Fases Essenciais do Projeto e Construção de uma Usina Siderúrgica

Uma usina siderúrgica é um projeto altamente intensivo em capital e que requer muito tempo para sua construção e comissionamento. Além disso, a usina deve operar por muitos anos após o comissionamento e, durante este período, deve lidar com mudanças no ambiente operacional. Por isso, a tomada de decisão adequada é de suma importância durante as diferentes fases da usina até o comissionamento. Qualquer decisão defeituosa durante a fase de implementação pode criar muitos problemas para o pessoal operacional, que terá de conviver com o problema durante toda a vida da usina. As diversas fases do projeto de uma usina siderúrgica e as decisões necessárias durante estas fases são descritas aqui.

Seleção do Mix de Produtos

A usina siderúrgica é instalada para produzir certos produtos siderúrgicos primários requeridos pelos clientes. Durante a produção dos produtos primários, alguns produtos secundários e subprodutos também são produzidos, os quais devem ser vendidos. A seleção do mix de produtos é um processo de tomada de decisão muito importante, pois a seleção de tecnologia e processo de produção na usina depende do mix de produtos. Critérios para seleção do mix de produtos incluem pesquisa de mercado, projeções de demanda futura por agências confiáveis, políticas e projeções governamentais, etc. Outro critério importante é o tipo de mercado que a usina deve atender após o comissionamento. O mercado pode ser: (i) uso cativo, (ii) mercado local, (iii) mercado nacional, (iv) mercado de exportação, ou (v) todos eles.

Seleção do Local e Aquisição de Terreno

Após o mix de produtos ser definido, o próximo passo é a seleção do local para a usina siderúrgica. A seleção de um local adequado é uma atividade muito crítica, pois o investimento é muito grande e influencia muito a economia da região. É uma decisão estratégica que não pode ser alterada uma vez tomada. Mudanças no local selecionado só podem ser feitas com perda considerável de tempo e dinheiro. Normalmente, a seleção final do local é feita após avaliar vários locais. Os detalhes das atividades para seleção do local são descritos no artigo https://www.ispatguru.com/site-selection-activity-for-a-greenfield-steel-plant/.

O terreno para a usina deve ser adquirido no local selecionado. Além do terreno necessário para a usina e instalações, o terreno a ser adquirido deve incluir: (i) terreno necessário para faixa verde conforme norma, que atualmente é 33% do terreno necessário para a usina e instalações, (ii) terreno necessário para acessos rodoviário e ferroviário para a usina, (iii) terreno necessário para a linha de alta tensão de entrada, (iv) terreno necessário para instalações de recebimento de água na usina, e (v) terreno necessário para fornecer instalações de moradia a certa porcentagem de funcionários.

Relatório de Viabilidade

A preparação do relatório de viabilidade (RV) é o próximo passo. O relatório de viabilidade pode ser um relatório de viabilidade breve (às vezes chamado nota técnica), relatório de viabilidade detalhado (RVD), ou relatório de viabilidade techno-econômico (RVTE). Anteriormente, após o relatório de viabilidade, era prática preparar um relatório detalhado de projeto (RDP). No entanto, o RDP não é mais feito atualmente.

O RVTE é o documento mais importante, pois é a base para todo o trabalho futuro. É importante que o RVTE seja preparado com muita atenção e grande precisão. O RVTE é necessário pelas instituições financeiras para o propósito de financiar o projeto. O RVTE contém os seguintes aspectos do projeto:

• Cenário geral
• Mix de produtos para a usina contendo primários, secundários e subprodutos
• Seleção de tecnologia e processo para a usina
• Balanço de massa para a usina e desenvolvimento de fluxograma de processo para toda a usina
• Determinação dos requisitos de matérias-primas, suas especificações junto com descrição de seu recebimento e manuseio na usina
• Finalização do layout geral da usina (descrito em mais detalhes no artigo https://www.ispatguru.com/considerations-in-general-layout-of-a-steel-plant/)
• Detalhamento preliminar de processos e equipamentos da usina e desenvolvimento de layouts preliminares de unidades
• Detalhamento preliminar de processos e equipamentos auxiliares da usina e desenvolvimento de layouts preliminares de unidades. Um layout típico de unidade para uma usina de separação de ar é mostrado na Figura 1.
• Determinação dos requisitos de energia, água, combustível e utilidades e instalações de seus recebimentos, manuseio e armazenamento
• Balanço de gás, energia e água para a usina
• Descrição da logística interna da usina
• Determinação da necessidade de mão de obra da usina tanto para etapa de construção quanto de operação e recomendações para seus planos de alocação
• Projeção de necessidade de materiais de construção para a usina
• Cronograma de construção da usina em detalhes suficientes
• Cálculo dos custos do projeto e custos operacionais
• Cálculo da rentabilidade da usina e TIR (taxa interna de retorno) ao longo de um período

