Análisis del desvío de consumo de ácido clorhídrico en los decapados I y II de la gerencia de laminación

La Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro, Sidor C.A es una industria fabricante del acero que está ubicada sobre la margen derecha del río Orinoco en la región de Guayana, siendo ésta la empresa productora de acero más importante del país y una de las mejores productoras de acero del mundo. En el área de los Decapados línea adscrita a la gerencia de laminación en caliente se realiza un proceso donde la banda es sometida a una limpieza, que consiste en hacer pasar la banda por 4 (cuatro) tanques que contienen ácido clorhídrico a temperaturas comprendidas entre 78ºc y 87ºc, eliminando así la mayor cantidad de óxido presente en la misma. INTRODUCCIÓN

El análisis de desvío de consumo de ácido clorhídrico, surge por la necesidad de disminuir los gastos en la empresa y la contaminación que genera estos en los ríos.   En el siguiente trabajo de investigación se presentan las pérdidas de ácido clorhídrico (HCl) que se han generado en el período 2012 en los Decapados I y II de la Gerencia de Laminación en caliente de Sidor C.A., determinadas por la planta de regeneración. INTRODUCCIÓN

FORMULACIÓN DEL PROBLEMA. Actualmente Sidor por la poca producción que ha tenido debe minimizar los costos, por tal razón surge la necesidad de evaluar las causas que originan pérdidas de ácido clorhídrico en las líneas de Decapado I y II, generados por evaporación, envíos no controlados desde las plantas de regeneración, fugas líquidas o descargas líquidas no programadas, ocasionando las siguientes consecuencias: contaminación de los ríos, corrosión de estructuras y techos en el área y altos costos por reparación y mantenimiento; de esta manera tomar las acciones pertinentes. EL PROBLEMA

OBJETIVO GENERAL. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.  EL PROBLEMA Analizar el desvío de consumo de ácido clorhídrico en los Decapados I y II de la Gerencia de Laminación en Caliente de Sidor, C.A. 1) Esquematizar el proceso de envío y recepción de ácido, para conocer detalladamente el proceso. 2) Evaluar la situación actual de la zona de proceso en el área de decapado, para diagnosticar el problema existente.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS.  EL PROBLEMA 3) Analizar la fórmula de consumo estándar de ácido clorhídrico. 4) Evaluar las pérdidas de ácido clorhídrico en las líneas de decapado continuo I y II e interpretar los gráficos para proponer posibles soluciones.

ALCANCE El estudio a realizar es un diseño de investigación no-experimental de tipo descriptivo, evaluativo, aplicado y de campo, realizado en las instalaciones físicas de la línea de Decapado, específicamente en la zona centro de proceso, permitiendo describir las posibles causas que pudieran estar generando desvíos de ácido clorhídrico y así tomar acciones que conlleven a la disminución de los gastos en la empresa y la contaminación al medio ambiente. EL PROBLEMA

DELIMITACIONES. Esta investigación se llevará a cabo en la Siderúrgica del Orinoco “Alfredo Maneiro” Sidor C.A, ubicada en la zona industrial Matanzas, específicamente en el área de Decapado de la Gerencia de Laminación en Caliente, con la finalidad de determinar y analizar las posibles causas del desvío de consumo de ácido clorhídrico en los Decapados I y II, y de esta manera generar propuestas para controlar la situación dentro de la empresa. El presente estudio tendrá una duración de 16 semanas. EL PROBLEMA

LIMITACIONES. Las limitaciones que se presentan en la realización del estudio, es que al momento de hacer el recorrido por la planta de decapado, fue imposible acceder a algunas áreas, ya que el paso estaba restringido por motivo de mantenimiento, también se tuvo que esperar algunos días para que iniciara el proceso en Decapado 2, ya que éste se encontraba fuera de servicio por problemas internos, afectando directamente a la producción. EL PROBLEMA

JUSTIFICACIÓN. La presente investigación se justifica, ya que permitirá obtener información que será utilizada para determinar y analizar las pérdidas de ácido clorhídrico en el proceso de decapado en Sidor, con el propósito de controlar y mejorar la eficiencia, condiciones ambientales y método de trabajo; lo que servirá de base informativa para un control interno exitoso EL PROBLEMA

GENERALIDADES DE LA EMPRESA UBICACIÓN. La empresa se encuentra ubicada en la Zona Industrial Matanzas, Ciudad Guayana, Estado Bolívar, sobre la margen derecha del Río Orinoco, a 17 kilómetros de su confluencia con el Río Caroní y a 300 kilómetros de la desembocadura del Río Orinoco en el Océano Atlántico. Está conectada con el resto del país por vía terrestre, y por vía fluvial – marítima con el resto del mundo.

