Determinación de la puesta a mil (P.A.M) líquido colado en las máquinas de colada

Resumen

El presente trabajo, realizado en la gerencia de aceración de la Siderúrgica del Orinoco "Alfredo Mareiro" (SIDOR), específicamente en la acería de planchones – departamento de Colada Continua, consiste en la determinación de la Puesta a mil en las máquinas de colada continua. El proyecto se enmarca en un diseño experimental, de tipo aplicado, de campo y se categoriza como un proyecto factible, este se sustenta bajo seguimientos realizados en las máquinas de colada continua en los meses de septiembre y octubre del presente año 2011. Se propusieron acciones que mejoraran el desempeño y el rendimiento de las máquinas por lo que también mejoran los costos asociados, éstas acciones representan el paso final de una metodología diseñada como base. A través de la elaboración del proyecto se logro controlar las variables que afectan la puesta a mil y por consiguiente se logro disminuir la puesta a mil de 1038 en el mes de agosto a 1034 y 1028 para el mes de septiembre y octubre respectivamente.

Palabras Claves: Puesta a mil, Maquina de colada continua, Pérdidas.

Introducción

La Siderúrgica del Orinoco C.A. "Alfredo Maneiro" (SIDOR), es la principal siderúrgica de Venezuela, es una industria encargada de la fabricación y comercialización de productos derivados del hierro y del acero. Cabe destacar que una de las plantas más grandes dentro de las instalaciones de SIDOR es la acería de planchones y palanquillas, en el área de planchones se utilizan materias primas que cumplen con las exigencias de calidad y prácticas operativas metalúrgicas. Esta acería está en capacidad de producir planchones de bajo, medio y alto carbono, cumpliendo los requerimientos de composición química, calidad interna y calidad superficial, especificados por los clientes.

La Acería de Planchones de SIDOR cuenta con cuatro (4) hornos eléctricos de arco de 200 ton, para el proceso de fusión del acero, cada uno equipado con paneles refrigerados y hueco de colada inferior excéntrica; además cuenta con tres (3) hornos cuchara de para tratamiento metalúrgico secundario. También cuenta con tres máquinas de colada continua, de dos líneas de producción cada una

Debido a la falta de control y de conciencia de los técnicos y operadores de gruas de acero líquido y técnicos de las maquinas de colada continua se presenta información no real de los pesos de acero líquido que intervienen en el calculo de la PAM líquido-colado. La PAM se está viendo afectada por el desconocimiento de parte de los trabajadores acerca de las variables que interviene en dicho proceso y la importancia de llevar el debido control de estas; para así poder reconocer las pérdidas que se generan en estas variables.

De aquí surge la importancia de realizar seguimiento junto con los trabajadores, para así poder monitorear las pérdidas que se generan en el proceso de colada continua, para de esta forma lograr conocer el porqué de las pérdidas que se generan y así realizar las debidas correcciones para mejorar el rendimiento del acero y por ende los costos asociados a estos.

En el mismo orden de ideas la PAM real está desviada con respecto al valor estándar por lo cual se requiere este estudio para determinar las causas que están afectando esta diferencia.

La puesta a mil es uno de los principales indicadores industriales que maneja SIDOR en el área operativa, este es un indicador de productividad y costos que permite establecer el rendimiento del acero.

El objetivo de este estudio es determinar la Puesta a Mil (P.A.M) líquido colado en los meses de septiembre y octubre de las máquinas de colada continua 1, 2 y 3 de la acería de planchones para compararlos con el valor estándar establecido en el sector; con la finalidad de disminuir las pérdidas del acero y de esta manera aumentar la productividad de las máquinas y así mejorar los costos.

A través de los seguimientos realizados se logró la determinación de la puesta a mil – líquido colado de las máquinas de colada continua de la acería de planchones; para con esto proponer planes de acciones y mejoras que beneficien tanto la productividad como los costos.

El proyecto se encuentra estructurado cómo se describe a continuación: en el Capítulo I se describe el problema objeto de investigación, en el Capítulo II se presentan las generalidades empresariales y los fundamentos teóricos claves para el desarrollo, en el Capítulo III se detalla la metodología empleada, en el Capítulo IV se presenta un diagnóstico a los aspectos involucrados en el proyecto, en el Capítulo V se muestran los análisis y resultados, el sistema desarrollado y las acciones propuestas, seguidamente las conclusiones y recomendaciones que enmarcan al estudio, finalmente los apéndices, anexos y referencias bibliográficas.

