Evaluación operativa, centro de manejo de materiales, horno fusión (página 3)

La opción –C- conlleva a adicionar a la chatarra generada el costo por corte de sierra, la generación de viruta, requerimiento de personal y equipo móvil adicional, así como la disminución de disponibilidad de corte para producción, (con el incremento de producción de cilindro, se incrementara también la demanda de corte de cilindro).

1.3 Dimensiones recomendadas para el nuevo horno de fusión El nuevo horno de fusión deberá contar con las dimensiones físicas de frente y profundidad que permita la carga del mayor porcentaje de generación de chatarra (cilindros) de forma práctica, segura y continua sin costo de transformación o adecuación adicional, y deberá permitir cargar lineal y rectamente los cilindros evitando el daño al refractario de paredes y marcos de puerta; deberá contar también con rampa interna entre el marco inferior de puerta y el piso de horno para evitar daños al piso del horno al cargar la chatarra.

Las dimensiones del horno propuesto son:

Exterior: 6,5m de frente; 9,5m de profundidad y 3,5m altura.

Interior: 5,5m de frente; 8,5m de profundidad y 2,7m de altura de cámara útil (considerando espesor estándar de refractario de paredes laterales y frontales así como piso y techo). Y 0,945 m de altura de baño liquido.

2. Capacidad de Quemadores Actualmente el horno basculante cuenta con dos quemadores convencionales que permiten una rata de fusión de 5 tm por hora, considerando un remanente de 20 tm, en la proporción que el remanente disminuye, la rata de fusión se incrementa.

Debe contemplarse en el diseño del nuevo horno: 2.1 La selección de quemadores fusores Regenerativos de alta velocidad donde el aire de combustión es precalentado con los gases de combustión que salen del horno y permitirá considerables ahorros de energía entre el orden del 30 y50% en comparación con un quemador convencional. La selección adecuada de la capacidad, cantidad y calidad de quemadores que permitan uniformar la temperatura a lo largo de la superficie de la carga. Permitirá obtener tiempos de fusión cortos basados en la teoría de que la transferencia de calor en los hornos de refractario de quemadores, es una función de la temperatura y la velocidad de los gases calientes que pasan a través de la superficie receptora, por lo que a mayor velocidad de los gases sobre la superficie a calentar, mayor transferencia de calor tendrá.

2.2 Quemadores mantenedores.

La incorporación de estos quemadores mantenedores, (adicionales a los fusores que demande la nueva cámara), actúan en el momento de apertura de puerta, evitando el enfriamiento de la zona de carga del horno, y logrando mantener la temperatura de la cámara durante la operación de carga.

La adecuada Selección de quemadores, su distribución, monitoreo y operación, así como el control de presión del horno para evitar filtraciones de aire frio, el mantener puertas y tuberías selladas sin fugas, la planeación de carga optima y adecuada (tiempo de operación de carga Vs. Volumen y peso de carga) control adecuado de la relación aire-combustible, y mantenimiento adecuado en general del horno permitirá alcanzar ratas optimas con el mínimo de remanente de metal por debajo de los parámetros actuales. Logrando reducir los inventarios de chatarra generada, y su reincorporación al proceso con su respectiva recuperación económica.

Conclusiones

Después de realizado el estudio y analizado los resultados obtenidos, se llegó a las siguientes conclusiones:

1. La generación de chatarra en la Planta de CVG VENALUM es clasificada en interna y externa; cada una de estas puede aumentar en función a varias situaciones.

> La chatarra externa aumenta cuando existen mayores derrames en celdas y en el transporte de crisoles, debido al nivel de capacidad de manejo de los operarios y la chatarra que se genera en el proceso de rociado de los ánodos con aluminio líquido (envarillado) se considera como una chatarra de generación constante.

> En la clasificación de la chatarra interna existen algunas que su generación es constante e inherente al proceso (merma), es el caso del despunte de cilindros y viruta que siempre se generan al momento de realizar el acabado final a los cilindros para extrusión. Mientras que la generación de cilindros defectuosos esta chatarra es considerada como desperdicio o rechazo y va en función de problemas de operación, fallas en equipos, capacidad técnica de los operarios.

2. Actualmente la sala de colada de CVG VENALUM cuenta con un horno basculante donde es refundida la chatarra, sin embargo este reproceso también se realiza en los hornos de retención con los que se cuenta, aún cuando no es su principal función; esto es debido a que en el cierto momento, durante el balance de carga y la distribución de los crisoles con alto contenido de hierro contaminaron los hornos y por ende se utilizaron para refundir. Adicionalmente por los tiempos de parada del horno basculante a causa de daños físicos; es necesario utilizar los hornos de retención para continuar con el reproceso la fusión de la chatarra.

3. En el periodo de estudio del año 2006 al 2009, en el año 2006 se obtuvo la mayor producción de aluminio sólido, 403864.131tn, donde a partir de ese año, comenzó la disminución de la producción, ubicándose en 342898.709 tn para el año 2009.

4. El porcentaje de refusión de la chatarra para el año 2005 se ubicaba en 3.912% del total de la producción, aumentando a 4.763% del total de la producción para el año 2009.

5. En términos globales para el periodo en estudio; de la producción de aluminio para producto solido, fue destinado el 24% a la producción de cilindros para extrusión y un 76% a la producción de lingotes y pailas.

6. Los porcentajes de generación de chatarra por proceso son 64,4% de chatarra por cilindros y 35,6% de resto, los cuales están cercanos a los porcentajes de distribución de chatarra en hornos que se ubican en 38%de chatarra en el horno basculante y 60% de chatarra en los hornos de retención. Esta distribución genera capacidad ociosa en el horno basculante.

