e mais potentes da Sandvik – são a GC80 (Gradient Carbide) e a SH70 (Self-Hardening).

As classes convencionais, conhecidas como de metal duro uniforme, como a Sandvik XT48, mostram os mesmos valores de dureza e tenacidade em todo o bit. Isso resulta em desempenho linear em toda a seção transversal. A nova classe GC80 tem uma ponta dura e resistente a desgaste e um núcleo duro e, graças a isso, tem excepcional resistência ao desgaste em condições de rochas abrasivas com alto teor de sílica (SiO2). Em condições de rocha não abrasiva, a melhoria é menor ou inexistente.

A classe SH70 de “autoendurecimento” é altamente resistente a quebras de botões, graças a um efeito de endurecimento na superfície do botão. Essa característica também mantém a resistência a alto desgaste e quebra, mesmo quando o botão se desgasta. O efeito de endurecimento é maior em rocha dura e competente – em outras palavras, quando valores altos de MPa são gerados durante a perfuração. Há pouca ou nenhuma melhora na rocha branda ou fraturada.

Juntas, a GC80 e a SH70 oferecem soluções que se complementam para diferentes condições de rochas: a primeira é excelente em rochas abrasivas com alto teor de sílica, enquanto a de “autoendurecimento” SH70 melhora o desempenho em rochas duras. Testes de campo indicam que a performance, em termos de metros perfurados pode ser melhorada em até 30% em comparação com um tipo convencional de metal duro.

Um benefício muito tangível é a redução direta no custo por metro, graças a uma vida útil mais longa da ferramenta. Isso também reduz o tempo gasto na troca de bits, um grande benefício de segurança. Há também benefícios na sala de afiação, já que os intervalos são de 20% a 30% mais longos em comparação com os metais duros padrão. 

SPEEDY BIT

O segundo grande lançamento é o Speedy Bit: um novo bit top hammer com uma geometria dianteira elevada e patenteada e botões totalmente balísticos mais robustos para uma penetração mais profunda por golpe. “Totalmente balístico” significa botões mais pontudos para cortar mais fundo e produzir rachaduras e cavacos maiores. Em termos simplificados, eles colocam mais energia na rocha, resultando em mais rocha quebrada por kW de produção.

Para equilibrar o formato do botão mais robusto e permitir maior energia na rocha, os novos botões contam com uma classe de metal duro atualizada. A tecnologia envolve um processo de fabricação aprimorado com um novo pós-tratamento que torna os botões mais resistentes à quebra.

A frente elevada do Speedy Bit significa que os três botões centrais são mais elevados que os botões periféricos. Inicialmente, apenas os botões centrais elevados fazem contato com a face da rocha, resultando em uma ação um pouco semelhante a de um bit alargador: os botões elevados primeiro produzem um furo piloto menor, que é depois alargado pelos botões periféricos. Isso resulta em um bit extremamente rápido, com desempenho e vida útil 10% maiores em comparação aos bits convencionais. A taxa de penetração também permanece alta mesmo quando o bit se desgasta, o que torna o Speedy Bit uma ótima opção para aplicações com uma taxa de penetração específica como critério de descarte.

As maiores taxas de penetração do Speedy Bit também são resultado de outro recurso do projeto: limpeza mais eficiente. O design patenteado inclui grandes ranhuras para limpar de forma eficaz mesmo os grandes cortes e fornecer fluxo máximo na frente do bit. As grandes, profundas e largas ranhuras aumentam o fluxo e ajudam a remover o maior volume de material para equilibrar a ação de corte mais agressiva e evitar desperdício de energia durante o segundo corte.

“Temos visto em testes em jumbos de mineração em que é possível economizar 15 minutos no tempo de perfuração para cada frente com o Speedy Bit”, destaca Grandin. “Portanto, se o equipamento perfura quatro frentes por dia, o que é comum, o bit pode economizar 60 minutos diários. Levando-se em conta o custo por hora típico de um jumbo, isso equivale a centenas de dólares por dia economizados para cada equipamento. No ano, isso pode significar mais de 100 mil dólares para cada.” 

ALPHA 360

a Sandvik também está lançando uma nova e maior versão do sistema de ferramentas patenteado Alpha 330 que, desde 2004, tem dominado aplicações de mineração de 43 e 45 milímetros com taxas de penetração mais altas, perfuração mais precisa e melhor desacoplamento de bits. Furos maiores e mais longos estão se tornando cada vez mais comuns, e a Sandvik responde a isso com esse novo sistema Alpha 360.

O acoplamento mais curto desses bits, uma característica importante do sistema Alpha, realoca a seção da rosca na saia do bit. Graças a forças de elevação mais baixas, melhor proteção contra desgaste e menor vulnerabilidade à torção, diminui substancialmente as tensões exercidas sobre a rosca, que sendo mais curta também facilita o desacoplamento.

Enquanto os benefícios acima são os mesmos para o Alpha 360, o lançamento é otimizado para tamanhos de furos de 48 e 51 milímetros. Isso faz dele um novo conceito exclusivo para essa faixa de tamanho de furo. A nova solução oferece uma vida útil até 100% mais longa para as hastes, graças à redução das tensões de torção. Alta precisão e melhor linearidade resultam em melhor qualidade do furo. A ação de desacoplamento rápida e fácil é um benefício adicional.

“Temos alguma experiência inicial com o Alpha 360 em um grande projeto de infraestrutura na Escandinávia”, conta Grandin. “Enquanto a vida útil média das hastes era entre 2.800 a 3.000 metros com as ferramentas de perfuração anteriores, agora podemos alcançar até 6.000 metros. Não é uma surpresa que os operadores não queiram usar nenhum outro sistema.