CAPÍTULO I

El problema

Planteamiento del Problema

La Siderúrgica del Orinoco "Alfredo Maneiro", ubicada en las cercanías de la ciudad de Puerto Ordaz en la zona industrial de Matanzas, estado Bolívar, región sur oriental de Venezuela, es una empresa encargada de fabricar, transformar y comercializar productos de acero semiterminados y terminados de modo eficiente, utilizando tecnología de reducción directa, horno eléctrico y colada continua. Es la principal productora de acero de Venezuela, la región andina y el Caribe y sus productos son de dos tipos: planos (planchones, bobinas y láminas) y largos (palanquillas, lingotes, barras y alambrón).

La Acería de Planchones cuenta con 4 hornos eléctricos, estos son cargados de chatarra de acero, HRD (Hierro de Reducción Directa), cal y briquetas, luego a éstos se le inyecta el carbón y oxigeno a través de lanzas supersónicas, en este proceso se le agrega las diferentes ferroaleaciones dependiendo del tipo de acero que se vaya a elaborar. Una vez fundido el material, se procede a bascular el horno para pasar el acero líquido al cucharón, luego se lleva a algunos de los 3 hornos cucharas con que cuenta la acería, donde se le aplica la metalurgia secundaria dándole el afino químico, la homogenización de la temperatura y limpieza térmica.

El producto final a esta altura del proceso es el acero líquido. Los cucharones son llevados a las máquinas de colada continua por medio de grúas, donde son colocados en una torreta giratoria y se pesa el acero líquido por medio de una válvula deslizante al carro porta distribuidor, para la obtención del planchón el acero se hace pasar de manera continua a través de moldes refrigerados, el equipo en el cual se efectúa esta operación es la máquina de colada continua. Ya solidificado el acero, se efectúa el corte a la longitud deseada con el oxicorte, los planchones obtenidos se enfrían pasándolos por una cámara de enfriamiento terciario o se enfrían al aire hasta temperatura ambiente. Cada planchón se identifica con el número de colada y número de planchón.

El problema radica que en la actualidad la aceria eléctrica de planchones presenta un descontrol en el valor de la puesta a mil líquido-colado, el cual es uno de los principales indicadores que maneja SIDOR para determinar su productividad.

Entre las causas que pueden originar este problema se encuentran:

• Mala ejecución de las practicas operativas por parte de los operarios de la maquinas de colada continua.

• Incongruencia en el cálculo de la puesta a mil por parte del sistema.

• Los trabajadores no reportan el remanente que queda en el fondo del cucharon, ni en el fondo del distribuidor.

Entre los efectos que producen estas causas se encuentran:

• Descontrol en el valor real de las variables que afectan la puesta a mil como lo son el remanente del cucharon y el remanente de distribuidor.

• Aumento significativo de la puesta a mil liquido-colado de las maquinas de colada continua.

• Baja productividad en las maquinas de colada continua.

Evidentemente si se continua con estos problemas permanecerá el descontrol en la cantidad de acero que se logra producir con el acero que se tiene disponible lo cual implica el desconocimiento de la situación real de la productividad de las maquinas de colada continua y el no cumplimiento de los objetivos requeridos por la empresa.

Objetivo de la investigación

Determinación de la puesta a mil (P.A.M) en el proceso de colado continuo de la acería de planchones y compararlos con los valores estándar existentes en SIDOR.

Objetivos específicos

• Analizar las variables que afectan el valor real de la puesta a mil en las máquinas de colada continua de acería de planchones.

• Realizar seguimiento de los pesos de acero liquido con las grúas para determinar los remanentes de cucharon.

• Calcular la Puesta a Mil (P.A.M) real líquido colado por tandas en las máquinas de colada continua.

• Comparar los resultados de la Puesta a Mil con los resultados de la Puesta a Mil arrojada por el SIPCA.

• Capacitar a los trabajadores acerca del correcto llenado de las planillas de acero líquido y el reconocimiento de la importancia de este.

• Divulgar a los técnicos la importancia en la medición del remanente del distribuidor.

• Determinar las causas de las diferencias entre la PAM real y la indicada por SICAP.

Justificación

La puesta a mil liquido-colado es un indicador de mucha importancia ya que nos permite determinar la producción de las maquinas de colada continua y a su ves poder evidenciar donde se están presentado los problemas para lograr alcanzar los objetivos que se requieren.

