Análisis de requerimiento de puntas de varillas anódicas en C.V.G Venalum (Presentación PowerPoint)
Enviado por IVÁN JOSÉ TURMERO ASTROS
INTRODUCCIÓN Dentro del proceso de producción de CVG VENALUM, existen diversas áreas que desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento de la misma; dentro de estas áreas se encuentra Planta Carbón, cuyo objetivo es fabricar los ánodos que hacen posible el proceso electrolítico. En área de molienda y compactación de esta planta, se construyen los bloques de ánodos verdes a partir de coque de petróleo, alquitrán y remanentes de ánodos consumidos. Los ánodos son colocados en hornos de cocción, con la finalidad de mejorar su dureza y conductividad eléctrica.; a su vez esta cuenta con tres áreas, dentro de la cual se puede mencionar el Taller de Varillas y Refractarios de CVG VENALUM; este departamento es el encargado de asegurar la disponibilidad y acondicionamiento de las varillas anódicas utilizadas en el proceso de envarillados de ánodos del área de Carbón, así como el acondicionamiento refractario de los hornos de cocción, hornos de inducción, tapas, crisoles rociadores y crisoles de fundición, a fin de mantener su continuidad operativa y evitar interrupciones en el proceso productivo de envarillados de Ánodos y Hornos de Cocción.
INTRODUCCIÓN Actualmente la disponibilidad de varillas a incorporar por parte del Departamento de Varillas y Refractarios ha disminuido considerablemente, debido entre otros factores a la falta del suministro de puntas necesarios para la reparación del yugo de la varilla, esto se debe principalmente al súbito aumento de varillas anódicas dañadas como, resultado de una serie de anomalías e irregularidades por la que paso el proceso de producción de la empresa. Para esto la empresa requiere de un estudio, que le proporcione información relevante a la organización en materia de consumos de puntas de yugo para el manejo de inventarios, planes de compras entre otros y en donde se busca dar la estimación del suministro de puntas, necesario para la reparación de las varillas anódicas en el taller de varillas y refractarios esto, para lograr estabilizar el suministro de varillas disponible hacia el Departamento de Envarillados de Ánodos y así lograr la optimización del proceso productivo, necesario para el plan de incorporación de celdas que plantea CVG VENALUM.
LA EMPRESA La Industria Venezolana de Aluminio, C.A. (CVG VENALUM), constituida el 29 de agosto de 1973, nació con el objeto de producir aluminio primario en diversas formas con fines de exportación. En la actualidad su producción es comercializada la mayor parte al mercado nacional y el resto es exportado, esto como políticas económicas adoptadas por le gobierno actual para el desarrollo de las pequeña y mediana industria del país. Ubicación Geográfica CVG VENALUM esta ubicada en la Av. Fuerzas Armadas, Zona Industrial Matanzas, Ciudad Guayana – Estado Bolívar, Venezuela.
LA EMPRESA Espacio Físico CVG VENALUM posee un área total de 1.455.634,78 m2 distribuida entre infraestructuras industriales, edificios administrativos, áreas verdes, carreteras y un gran terreno en el cual se tiene planeado realizar la VI y VII línea de producción. Divisiones de la Empresa Descripción de la Empresa La industria del aluminio CVG VENALUM se encarga de la producción del aluminio, utilizando como materia prima la alúmina, criolita y aditivos químicos (fluoruro de calcio, litio y magnesio). Este proceso de producir aluminio se realiza en celdas electrolíticas. Dentro del proceso de producción de la planta industrial, existen mecanismos de alimentación que desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento de la misma, los cuales son: la Planta de Carbón, Planta de Colada, Planta de Reducción e instalaciones auxiliares.