7. Se determina en general, que la mayor chatarra generada proviene de la producción de cilindros, es reprocesada o fundida mayormente en sus respectivos hornos (hornos de retención). Ya que las dimensiones de éstos, no permiten que sean cargados libremente en el basculante, sino que requieren de trabajo y tiempo extra para su manipulación y preparación.

Procesar los cilindros en los hornos de retención genera daños físicos, Reduce la disponibilidad de carga de metal líquido proveniente de la sala de celdas y por no ser diseñados para fundir, aumentan los tiempos de fusión y generación de escoria.

8. Con el aumento de producción de cilindros para extrusión que se tendrá con la puesta en operación de la unidad de colada vertical N° 3, colapsara el sistema actual de refusión de chatarra en la Sala de Colada.

Recomendaciones

En base a los resultados y conclusiones se recomienda las siguientes acciones:

1. Implementar un horno de fusión a gas que cumpla con las características de dimensiones y capacidad de quemadores propuestas; logrando así, establecer el CENTRO DE MANEJO DE MATERIALES ASOCIADOS A LA DISTRIBUCION Y PREPARACION DE ALUMINIO LIQUIDO EN LA SALA DE COLADA.

2. Diseñar un plan o practica de trabajo de Carga de chatarra en Hornos (nuevo horno y horno basculante) en función a tiempos de carga, toneladas de chatarra a procesar, tipo de chatarra, utilización y manejo de equipos móvil.

3. Capacitar al personal encargo de la producción de cilindros para extrusión de las 3 unidades de colada vertical, evitando así el aumento de chatarra por este producto (cilindros con defecto superficial, cilindros taponados, cilindros de coladas interrumpidas).

4. Realizar las prácticas de mantenimiento preventivo adecuadas, que optimicen y garanticen la disponibilidad de los hornos de fusión.

Referencias Bibliográficas

FIDIAS, A. (2006). El proyecto de la investigación, introducción a la metodología científica. Caracas. Editorial Episteme, 5ta edición.

HUFNAGEL, W. (1992). Manual del aluminio. Barcelona. Editorial Reverté, 2da edición.

RODRÍGUEZ, M. (1993). Evaluación del proceso de generación y distribución de chatarra en sala de colada. Informe de Pasantía. Puerto Ordaz.

WALPOLE, R. y RAYMOND, M. (1985). Probabilidad y estadística para ingenieros. Madrid. Editorial Mc Graw Hill.

Referencias electrónicas

CVG VENALUM. Manual de Inducción. Recuperado en diciembre de 2010, de: http: //venalumi CVG VENALUM. Práctica de trabajo de la Gerencia de Colada. Recuperado en Enero 2011, de http://venalumi Hornos de Gas. Recuperado en Noviembre de 2010, de:

http://www.empresaeficiente.com/es/catalogo-de-tecnologias/hornos-de-gas

Anexos

ANEXO N° 1 Figura N° 10: Crisol en balanza para su inspección.

ANEXO N° 2 Figura N° 11: Ticket de trasegado.

ANEXO N° 3 Figura N° 12: Crisoles en pasillo central.

ANEXO N°4 Figura N° 13: Derrame en vía.

ANEXO N° 5 Figura N° 14: Derrame en boca de carga de horno.

ANEXO N°6. Figura N° 15: Lingotes defectuosos.

ANEXO N° 7 Figura N° 16: Derrame en puerta de horno por desnate.

ANEXO N° 8

Figura N° 17: Aluminio recuperado de escoria procesada.

ANEXO N° 9 Figura N° 18: Cilindros defectuosos.

ANEXO N° 10

Figura N° 19: Despunte de cilindros en sierra.

ANEXO N° 11 Figura N° 20: Maquina compactadora de viruta.

ANEXO N° 12

Figura N° 21: Pailas con alto contenido de hierro

Figura N° 22: Paila con alto contenido de hierro en horno.

ANEXO N° 13

Figura N° 23: Mesa de Colada para cilindros de extrusión, tecnología WAGSTAFG ANEXO N° 14

Figura N° 24: Horno basculante.

Agradecimientos

Al Eterno, por darme las fuerzas para trabajar día a día y la capacidad de desarrollar conocimiento.

A mis padres, Antonio Saloma y Genoveva Ibarra por su apoyo incondicional tanto en las situaciones simples como en las complejas.

A la Universidad por abrirme las puertas para desarrollar mis estudios y a la Empresa CVG Venalum por permitirme realizar mi práctica profesional.

A la Ing. Andreina Conde, el Ing. Andrés Blanco y a Antonio Saloma, por su ayuda en todo momento y por los conocimientos brindados, necesarios para la ejecución del trabajo de investigación.

Al Sr. Argenis Vera y al Sr. Antonio Rodríguez por su apoyo en la Sala de Colada y en la búsqueda de la información.

A Fabricio y Cesar, por su compañía en los momentos de cansancio y a Pacheco por su disposición a escucharme y su apoyo en las decisiones tomadas.

A Andreina, Carolina y Liseth, por su amistad incondicional, palabras de ánimo y compañía durante la carrera.

Saloma Ibarra, Aura Nohemi

Autor:

Saloma Ibarra

Aura Nohemi

Tutor Académico: Ing. Blanco Andrés

Tutor Industrial: Ing. Conde Andreina

Fecha: Febrero 2011