Este estudio tiene como finalidad analizar la Puesta a Mil líquido colado de las máquinas de la colada continua de la acería de planchones. Para así comparar los valores obtenidos con los estándares ya existentes, y así optimizar el rendimiento de la productividad de las máquinas, para de esta manera brindarle a la Siderúrgica del Orinoco "Alfredo Maneiro" beneficios en cuanto a la minimización de las pérdidas de acero presente en el proceso y por ende los costos asociados.

Alcance

El estudio engloba los seguimientos a las maquinas de colada continua 1,2 y 3 de la acería de planchones ubicada en la Siderurgica del Orinoco "Alfredo Maneiro". Para con los datos recolectados realizar el cálculo de la Puesta a mil Liquido- Colado y así determinar la eficiencia de producción de la maquinas.

Limitaciones

El estudio enfrenta dos limitaciones clave, las cuales son:

1) El seguimiento a las maquinas de colada continua sólo se efectuará en el transcurso del turno 2 (7.00 am a 3.00 pm), por lo cual la información del turno 1 y 3 será recogida por los operarios de las maquinas es decir que no se recogerá por observación directa.

2) La duración de la Pasantía en la empresa es de dieciséis (16) semanas, por lo que muchos de los datos a considerar representan información histórica.

CAPÍTULO II

La Empresa

El presente capítulo presenta una descripción general de la empresa Siderúrgica del Orinoco "Alfredo Maneiro" (SIDOR), donde se manifiestan su ubicación, las actividades que realiza, las principales instalaciones, la estructura organizativa, entre otros.

Ubicación de la empresa

SIDOR es la principal siderúrgica de Venezuela, de la región Andina y del Caribe. Se encuentra ubicada en el estado Bolívar, en Ciudad Guayana, al sureste de Venezuela, en la Zona Industrial Matanzas sobre el margen derecha del río Orinoco, a unos 17 km de su confluencia con el rió Caroní y a 300 Km de su desembocadura en el Océano Atlántico.

La siderurgica del orinoco se encuenta ubicada en un sitio estrategico por razones económicas y geográficas, que le permite conectarse con el resto del país por vía terrestre y por vía fluvial – marítima con el resto del mundo. Teniendo como ventaja la cercanía con los cerros Bolívar y Pao en los que se encuentra el mineral de hierro. (Figura 2.1).

Figura 2.1 Ubicación física de SIDOR C.A. (Intranet SIDOR C.A).

Generalidades de la empresa

La Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro SIDOR C.A es una empresa venezolana que se dedica fundamentalmente a transformar el mineral de hierro para obtener productos de acero semielaborados y elaborados de alta calidad en forma eficiente, competitiva y rentable, destinados a satisfacer la demanda del mercado nacional e internacional; empleando para ello alta tecnología en lo que se refiere a Reducción Directa, y Hornos Eléctricos de Arco.

El proceso productivo de esta empresa se inicia desde la fabricación de pellas y culminan con la comercialización y venta de productos finales, estos son de dos tipo: largos (Barras y Alambrón) o Planos (Láminas en Caliente, Láminas en Frío y Recubiertos), estas ventas pueden ser a nivel del mercado nacional e internacional. Para cumplir con su proceso productivo, SIDOR se abastece de energía eléctrica generada en las represas de Macagua y Guri sobre el río Caroní, y su vital proveedor de materia prima es Ferrominera del Orinoco, así como de gas natural proveniente de los campos petroleros del oriente venezolano. SIDOR produce acero a partir de un mineral de alto contenido de hierro, 80% de hierro de reducción directa y 20% máximo de chatarra, utilizando la vía de reducción directa, hornos eléctricos de arco y colada continua, lo que ayuda a la elaboración de un acero de bajo contenido de impureza.

SIDOR tiene la responsabilidad de satisfacer las necesidades de sus clientes y mantener estándares mundiales de calidad en sus productos, bajo la norma ISO 9001, que afirman su competitividad en los mercados internacionales.

Estructura organizativa de la empresa

La siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro , cuenta con un personal gerencial, técnico y obrero, y una estructura organizativa conformada por las Gerencias Generales, las Gerencias Operativas y las Administrativas. (Figura 2.2).

Figura 2.2 Organigrama de la empresa. (Intranet SIDOR C.A).