LA EMPRESA Áreas de Producción CVG VENALUM consta de tres (3) plantas básicas para la obtención de sus distintos productos. Planta de Carbón En la Planta de Carbón y sus instalaciones se fabrican los ánodos que hacen posible el proceso electrolítico. En el Área de Molienda y Compactación se construyen los bloques de ánodos verdes a partir de coque de petróleo, alquitrán y remanentes de ánodos consumidos. Los ánodos son colocados en hornos de cocción, con la finalidad de mejorar su dureza y conductividad eléctrica. Luego el ánodo es acoplado a una barra conductora de electricidad en la Sala de Envarillado. Planta de Carbón
LA EMPRESA Reducción En las celdas se lleva a cabo el proceso de reducción electrolítica que hace posible la transformación de la alúmina en aluminio. El área de Reducción está compuesta por Complejo I, II, y V Línea para un total de 900 celdas, 720 de tecnología Reynolds y 180 de tecnología Hydro Aluminium. Asimismo, en V Línea existen 5 celdas experimentales V-350, un proyecto desarrollado por ingenieros venezolanos al servicio de la empresa. La capacidad nominal de estas plantas es de 430.000 t/año. El funcionamiento de las celdas electrolíticas, así como la regulación y distribución del flujo de corriente eléctrica, son supervisados por un sistema computarizado que ejerce control sobre el voltaje, la rotura de costra, la alimentación de alúmina y el estado general de las celdas. Celdas Electrolíticas
LA EMPRESA
EL PROBLEMA Planteamiento del Problema El Departamento de Varillas y Refractarios perteneciente a la Gerencia de Carbón; tiene como función principal la recuperación, reparación y acondicionamiento de las Varillas Anódicas provenientes del proceso de reducción en las celdas electrolíticas, así como también el mantenimiento del refractario de los hornos de inducción, crisoles, rociadores, hornos de fundición y cocción, a fin de evitar interrupciones en el ensamblaje de ánodos y cocción de ánodos verdes. La varilla anódica junto con el ánodo cocido, es utilizada en la celda para el proceso de obtención del aluminio primario. Dichas varillas están compuestas por una barra de aluminio y un yugo de acero, unidos a través de una placa bimetálica (aluminio-acero), los cuales deben cumplir ciertas especificaciones de calidad tales como dimensiones, propiedades del material, entre otra para poder ser utilizadas en el proceso de envarillado y posteriormente en la celda.
EL PROBLEMA
Objetivos Objetivo general Estimar el requerimiento de puntas de varillas anódicas en C.V.G. VENALUM. Objetivos específicos Diagnosticar la situación actual del Taller de Varillas y Refractarios de CVG VENALUM. Estimar el requerimiento mensual de Ánodos Envarillados en las áreas de Complejo I, Complejo II, V-Línea y V-350. Estudiar ciclo de incorporación y desincorporación de varillas anódicas del proceso de producción de la empresa Determinar los criterios de rechazo por la cual se desincorporan las Varillas Anódicas y se envían al Taller de Varillas y Refractarios para su reparación. EL PROBLEMA
EL PROBLEMA Relacionar el plan de incorporación y desincorporación de las celdas del proceso productivo de la empresa con el consumo de varillas en la misma. Justificación El presente Informe se justifica como respuesta a una necesidad planteada por la empresa, a los fines de proporcionar información relevante a la organización en materia de consumos de puntas de yugo para el manejo de inventarios, planes de compras de este insumo entre otros que mantenga correlación con los programas de incorporación de celdas contemplados en los planes de producción planteados ejecutar en un horizonte de cuatro (04) años. Limitaciones Este estudio estuvo condicionado por el tiempo disponible del personal que labora en el área para suministrar la información necesaria para la elaboración del proyecto. La dispersión de la información por las diferentes gerencias de la planta.
DISEÑO METODOLÓGICO TIPO DE INVESTIGACIÓN El tipo de investigación esta enmarcada dentro: De Campo. Este tipo de investigación se apoya en informaciones que provienen de entrevistas, cuestionarios, encuestas y observaciones directas en el área el estudio. Descriptiva. Comprende la descripción, registro, análisis e interpretación de la naturaleza actual, y la composición o procesos de los fenómenos. El enfoque se hace sobre conclusiones dominantes o sobre como una persona, grupo o cosa se conduce o funciona en el presente. De tipo aplicada. Este tipo de investigación busca la aplicación o utilización de los conocimientos que se adquieren. La investigación aplicada se encuentra estrechamente vinculada con la investigación básica, pues depende de los resultados y avances de esta última; si nos percatamos toda investigación aplicada requiere de un marco teórico.