Atividades Pós-Relatório de Viabilidade

Após a preparação do RVTE, várias atividades devem ser concluídas antes que as atividades de engenharia detalhada e construção da usina comecem. Estas são:

• O RVTE, uma vez aceito pelos proprietários da usina, é submetido às instituições financeiras para garantir as finanças necessárias para construção e comissionamento da usina siderúrgica
• O trabalho de licenciamento ambiental (LA) para a usina é dado a uma agência autorizada. O licenciamento ambiental é demorado e o trabalho deve começar o mais cedo possível. O trabalho no LA pode começar durante a preparação do RVTE. Passos importantes para o LA incluem escopo, audiência pública, licença de não objeção (NOC) das autoridades locais de controle de poluição, preparação do relatório de avaliação de impacto ambiental (AIA) e plano de gestão ambiental (PGA) conforme normas e sua submissão às autoridades, e defesa do relatório perante as autoridades. A preparação dos relatórios AIA e PGA leva tempo, pois o relatório deve basear-se em dados de campo reais coletados no local da usina pela agência que prepara o relatório. Atividades de construção no local só podem começar após recebimento do LA das autoridades
• Alocação de energia e água dos órgãos estaduais tanto para construção quanto para operação deve ser garantida
• O governo deve ser contatado para alocação de minas e, até que seja feito, memorando de entendimento deve ser firmado com os principais fornecedores de matéria-prima para garantir segurança de suprimentos
• Aprovações de várias outras autoridades regulatórias, como inspetoria de fábricas, ferrovias para movimentação de matérias-primas e produtos acabados, inspetoria do trabalho e inspetoria de eletricidade, devem ser obtidas
• Levantamento do terreno no local e nivelamento do terreno
• Recrutamento de mão de obra de construção
• Construção de muro de divisa e postos de segurança no terreno do local
• Realização de obras habilitantes, que incluem construção de estrada de acesso e linha ferroviária de acesso, instalações para energia de construção e água de construção, instalações para comunicação durante construção, almoxarifados de construção, escritórios e refeitórios de construção, construção de centro de primeiros socorros, provisionamento de instalações de combate a incêndio, colônias temporárias para funcionários de construção, construção de central de preparo de concreto, e aquisição de equipamentos móveis e de transporte necessários para construção, etc.
• A organização deve desenvolver um departamento de arquivo de desenhos para que todos os desenhos e documentos recebidos na usina sejam sistematicamente guardados e emitidos para consultores e contratados quando necessário. Para fins de registro, uma cópia "não para emissão" e uma cópia para referência devem sempre ser mantidas no arquivo

Encomenda de Equipamentos e Instalações

A atividade de encomenda dos equipamentos e instalações pode começar imediatamente após o início da atividade de licenciamento ambiental. No entanto, os pedidos reais devem ser feitos quando houver progresso suficiente no LA. Para encomendar, a usina completa deve ser dividida em vários pacotes. O número de pacotes não deve ser muito grande, pois grande número de pacotes precisa de estrutura maior na usina, cuja utilidade não existirá uma vez que a usina seja comissionada. Os equipamentos e instalações podem ser encomendados em base turnkey completa ou parcialmente turnkey, onde obra civil, estruturas de edifícios e atividades de montagem de equipamentos são excluídas. Um executivo da organização deve ser responsável geral por cada pacote. Este executivo deve coordenar todas as atividades referentes ao pacote dentro da organização e com o fornecedor. As seguintes atividades estão envolvidas no processo de encomenda:

• Preparação de especificações padrão gerais (SPG) que são comuns para toda a usina e fazem parte de todas as consultas de licitação
• Preparação de especificação de licitação por pacote. Cada especificação deve ter quatro partes: (i) especificação técnica, (ii) especificação comercial, (iii) listagem de normas aplicáveis, e (iv) SPG
• Convite à licitação junto com as quatro especificações deve ser enviado às partes selecionadas e pré-qualificadas. Para obter apenas ofertas úteis, normalmente adota-se processo de licitação restrita
• Recebimento das ofertas
• Avaliação das ofertas. As ofertas devem ser avaliadas por uma equipe de executivos cobrindo todas as disciplinas incluídas na especificação de licitação
• Negociação com a parte selecionada
• Aprovação da negociação e emissão do pedido

Atividades de Engenharia Pós-Pedido

As seguintes são as atividades de engenharia pós-pedido:

