Incremento del rendimiento metálico Tren de Barras de Construcción I

Introducción

La planta de Laminación Largos en la línea de producción "Mercantil 1", laminación de barras de construcción, presenta problemas con el rendimiento metálico el cual está por debajo del 90%; causando una pérdida de 1, 000,000 $/año, por lo que la jefatura de la planta ha tomado la determinación de lograr elevar el rendimiento para mejorar de forma notable los costos de la producción, es por ello que se ha nombrado un grupo de personas con conocimientos y experiencia amplia sobre laminación para poder mejorar el rendimiento metálico a 94.5% superando los 94.3%, que fue el punto máximo en septiembre del 2007.

Se utilizaron diversas herramientas de la calidad como el diagrama de "causa-efecto", los "5 porque", para poder determinar cuáles son las posibles causas por lo que se presentaba este problema.

A través de una lluvia de ideas se determinan las causas principales y las secundarias determinando cuales son las más relevantes y así podérsele determinar un valor a cada una de ellas además de definir cuáles son las más factibles para atacar, logrando hacer cambios notables en la línea de producción, tanto de maquinaria como de concientización del compromiso de los laminadores y personal del taller de guiados que son los que tienen participación más directa con la laminación.

Después de diversas pruebas y de las mejoras realizadas a las maquinarias, además de cursos de capacitación y especialización sobre trenes de laminación y guiados se logro concretizar el proyecto anhelado por la jefatura, logrando el anhelado 94.5% de rendimiento metálico en la producción.

Descripción general de la empresa

SIDERPERU es la principal empresa siderúrgica del Perú. Desde hace 50 años se dedica a la fabricación y comercialización de productos de acero de alta calidad.

Nuestro Complejo Siderúrgico, ubicado en la ciudad de Chimbote, está instalado en un extenso terreno de aproximadamente 600 hectáreas y tiene una capacidad de producción superior a las 500 mil toneladas de productos terminados de acero.Cuenta para ello con un Alto Horno, el único del país, hornos eléctricos con su respectiva

Tiene instalaciones de reducción, aceración, laminación de productos planos, laminación de productos no planos, productos planos revestidos, productos tubulares, viales y numerosas instalaciones auxiliares. Para el abastecimiento de sus principales insumos, tiene un muelle habilitado para recibir embarcaciones hasta de 50 mil toneladas.Nuestros productos son requeridos por clientes de los distintos sectores económicos, principalmente al sector Construcción, Minero e Industrial; tanto en el mercado local como extranjero.Desde 1956 nuestra empresa exhibe con orgullo ser la primera y más grande siderúrgica del país que ofrece al mercado nacional e internacional el mejor acero del Perú, gracias a la capacidad y esfuerzo de cada uno de sus trabajadores, quienes miran el pasado como referencia, entendiendo que el presente es el nexo para asegurar en el futuro la continuidad de SIDERPERÚ

ORGANIGRAMA DE LA EMPRESA

Identificación del Problema

La Empresa Siderúrgica; Gerdau en su planta ubicada en la ciudad de Chimbote presenta problemas muy resaltantes con sus costos, tras un arduo estudio, se detecto que la materia prima llamada palanquilla que ingresa a los hornos para ser procesada y convertida en barras de construcción, presenta una severa perdida de tonelaje desde que comienza el proceso hasta su fase final por lo que los indicadores muestran que hay un elevado desperdicio metálico en toda la línea de producción.

Laminación.

La laminación es el proceso de manufactura mediante el cual se transforma el acero en la forma de barras de sección cuadrada de varios metros de largo llamadas palanquillas, en los diversos productos largos que fabrica Aceros Arequipa ya sean barras corrugadas, barras lisas o perfiles.

El proceso de transformación se lleva a cabo en caliente por lo cual es necesario elevar la temperatura de las palanquillas en un horno de recalentamiento hasta conseguir la temperatura inicial adecuada que puede oscilar entre los 800 °C y los 1,150 °C. El proceso en sí consiste en deformar la masa metálica, en nuestro caso el acero, en forma de palanquillas, haciéndola pasar entre dos cilindros superpuestos que giran en sentido inverso.

A los cilindros de laminación se les entallan unos canales mediante el proceso de torneado en un taller mecánico que usualmente se encuentra dentro de las instalaciones de la planta de laminación. Estos canales definen las etapas por las cuales atraviesa la palanquilla hasta alcanzar su forma final definida según el producto que se quiere fabricar. Dichas etapas, también llamadas "pasadas", son definidas mediante un trazado dibujado en planos y las lleva a cabo un maestro trazador.