Población y Muestra Para el estudio de la estimación de requerimiento de puntas de varillas anódicas la población esta conformada por el parque de varillas procesadas el cual, es el equivalente al 23% del total de varillas con el que cuenta CVG VENALUM, esto según promedio de los últimos cuatro años. La muestra esta integrada por todas aquellas varillas en el cual los criterios de rechazo exigen la sustitución de la(s) punta(s) dañada(s), y esta es el equivalente según promedio mensuales de los últimos siete meses del año 2012 al 43% con respecto a las varillas procesadas mensualmente. Diseño Metodológico Procedimientos de la Investigación El procedimiento que se siguió para la realización de este estudio se presenta a continuación: Búsqueda y recopilación de la información teórica relativa a la temática a emplear que sirva de apoyo para la realización del estudio, tales como: consultas de folletos, informes, bibliografías, entre otros.
Visitas e inspección a diferentes áreas, con el objeto de familiarizarse con el proceso productivo. Determinación de las condiciones actuales de área. Revisión de las actividades a estudiar conjuntamente con los supervisores. Entrevistas con el personal del Taller de Varillas y Refractarios y jefe del Departamento con la finalidad de recopilar información necesaria. Entrevista con el personal de Control de Calidad y Procesos de la Gerencia de Carbón y Reducción. Análisis e interpretación de la información de datos históricos obtenidos. Formulación de ecuaciones para el cálculo del requerimiento mensual de ánodos así como también el requerimiento mensual de las puntas. Análisis de los resultados obtenidos del cálculo de requerimiento mensual de ánodos así como también el requerimiento mensual de las puntas en comparación con la situación actual, con el fin de recomendar mejoras en el proceso productivo. Diseño Metodológico
Situación Actual Ciclo de las Varillas Anódicas en la Empresa el principal objetivo de CVG VENALUM es producir aluminio primario, para que esto pueda ser posible la empresa cuenta con tres (3) áreas fundamentales las cuales son: planta carbón, reducción y colada; a su vez es importante mencionar que a pesar de que estas áreas son la medula de la empresa, existen sub-áreas o unidades de apoyo que prestan sus servicios a las mismas. Dentro de estas unidades encontramos al Departamento de Varillas y Refractarios.
Situación Actual El área contemplada para la reparación de las varillas esta dividido en dos (2) secciones: Patio de Selección y Acondicionamiento de Varillas Anódicas: En esta sección son seleccionadas las varillas que vienen con defecto de Envarillados de Ánodos y apiladas según el tipo de defecto que presente, para luego ser distribuidas a las diferentes estaciones de reparación por el montacargas; previamente al apilamiento, los operadores deben desprender los restos de colada en la maquina rompe colada. Estación de soldadura de puntas de yugo por Frictión Welder: En esta área se realizan reparaciones de las varillas, barras, puntas y yugos a través de soldadura manual o por arco eléctrico (Soldadura MIG con aluminio y acero) o automática (Frictión Welder); así como el ensamblaje de la Varillas Anódicas.
Descripción de la Varilla Anódica La varilla anódica conduce electricidad al ánodo en las celdas: esta formada por el conjunto barra-bimetal-yugo, el cual se obtiene mediante la unión de las partes por soldadura MIG (metal inert gas). (Ver Figura 10) (Gp:) Punta del yugo Figura 10: Varilla Anódica El último inventario físico realizado en el mes de Junio del presente año de varillas anódicas se ubico en 18.218 varillas, arrojando así un déficit de aproximadamente el 18,75% en comparación al estándar de varillas con el que debe contar la empresa, que es de 22.421 varillas en disposición. El Grafico 1 muestra como ha venido disminuyendo la cantidad de varillas en los tres últimos inventarios general que ha realizado la empresa. Situación Actual
Últimos Inventarios hechos en planta sobre la cantidad de varillas Situación Actual
Defectos en las Varillas Anódicas Resumen de los defectos en las varillas, Clasificación y Grupo El presente estudio esta enfocado en todas aquellas varillas en el cual por el defecto que presentan las mismas requieran sustitución o cambio de una o varias puntas de su yugo. Situación Actual
Cantidad de varillas procesadas por defectos de sustitución de puntas en los últimos años. Situación Actual
Análisis y Resultados Con la finalidad de estimar el requerimiento de puntas de yugo se define un modelo basado principalmente en lo mencionado en los capítulos anteriores: Plan de incorporación de celdas Indicador de desincorporación de varillas defectuosas por parte del departamento de envarillado. Puntas reparadas por tipo de defecto (fundidas, desprendidas, etc.) De igual manera se contempla la incorporación en este modelo de otros indicadores útiles a los fines de realizar la estimación. Este modelo integra bajo una formula matemática, los aspectos antes mencionados con el apoyo estadístico correspondiente. La diferencia principal de describir el requerimiento de puntas de yugo es que este modelo se destaca por ser predictivo en cambio que lo utilizado actualmente para conocer cuantas puntas de yugo requieren se podría decir que es mas correctivo o sea un esquema podría considerarse planificado mientras que el otro seria mas reactivo ante la situación que ya tiene delante.