Principales instalaciones

SIDOR C.A ocupa una superficie de 2.838 hectáreas, cuenta con una extensa red de comunicaciones 74 Km de carreteras asfaltadas, 132 Km de vías férreas y acceso al mar por al Terminal portuario (muelle de Sidor), éste tiene una longitud de 1.037 metros y 44 bitas de amarre a 25 metros de distancia, a tres niveles, las cuales permiten el amarre de seis buques con un peso muerto de 20.000 toneladas y diferentes esloras adaptadas a la fluctuación del río en épocas de sequía o de lluvias. Asimismo cuenta con edificaciones donde se desarrollan las áreas de soporte al personal (servicio médico, bomberos, comedores y talleres centrales), así como también áreas administrativas.

Además cuenta con una planta de tratamiento de aguas negras, con capacidad de tratar física, biológica y químicamente el agua residual, una planta de briquetas, planta de chatarras, sistemas contra incendios, sistemas de gas, sistemas de combustible y aceite, sistemas de mantenimiento, cintas transportadoras, talleres y almacén. La Siderúrgica del Orinoco en la actualidad cuenta con instalaciones de producción las cuales están compuestas por dos áreas: El área I "Planta Vieja" donde se localizan las Instalaciones originales de la planta estas son.

El Terminal portuario, hornos eléctricos de reducción, fundería, acería Siemens Martín, planta de productos no planos, fábrica de tubos y la planta de productos planos.

El Área II que se conoce como "Planta Nueva o Plan IV" y posee la siguiente capacidad instalada.

Planta de pellas

La planta de peletización fábrica pellas utilizando mineral de hierro fino proveniente del cerro Bolívar, suministrado por CVG Ferrominera del Orinoco C.A. su capacidad nominal es de 6,2 millones de toneladas por año.

Planta de reducción directa MIDREX

Compuesta por dos plantas de proceso continuo, con tecnología alemana, denominadas MIDREX I y MIDREX II, una de un modulo que representa a un reactor, y otra de tres módulos. Las capacidades instaladas son de 1,63 millones de toneladas por año. (Figura 2.4).

Planta de reducción directa HyL

Formada por una planta, con tecnología HYLSAMEX conocida como HyL II, con capacidad instalada de 2.112.000 ton/años. Esta planta tiene como finalidad extraer el oxigeno contenido en las pellas mediante la utilización de un agente reductor a temperaturas menores a las de fusión. (Figura 2.5).

Acería eléctrica y colada continua de palanquillas

Esta planta consta de dos hornos eléctricos de arco de 150 toneladas cada uno y sistemas de paneles refrigerados y vaciado excéntrico por el fondo (EBT), que produce un total de 1.200.000 toneladas de acero líquido por año a partir del hierro de reducción directa, acoplados a dos máquinas de colada continua de 6 líneas cada una con capacidad de 1,12 millones de toneladas de palanquillas al año, además de dos hornos cuchara e instalaciones y equipos auxiliares. (Figura 2.6).

Tren de barras

Su capacidad de laminación por año es de 750.000 toneladas de cabillas, barras lisas, pletinas en acero de calidad comercial y de alta resistencia. La obtención de las barras se logra mediante la carga de palanquillas en mesas de transferencia para luego ser llevadas al horno de calentamiento, laminadas en el desbastador, en el tren intermedio y el tren afinador.

Las barras de construcción o cabillas son productos de acero de sección circular, con resaltes en su superficie. Son fabricadas por SIDOR mediante la laminación en caliente de palanquillas provenientes de sus propias instalaciones. Se utilizan como refuerzo en las construcciones de concreto armado.

Tren de alambrón

Su capacidad anual es de 450.000 toneladas métricas de alambrón de diferentes diámetros. El proceso inicia con la carga de las palanquillas en las mesas de transferencia para su pase al horno a fin de calentarlas, una vez alcanzada la temperatura requerida, es laminada en el desbastador, en el tren intermedio y en Bloque Morgan donde es obtenido el alambrón transferido y enfriado para formar rollos.

Planta de cal

Tiene una capacidad de producción anual de 600.000 toneladas de cal hidratada. Este producto es utilizado como aglutinante en la planta de pellas, para proteger y evitar la sinterización de las pellas en reducción directa, y como fundente en las acerías eléctricas.

Acería eléctrica y colada continúa de planchones

La acería eléctrica de planchones cuenta con seis hornos eléctricos (dos fuera de operación), de 200 toneladas por colada, 5 con paneles refrigerados y todos con bóvedas refrigeradas, tres máquinas de colada continua de dos líneas cada una y dos hornos de metalurgia secundaria. La capacidad total es de 2,4 millones de toneladas de acero líquido por año a partir de hierro esponja y chatarra.