• Após receber o pedido, o fornecedor atualiza o layout da unidade, a parte relevante do layout geral, cronograma de entrega e construção e os congela na reunião de kick-off com a organização e seu consultor. Durante esta reunião, condições de pontos de entrega para energia, água, utilidades e combustíveis devem ser congeladas
• Fornecedor fornece dados de retorno para desenhos de construção civil e estrutural a serem preparados por consultor ou fornece os desenhos de construção civil e estrutural conforme condições do contrato
• As quantidades para obras civis e estruturais são estimadas e contratante para obra civil e estrutural é definido para realizar o trabalho
• Como a obra de construção civil é grande, uma ou duas centrais de preparo de concreto devem ser construídas e comissionadas no local da usina
• Ação de aquisição para cimento, barras de aço de reforço, perfis de aço, chapas para coberturas e paredes laterais, areia e brita deve iniciar e estoque seguro destes materiais deve ser mantido nos almoxarifados para garantir continuidade da obra
• Início da obra civil. Disrupção da obra civil durante período de chuvas deve ser considerada no planejamento
• Fabricação de estruturas de edifícios deve iniciar para que as estruturas estejam prontas quando suas fundações estiverem prontas
• Listas de equipamentos, sobressalentes de comissionamento, consumíveis e peças de operação, desenhos de arranjo geral (GA), especificações de equipamentos principais, diagramas de tubulação e instrumentação (P&I), diagramas de fluxo para água, utilidades e vapor, filosofia e esquema de controle, e diagramas unifilares para energia devem ser submetidos pelo fornecedor para aprovação pela organização ou seu consultor
• Manual de montagem do equipamento deve ser fornecido bem antes do início da montagem
• Desenhos de fabricação junto com especificações detalhadas para aquisição de sobressalentes de giro rápido e peças de operação, bem como listas de sobressalentes de dois anos e sobressalentes de seguro, devem ser submetidos pelo fornecedor para que a organização possa agir na aquisição destes itens com antecedência
• Guindastes e equipamentos de manuseio devem ser montados em tempo hábil para que equipamentos da unidade possam ser montados por instalações permanentes na medida do possível
• Os fornecimentos dos equipamentos devem ser regulados de modo que possam ser colocados imediatamente sobre fundação assim que recebidos na usina. Instruções de manuseio devem chegar à usina com antecedência para equipamentos sensíveis a danos durante manuseio
• Montagem de equipamentos deve ser realizada pelo contratante de montagem sob supervisão de representantes do fornecedor
• Para evitar acidentes durante atividades de construção e montagem, normas de segurança de construção e normas de segurança contra incêndio devem ser rigorosamente seguidas
• As atividades do fornecedor e vários contratantes devem ser monitoradas regularmente. Devem haver reuniões de revisão regulares com todas as partes para coordenar de perto todas as atividades de todas as agências trabalhando e tomar ações corretivas conforme necessário para garantir progresso uniforme do trabalho conforme cronograma em todas as frentes
• Conforme o progresso das atividades de engenharia, revisões do layout geral e layouts de unidade ocorrem continuamente, para o que é necessário manter um layout mestre para evitar confusão sobre a revisão válida do layout

Atividades de Comissionamento

Os seguintes são os aspectos importantes durante as atividades de comissionamento:

• Atividades de comissionamento devem iniciar após a montagem estar completa e um protocolo ser assinado a este efeito por todos os envolvidos
• Manuais de comissionamento e operação devem ser recebidos com antecedência do início das atividades de comissionamento
• Todo o pessoal operacional deve estar disponível em suas posições após passar por treinamento adequado para o trabalho
• Todos os sobressalentes de comissionamento, peças de operação e consumíveis devem estar disponíveis no local
• É desejável que suprimentos permanentes de água e energia estejam disponíveis
• Matérias-primas necessárias para operação das instalações foram adquiridas e estão disponíveis na área de armazenamento de matérias-primas
• Atividades de comissionamento devem ser realizadas em sequência. Instalações auxiliares necessárias para operação das unidades principais devem ser comissionadas e estabilizadas antes do comissionamento das unidades principais
• Energização das linhas deve ser feita antes do início das atividades de comissionamento
• Atividades de comissionamento devem ser realizadas sob supervisão dos representantes de comissionamento do fornecedor
• Atividades de comissionamento iniciam com teste sem carga pelo período recomendado para unidades individuais. Após remoção das falhas notadas durante o teste sem carga das unidades individuais, teste sem carga integrado deve ser feito pelo período recomendado. Falhas notadas durante o teste sem carga integrado devem ser retificadas
• Após conclusão das atividades de comissionamento, um protocolo precisa ser assinado
• Recebimento dos materiais nos silos de armazenamento deve ser realizado
• Durante as atividades de comissionamento, todas as normas de segurança devem ser seguidas para prevenir qualquer incidente indesejado

Atividades Pós-Comissionamento

As seguintes são as atividades pós-comissionamento:

Equipamentos da usina são colocados em carga e as atividades de produção iniciam com precaução para evitar problemas iniciais.

• Após a produção da usina estabilizar e atingir nível respeitável, o fornecedor deve ser solicitado a demonstrar garantia de desempenho da usina conforme termos do contrato
• Após o teste de garantia de desempenho ser bem-sucedido, a produção regular da usina pode continuar