Análisis y Resultados
Análisis y Resultados
Análisis y Resultados
Análisis y Resultados
Análisis y Resultados
Análisis y Resultados
Análisis y Resultados
Análisis y Resultados Estimar el Requerimiento Mensual de Ánodos Envarillados en las Áreas de Complejo I, Complejo II, Complejo III Para la estimación del requerimiento diario de ánodos envarillados es importante conocer el número de celdas en producción de cada uno de los complejos que conforma la empresa, así como también el número de ánodos requeridos (AR) para cada una de las tecnologías existente en planta. Ver Tabla 12). Tabla 12: Descripción de los Complejo I, II Y III.
El requerimiento mensual de ánodos envarillados viene dado por las siguientes expresiones: Análisis y Resultados
Análisis y Resultados
Análisis y Resultados A continuación se muestran los resultados obtenidos del requerimiento mensual de ánodos envarillados Cantidad Total de ánodos envarillados requeridos. Año: 2012
Cantidad Total de ánodos envarillados requeridos. Año: 2014 Cantidad Total de ánodos envarillados requeridos. Año: 2013 Análisis y Resultados
Cantidad Total de ánodos envarillados requeridos. Año: 2015 Análisis y Resultados Calculo del Requerimiento de Puntas de Yugos para Varillas Anódicas
Análisis y Resultados
Análisis y Resultados
Conclusiones
Conclusiones Basado en el plan preliminar de mayo del 2012, de incorporación y desincorporación de celdas de los próximos tres años, el consumo de puntas según la cantidad de ánodos requeridos mensualmente son: (Ver Tabla 37). Tabla 37: Requerimiento Mensual de Puntas para los Próximos Tres Años. El impacto de la duración de ánodos en celdas (Promedio 21 días/mes) es fundamental para mantener bajo control la cantidad de puntas de yugo que se ven afectadas y que requieran de que sus puntas se reparen. De acá lo relevante de cuidar este aspecto para que no se eleven los niveles de puntas a reparar.
El departamento de varillas y refractarios no tiene la capacidad para dar respuesta a las reparaciones de varillas con defectos en la que las puntas a soldar sean mayores a 180 mm debido a que la maquina de soldadura por Frictión actual posee limitaciones realizar este tipo de soldadura. Es inevitable solucionar con empresas foráneas esta situación. Se pudo observar durante el estudio que la maquina Frictión Welder tiende a fallar recurrentemente; esto ha generado el acumulamiento de varillas anódicas a la espera de que sus puntas sean soldadas. Conclusiones
Recomendaciones En base a los resultados y conclusiones obtenidas con este informe se recomiendan las siguientes acciones: Garantizar el suministro oportuno de puntas de yugo. Evaluar escenarios para las adquisiciones de este producto tanto a nivel nacional como internacional, inclusive considerando la infraestructura actual (sierra de corte de barras cilíndricas para la obtención de puntas). Mantener y mejorar el seguimiento a las características y aspectos que presentan las varillas anódicas para justificar su paso al taller de varillas y refractarios. Profundizar e incorporar términos o factores, en el modelo planteado en este trabajo, que se consideran relevantes para la estimación de puntas de yugo a reparar. Conformar equipo multidisciplinario que elabore y estudie los niveles de requerimiento de puntas de yugo a reparar estimados en los planes de incorporación de celdas.
Realizar estudio de costos adicionales asociados a las puntas de yugo de acuerdo a los niveles de requerimiento de puntas a reparar, estimados en los planes de incorporación de celdas. Realizar un estudio de factibilidad para la adquisición de una nueva máquina para la soldadura de puntas de varillas anódicas que tengan la capacidad de poder soldar puntas mayores a 180mm. Hacer seguimiento al plan de incorporación de celdas para poder realizar estimaciones correspondientes y poder observar de manera oportuna las cantidades de puntas potenciales a reparar que se estarían generando por las variaciones que se registren. Recomendaciones