Productos que fabrica SIDOR

Productos primarios:

Pellas: Es un aglomerado de fino de material de hierro; de forma aproximadamente esférica y granulometría determinada, obtenida con el agregado de elementos aglomerantes, sometidos al final a procesos de endurecimiento.

Hierro de reducción directa (HRD): Producto poroso obtenido de la reducción directa de las pellas, que por su grado de metalización es adecuado para emplearse, como un sustituto parcial o total de la chatarra, directamente en los procesos de aceración.

Cal viva: Producto de la calcinación a elevadas temperaturas, de caliza, cuyo componente principal es el óxido de calcio, y se utiliza como aglutinante en la planta de pellas y como fundente en la acería.

Cal hidratada: Producto derivado de la hidratación de la cal viva, cuyo compuesto principal es el hidróxido de calcio; se utiliza en la siderurgia como aglomerante en la elaboración de pellas y en el tratamiento de aguas industriales. SIDOR cuenta con una planta de cal hidratada que tiene una capacidad instalada de 220 mil toneladas métricas anuales.

En el Área de Productos Planos

Productos semielaborados: Los planchones son productos semi-terminados de acero de sección transversal rectangular, con un área no menor a 10.300 mm2 (16in2), según definición ASTM, con espesor de 175 y 200 milímetros; ancho de 949 a 2.000 milímetros y longitudes entre 5.000 y 12.500 milímetros. Como productos semielaborados, los planchones se utilizan en procesos de transformación mecánica en caliente; siendo su uso más común la laminación de productos planos en caliente. Su utilización está regida por características dimensionales, químicas y metalúrgicas. (Figura 2.3).

Figura 2.3 Planchones. (Intranet SIDOR C.A).

Productos terminados: Planos laminados en caliente (LAC), el laminador de productos planos en caliente procesa los planchones, siguiendo prácticas metalúrgicas y operativas que garantizan la obtención de productos de alta calidad. Los productos laminados en caliente se suministran en forma de rollos (Bobinas o Bandas) y/o cortados a longitud específica (Láminas). Se utilizan para fabricar recipientes a presión, tubería soldada, pletinas, piezas automotrices y en la industria metalmecánica en general, en su transformación posterior a productos laminados en frío. (Figura 2.4).

Figura 2.4 Bobinas de chapas laminadas en caliente. (Intranet SIDOR C.A).

Planos laminados en frío (LAF): SIDOR cuenta con dos laminadores en frío (tándems) para la fabricación de productos de alta calidad. Los productos laminados en frío se suministran en forma de rollo (Bobinas) y/o cortados a longitud específica (Láminas), con la excepción del material crudo (Full Hard) que sólo se suministra en bobinas. Se utilizan en la industria metalmecánica para la elaboración de diversos productos, muchos de uso cotidiano. (Figura 2.4).

Figura 2.5 Bobinas laminadas en frío. (Intranet SIDOR C.A).

Planos recubiertos (hojalata y hoja cromada): SIDOR cuenta con dos líneas de recubrimiento electrolítico, sometidas a un proceso de mantenimiento intensivo que le permite la obtención de un producto de óptima calidad. La materia prima utilizada en la elaboración de los productos recubiertos es la hoja negra. Los productos recubiertos se suministran en forma de rollo (bobinas) y/o cortados a longitud específica (láminas). Por sus características de resistencia a la corrosión y sus características mecánicas, así como la condición de ser no tóxicos, cobran importancia fundamental en la industria de los alimentos y otras industrias dirigidas a servir a los hogares. (Figura 2.6).

Figura 2.6 Hojalata. (Intranet SIDOR C.A).

En el Área de Productos Largos

Productos semielaborados: Las palanquillas son productos semi-elaborados de sección transversal cuadrada, mayor o igual 1.660 mm2 y menor que 31.684 m2, cuyas longitudes varían entre 3 y 15 m, transformados por laminación o forja en caliente para obtener productos tales como barras lisas y con resaltes, cabillas, alambrón, pletinas, entre otros. (Figura 2.7).

Figura 2.7 Palanquillas. (Intranet SIDOR C.A).

Productos terminados: El alambrón es un producto de sección transversal circular y superficie lisa, obtenido por laminación en caliente de palanquillas, fabricadas por SIDOR C.A en sus propias instalaciones. Se destina a la transformación por trefilación o laminación en frío para la fabricación de una gran variedad de productos. (Figura 2.8).