Finalmente al alcanzar las varillas la sección definitiva, éstas son enfriadas en una mesa de enfriamiento ubicada al final de la línea de fabricación para después ser cortadas a la longitud requerida.

FLUJOGRAMA DE PROCESO

¿Cuál es el problema?

Problema: Rendimiento metálico bajo, en promedio 91.7 % y alto costo de transformación.

Lo cual está ocasionando resultados indeseados, estos son los siguientes:

Costo: Alto costo de producción.

Calidad: Disminuye la calidad del producto.

Entrega: Se pierde oportunidad de venta al cliente

Moral: La generación de chatarra baja la moral del personal

Seguridad: La generación de chatarra genera condiciones inseguras

Medio Ambiente: Generación de chatarra (desperdicios).

Una vez que se ha detectada la causa raíz para todos aquellos problemas secundarios mencionados anteriormente, se realiza un cronograma de inspecciones, para poder así analizar y determinar las posibles causas que provocan que se presente el problema mencionado.

Cumpliendo con el cronograma de análisis se realizó una inspección punto por punto a lo largo de la línea del Tren de Barras de Construcción I, observándose lo siguiente:

• Refrigeración deficiente de cilindros en trenes 450 y 300.

• Desgaste prematuro de fibras en trenes 450 y 300.

• Guiado de torsión deficiente en trenes 450 y 300.

• Desalineamiento de barras en la mesa 2 y excesivo despunte en corte en frio.

• Fallas sucesivas en zapatas mesa 2.

• Deficiente preparación de guiado.

• Falta de control de calibración y programa de cambio de canales.

• Falta de control de velocidades de tren y de mesa de enfriamiento

• Falta de comunicación entre el turno entrante y saliente. No hay relevo en el puesto de trabajo.

DIAGRAMA DE CAUSA- EFECTO DE KAOURU ISHIKAWA

Luego procedemos a utilizar el Diagrama de causa efecto:

Las causas que serán analizadas en este paso son las que obtuvieron mayor puntuación en el cuadro de valorización, las cuales fueron 9 y las podemos apreciar en el siguiente cuadro:

A continuación se realiza la mitología de los 5 porque para así poder ir entrando más a fondo a las causas que nos conllevan a nuestra causa – raíz.

Metodología de los 5 Porqués

Ya utilizada la metodología de los 5 porque, podemos definir cuáles son las soluciones para las 9 causas que nos conllevan a nuestro problema específico, el bajo rendimiento metálico; y así poder crear nuestro Plan de Acción con el cual esperamos que todas las causas queden corregidas.

Las posibles soluciones con las cuales se destinara a un responsable; el deberá velar para que se efectué dicho plan de acción; estas soluciones son:

• 1. Se debe definir el diagrama de calibración para cada producto

• 2. Se debe definir el padrón de velocidades de tren 300 y mesa 2 para cada producto

• 3. Se debe diseñar y adquirir nuevo sistema de refrigeración de canales y fibras

• 4. Se debe diseñar y adquirir nuevo sistema de lubricación

• 5. Se debe buscar un sistema adecuado de torsión en un tren abierto

• 6. Se debe adecuar un contrapeso al sistema para minimizar el esfuerzo de retorno de la zapata

• 7. Se debe padronizar la preparación de guiado

• 8. Se debe poner operativo el sistema de rodillos alineadores

• 9. Se debe iniciar un programa de capacitación para los operadores

Plan de acción

Una vez realizado el plan de acción y definido los padrinos de cada solución se pone en marcha, dicho plan, cada acción cuenta con meses específicos en los cuales deben ser realizados y posteriormente controlados para definir si se está logrando el objetivo específico del proyecto.

Podemos observar la siguiente tabla donde se determina la duración en semanas de cada paso del plan de acción.

EJECUCION DEL PLAN DE ACCION

Instalación de contrapesos para minimizar fuerza de caída de zapatas en mesa 2

Como hemos visto uno de las causas presentadas ha sido problemas con las zapatas de la mesa2, es por ello que se llego al acuerdo de colocar contrapesos para minimizar los problemas en ella, junto con un grupo de mecánicos se diseño e instalo lo anteriormente mencionado lográndose una mejora notable, en estas imágenes podemos observar el trabajo realizado.

Personal realizando trabajos de colocación de contrapesos en la parte inferior de las zapatas

Cambio de sistema de refrigeración de los trenes 450-300

Anteriormente el sistema de refrigeración de los cilindros era muy deficiente debido a que se utilizaba aire el cual no era lo suficientemente eficaz para enfriarlo totalmente y de forma rápida por lo que esta tendían a romperse o a dañar el material dejando líneas en las barras de construcción, es por ello que en nuestra mejora de refrigeración se ha preparado toberas especiales para refrigerar con agua y de forma uniforme el cilindro, logrando así una mayor durabilidad del mismo y un mejor acabado en el producto final.