Figura 2.8 Alambrón. (Intranet SIDOR C.A).

Barras con resaltes para la construcción (Cabillas): Las barras de construcción o cabillas son productos de acero de sección circular, con resaltes en su superficie. Son fabricadas por SIDOR C.A mediante la laminación en caliente de palanquillas provenientes de sus propias instalaciones. Se utilizan como refuerzo en las construcciones de concreto armado. (Figura 2.9).

Figura 2.9 Cabillas. (Intranet SIDOR C.A).

Tuberías (sin costuras): Producto de acero que utiliza la industria petrolera para la construcción y minería.

Descripción del área de trabajo

Acería de planchones

En SIDOR esta planta cuenta con cuatro hornos eléctricos de arco de 200 t cada uno equipado con paneles refrigerados y hueco de colada inferior excéntrico; además de dos hornos eléctricos de arco de 200 ton para tratamiento metalúrgico secundario y 3 maquinas de colada continua de tecnología Demang de dos líneas cada una, cuenta con torretas de dos posiciones para cucharón de 200 ton. Esta planta esta destinada a la producción de planchones con las características exigidas por los clientes.

Para los procesos de producción de planchones se requieren grandes cantidades de agua para el enfriamiento de los planchones durante el proceso de colada continua. Parte de esta agua se emplea para enfriamiento indirecto y otra parte para el enfriamiento directo.

Parte del agua de enfriamiento directo es rociada a los planchones directamente en el proceso de colada continua, luego los planchones pasan a las cámaras de enfriamiento donde son rociados nuevamente para así culminar el proceso de enfriamiento de los planchones. Toda el agua empleada en el proceso de enfriamiento directo es recogida a través de diversas canales que conducen el agua hacia el Pozo de Escamas.

Máquina de Colada Continua

Son elementos que tienen como principal función transformar el acero líquido recibido de los hornos eléctricos y de afino en productos semielaborados con ancho, espesor y longitud especifica correspondiente al producto primario que se denomina planchón.

Proceso de Colada Continua

El proceso de colada continua consiste en solidificar el acero líquido de manera continua, desde la superficie del núcleo, obteniéndose un planchón en el caso de productos planos o una palanquilla en el caso de productos largos.

Lograda la composición química del acero en el proceso de aceración, comienza la solidificación del mismo en la máquina de colada continua, la cual se explicara basada en el proceso de planchones. La secuencia de operaciones se puede dividir en las siguientes cinco:

• Carga del acero al distribuidor.

• Solidificación en molde.

• Enfriamiento del acero.

• Corte en planchones y enfriamiento.

• Escarpado de control o de reparación.

Carga del Acero al Distribuidor

El cucharón proveniente de la etapa de metalurgia secundaria se posiciona en la plataforma superior de la maquina, sobre un dispositivo llamado torreta giratoria. Una vez en posición, descarga el acero por el fondo a través de un tubo llamado buza.

El proceso se inicia cuando el acero liquido pasa a un distribuidor y desde este, fluye a los moldes de las dos líneas de colada continua para su solidificación. Durante todo el proceso de colado, el acero líquido debe ser protegido del contacto con la atmósfera para evitar la reoxidacion ( lo que generaría inclusiones u óxidos atrapados) y minimizar las perdidas de temperatura. Para ello, se colocan dos tubos de material refractario, uno entre el cucharón y el distribuidor y otro en el repartidor, que inyectan el acero de un gas inerte (argon) y lo cubre con una capa de material aislante (cáscara de arroz calcinada).

Los aspectos claves asociados al distribuidor son:

• Lograr la separación de las inclusiones.

• Suministrar un flujo continuo de acero al molde.

• Mantener una altura estable del acero por encima de las boquillas para evitar pase de escoria al molde.

Solidificación en molde

Los moldes son básicamente cajas abiertas de cobre de alta pureza recubiertas de níquel, donde se define la forma, dimensiones y calidad superficial de los planchones.

El proceso de solidificación se lleva a cabo de la siguiente manera:

• 1. Para el arranque de una colada, los moldes son cerrados en su fondo con un dispositivo denominado barra falsa.

• 2. El acero liquido, a una temperatura de aproximadamente 1550 °C fluye a través de la boquilla al molde que es refrigerado con agua. El control de la distribución del flujo de acero desde el distribuidor al molde, se realiza con una barra tapón que se mueve de arriba abajo produciendo un flujo regular. El molde refrigerado transfiere (extrae) el calor de la capa de acero solidificada.

La transferencia de calor ocurre:

• A través de la capa de acero solidificada

• Desde la superficie solidificada hasta la superficie inferior del molde de cobre.

• A través del molde de cobre.

• Desde la cara externa del molde al agua de refrigeración del molde.

• 3. Para evitar la oxidación, el acero se cubre con un polvo denominado "polvo colador" que genera una escoria liquida con propiedades aislantes, lubricadoras y reguladoras de calor, que definen la calidad superficial y subsuperficial de los aceros.

• 4. Los moldes son sometidos a un movimiento de oscilación vertical para lograr una mejor acción de lubricación del polvo colador entre ellos y la piel de acero solidificada. La oscilación del molde permite:

• Evitar que se pegue la capa sólida al molde.

• Evitar salpicaduras de la capa sólida.

• Minimizar la fricción.

• Evitar las roturas de la capa solidificada.

• 5. El acero sale del molde por la acción de los rodillos extracto – enderezadores. En el caso de la primera colada, la barra falsa es alada por los rodillos, el acero se pega a la punta de la barra falsa y sale por debajo del molde.

Enfriamiento del acero

El acero fuera del molde es contenido por los segmentos guías, para evitar que la piel solidificada se deforme. En esta zona además, el acero se somete a una intensa refrigeración a través de picos rociadores con agua.

Se va solidificando gradualmente debido al enfriamiento. El acero desciende en forma curva hasta que solidifica completamente, comenzando el ingreso a la zona de enderezado hasta adoptar la posición horizontal. Al enderezarse, la capa sólida exterior esta bajo tensión mientras que la capa inferior esta bajo compresión, por tanto es necesaria regular la fuerza para evitar la deformación. Esto se realiza en los rodillos extracto – enderezadores.

Un aspecto importante relacionado con la calidad, es la alineación de la maquina, para evitar zonas de alta deformación que generan grietas. Para ello la maquina se alinea respecto de sus radios de curvatura teóricos con una tonelada inferior a +- 0.5 mm.

Corte en planchones y enfriamiento

Al final de cada línea, el acero solidificado, es cortado con sopletes para dividirlo en planchones con las dimensiones especificadas.

Una vez cortados los planchones continúan el proceso, sobre un camino de rodillos y luego confluyen en una mesa de transferencia (una por cada maquina)

En función del grado de acero y la aplicación, los planchones pueden ser enfriados:

• Aceleradamente en cámaras de agua (calidades comerciales y hoja lata)

• Al aire (calidades API, micro aleados y estructurales)

Escarpado de control y reparación

El proceso de escarpado de control o de reparación, depende del grado, uso final y resultados de inspecciones superficiales. Consiste en el flameado con oxi-gas de la superficie del planchón para eliminar depresiones, grietas o atrapes (superficiales o sub- superficiales de escoria o gases.

Productos fabricados

Planchones:

Los planchones son productos de sección rectangular obtenidos por la técnica de colada continua.

En la acería de planchones se fabrican aceros para diversas aplicaciones con las características químicas siguientes:

• Calmados con aluminio – tratados con calcio.

• Bajo, medio y alto carbono

• Baja y media aleación Ni – Cr – Mo

Los planchones de SIDOR pueden tener dos Destinos:

• Laminación en caliente

• Venta directa a clientes internacionales

Dimensiones

Los espesores estándar de los planchones son de 175, 200 y 230 mm. El ancho varía entre 730 y 2000 mm. La longitud varía entre 4500 y 12500 mm.

Aplicaciones

Los planchones están destinados a satisfacer una amplia gama de productos planos, tales como: acero embutibles, uso automotriz, hojalata, revestidos, prepintados, estructurales, tubos para oleoductos (API) entre otros producto.

CAPÍTULO III

Marco teórico

Antecedentes de la investigación

Gutiérrez Edrick (2006) en su informe de pasantía que lleva por título "Análisis de la puesta a mil de la producción de la acería de palanquillas, en la empresa SIDOR C.A". Obtuvo como resultados en su investigación lo siguiente: la productividad, está definida como la cantidad de bienes y servicios, sobre la cantidad de recursos gastados para producir dichos bienes. Las condiciones para que la productividad sea óptima en todo proceso productivo, son: diseño adecuado, tecnología idónea, calidad requerida, utilización óptima de las instalaciones, materiales, personal, métodos y planificación.