Cambio de sistema de torsión de los trenes 450 – 300

Anteriormente las guías de torsión del laminador estaban mal diseñadas por lo que el material no tenía el suficiente espacio para girar de una caja de laminación a otra, es por ello que se ha diseñado nuevas dobladoras con camino más largo antes del dobles de la barra, logrando así que la cabeza de barra ingrese de forma más recta y pareja a los cilindros de las cajas de cada tren.

Cambio de fibras por rodamientos en cajas 6 y 7 tren 300

Como base del eje de los cilindros de las cajas 6 y 7 del Tren 300, se utilizan fibras las cuales son muy difíciles de mantener refrigeradas además su corto tiempo de vida implica una mayor cantidad de interrupciones no programadas para llevar a cabo su cambio por desgaste, es por ello que se realizo un estudio y una comparación con rodamientos lo cuales nos garantizan una mayor cantidad de horas trabajadas y en consecuencia una disminución considerable de costos en cuanto a paradas y a cambio se refiere.

Colocar rodillos alineadores en mesa de enfriamiento n° 02

Las barras de construcción al momento de salir de los trenes de laminación y antes de entrar en la cizalla de corte en frio "Cizalla de 400 TN", presenta problemas con el emparejamiento por lo que el operador debe realizar varios cortes de despunte antes de hacer el corte de medida y así provoca demasiado perdida de metal; es por ello que se ha instalado un grupo de rodillos movidos hidráulicamente para que la barra antes de ingresar a la "Cizalla 400 TN" quede pareja y así el despuente que realice el operador sea mucho menor.

Uso de guías con rodillos en caja terminadora

Al ingreso de las cajás de laminación están ubicadas unas guías para que la barra lleve un camino determinada las cuales presentaban problemas de rose con la barra dañando el material y en muchos casos provocando atracos y perdidas de barras, es decir causaban un coble; es por ello que se ha instalado en la caja final que es la de acabado unas guías con rodillos para que así la barra ingrese de forma más suave no se raspe y no provoque ningún atrancamiento.

Instalación de estaciones de control en trenes 450 y 300

Se ha instalado cabinas de control para que los operadores puedan observar sus muestras y asi comprándolas con la información que se encuentran en los mismos paneles determinen que ajustes de altura u otros deben realizar a su maquinaria.

Establecimiento de velocidades en mesa 2

Teniendo en cuenta las medidas de cilindros utilizados para cada diámetro de barra que se produce se llego a realizar un cuadro de velocidades de los diversos equipos que intervienen en el tren como son camino de rodillos, cizallas volantes y otros.

Cálculo de pesos de corte de palanquillas para cada producto

VERIFICACIÓN:

Se puede observar que se ha tenido un buen inicio de mejoramiento del rendimiento metálico siendo nuestro puntaje mayor en el mes de agosto, y en el resto de meses siempre se está logrando mantenerse por encima del promedio del año 2007; obteniendo asi un promedio exitoso del 94.8% para el mes de febrero del 2010.

ESTANDARIZACIÓN:

Se han creado y revisado estándares con el objetivo de lograr controlar las variables más críticas del proceso y mantener el proceso estable.

Conclusión

• 1- Se ha obtenido en promedio 94.8% de rendimiento metálico superándose la meta de 94.5%, lográndose una ganancia de 1,475,502 $/año. Se ha tomado como referencia una producción mensual de 12000 t/mes. Actualmente el tren Mercantil I está a un ritmo de producción de 14000 t/mes por tanto la ganancia es aú mayor.

• 2-  Actualmente existen muchas oportunidades de mejora en el Tren de Barras de Construcción I, tales como mejorar el BL/BP, reducir averías por desgaste de fibras en la cajas 4, 5 y 8(cambiar a rodamientos), etc, abriéndose la posibilidad de nuevos GSP´s.

• 3- Concluir que con un Trabajo en Equipo y con el apoyo de las herramientas que están a nuestra disposición es totalmente posible lograr objetivos, lo más importante en Creer que se pueden lograr.

Referencias bibliográficas

• 1. Informacion técnica, Area de laminación de Gerdau Sider Peru. Febrero del 2009 a febrero del 2010

• 2. Tren de laminación 300 – 500, calidad y especificaciones técnicas, atlas copco, canada 2010.

• 3. Estándares de rodamientos, para cilindros, tren de laminación 300 – 450, japan fujita, 2009

Autor:

Ing. Peter Ruller Rosales Fajardo