Puesta a Mil (P.A.M)

Es la carga metálica estándar necesaria para producir 1000 Kg o 1 Ton de material en cualquier línea. También puede definirse como la inversa del rendimiento metálico.

La puesta a mil es uno de los principales indicadores industriales que maneja SIDOR en el área operativa, el cual es la relación o el cociente de peso de la entrada del material y el peso del producto. También puede definirse como la relación o el cociente del peso de entrada de acero líquido entre el peso de acero sólido o acero bruto.

Es un indicador de productividad que permite establecer el grado de cumplimiento de objetivos en cuanto a producción se refiere. En la Acería de planchones, se determinó la Puesta a Mil de líquido colado, para conocer el rendimiento del acero líquido y el número de productos terminados útiles. La Puesta al Mil Líquido-Colado de las máquinas de Colada Continua de la Acería de Planchones tiene un estándar de 1025 Kg/t.

Simbología:

P.A.M = Puesta al Mil ( T / T )3

Acero Líquido

El peso del acero líquido se determina de la siguiente manera:

Ecuación 3.3

El peso de la escoria se estima en 3 Tns/col. para Planchones

Puesta a Mil Real Líquido – Colado

Ecuación 3.4

El acero Líquido se calcula de la misma forma que se expuso anteriormente

Planchones brutos (salida de máquinas de colada continua), se calcula de la siguiente manera:

• Pesaje con las balanzas, ubicadas vía de rodillos próxima a los volcadores 1 y 2

Puesta a Mil Estándar Líquido – Colado

Variables que conforman las pérdidas por puesta a mil de las máquinas de colada continua de la acería de planchones

• Fondo de cucharón: Se define como el remanente de acero líquido que queda en el cucharón después de terminar de vaciar la colada en la máquina de colada continua. Este valor se determina, de un análisis estadístico de pesaje, tomando en cuenta, el peso del cucharón salido de máquina, el peso del cucharón vacío luego de voltear y el peso calculado de la escoria en el cucharón, este último de acuerdo con las ferroaleaciones y adiciones que se agregan en la sangría y en el horno cuchara.

Donde,

A: Peso del cucharon luego de vaciar

B: Peso del cucharon vacio

• Fondo de distribuidor: Se define como la cantidad de acero líquido que se deja en el distribuidor después de una secuencia de colada. Para cuantificar el fondo de distribuidor, se determinó el peso del distribuidor en función de la altura, tomando en cuenta la densidad del acero y la altura máxima al canal de escoria, restándole la diferencia del volumen ocupado por los bafles en el distribuidor, de estos cálculos se diseñó una tabla de tonelaje con respecto a la altura, con esto al terminar una tanda de colada, el operador mide el nivel de acero líquido con la barra y la compara con una regleta de escala ( 1:100 ) situada en la máquina de colada continua, posteriormente el nivel que se midió se compara con la tabla cuantificándose así el fondo del distribuidor.

• Cortes: Se refiere al acero perdido por el corte con oxicorte o cizalla para darle la longitud requerida al planchón o a la palanquilla. Se determina de la siguiente forma:

El espesor de corte es de 10 mm/corte para planchones y 4 mm/corte para palanquilla

• Escamas: Es una capa de óxido que se produce en la superficie del planchón o palanquilla durante la solidificación del acero por el contacto con el agua de enfriamiento. Para determinar el peso de la escama se tomó muestras de la misma, para establecer la densidad y un espesor promedio de la misma, aplicando la siguiente fórmula:

• Fugas y Derrames: Son estimaciones de los derrames y fugas por accidentes de máquinas o roturas de líneas. Se calcula:

Donde,

Densidad: 7,834

Puesta a mil (PAM) del sistema

Antecedentes

La Puesta al Mil Líquido-Colado de las máquinas de Colada Continua de la Acería de Planchones es un indicador que relaciona la carga de acero líquido a las máquinas con la salida de acero sólido de las mismas, tiene un estándar de 1025 Kg/t; sin embargo, su variabilidad en los resultados del mismo indica un proceso fuera de control, debido a que los ingresos de los datos en los sistemas de producción (Piso de Planta y Sicop) son manuales.

Durante una pasantía realizada durante el mes de Marzo"10 y donde se rehace el líquido a partir del sólido se corroboran que los valores estándares son alcanzables.