GENERALIDADES DE LA EMPRESA VISIÓN. Ser la empresa socialista siderúrgica del Estado venezolano, que prioriza el desarrollo del Mercado nacional con miras a los mercados del ALBA, andino, caribeño y del MERCOSUR, para la fabricación de productos de acero con alto valor agregado, alineada con los objetivos estratégicos de la Nación MISIÓN. Comercializar y fabricar productos de acero con altos niveles de productividad, calidad y sustentabilidad, abasteciendo prioritariamente al sector transformador nacional como base del desarrollo endógeno, con eficiencia productiva y talento humano altamente calificado.

GENERALIDADES DE LA EMPRESA ESTRUCTURA ORGANIZATIVA.

GENERALIDADES DE LA EMPRESA GERENCIA DE LAMINACIÓN EN CALIENTE. La gerencia de laminación en Caliente tiene la responsabilidad de velar por el buen desenvolvimiento de las plantas que conforman el complejo de distribución SIDOR ya que en este cae la mayor responsabilidad de las ventas de productos que se lleven a cabo en cada una de las plantas de distribución.

GENERALIDADES DE LA EMPRESA ESTRUCTURA ORGANIZATIVA DE LA GERENCIA DE LAMINACIÓN EN CALIENTE

MARCO METODOLÓGICO TIPO DE ESTUDIO. La investigación se basa en un estudio no experimental y se considera de tipo: – Descriptiva: Estudio rígido en el cual se describen características y se generalizan varios fenómenos similares. – Aplicada: el objetivo principal es mejorar el proceso a través de propuestas que garanticen el mejoramiento en el proceso de decapado.- Evaluativa: Su objetivo es valorar y enjuiciar el diseño, ejecución, efectos y utilidades a fin de corregir las deficiencias e introducir los reajustes necesarios en el proceso.

MARCO METODOLÓGICO DISEÑO METODOLÓGICO. Atendiendo a los objetivos delimitados, la investigación se orienta hacia un Diseño de Campo. Por cuanto, este diseño de investigación no solo se basa en observar, sino recolectar los datos directamente de la realidad del objeto de estudio, en su ambiente cotidiano, para posteriormente analizar e interpretar los resultados.

MARCO METODOLÓGICO POBLACIÓN Y MUESTRA. Para efectos del estudio a realizar se tomará como población al consumo total de ácido en el proceso de decapado, en unidad de volumen (m3) y la muestra a seleccionar será el período a evaluar en la investigación (año 2012), tomando los meses donde presenten más desviaciones, por lo tanto, son coincidentes

MARCO METODOLÓGICO TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS. En función de los objetivos planteados en el presente estudio, se emplearon técnicas para la recolección de información, orientada de manera esencial a alcanzar los fines propuestos. Observación directa: visualizar de forma general el proceso de decapado. Entrevistas no estructurada: A operadores de Decapado y a personal de servicios. Revisión Documental: Para sustentar de manera teórica y objetiva el estudio.

MARCO METODOLÓGICO PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO. Para obtener la información necesaria se realizaron los siguientes pasos: 1) Recopilación y revisión de información sobre las actividades y el proceso que se realiza en el área de decapado, con el fin de tener noción del proceso que se lleva a cabo en el área. 2) Recorrido por el área de decapado, para observar de forma directa el proceso y así diagnosticar la situación actual de la zona.

MARCO METODOLÓGICO PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO. 3) Búsqueda de información del proceso de decapado por la intranet de la empresa. 5) Tomar notas de las observaciones por turnos. 4) Reuniones con técnicos de procesos para recopilar información que no puede ser apreciada a simple vista. 6) Entrevista al personal de servicios para la recopilación de información con respecto a la planta de regeneración y apuntar las observaciones registradas en los manuales de ácido.

MARCO METODOLÓGICO PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO. 7) Actualizar balance de ácido clorhídrico (HCl), determinando las pérdidas de ácido. 8) Entrevista no estructurada con Ingenieros químicos para aclarar dudas sobre la fórmula de consumo de ácido. 9) Recorrido por la planta de regeneración, para observar de forma directa el proceso que se lleva a cabo y la relación que tiene con la planta de Decapado.

MARCO METODOLÓGICO PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO. 10) Elaborar el diagrama de Pareto para determinar la incidencia de las causas que generan desvíos de ácido. 11) Analizar Diagrama ABC e indicar causas que más impactaron en el período 2012.

SITUACIÓN ACTUAL La Siderúrgica del Orinoco “Alfredo Maneiro” tiene como objetivo principal comercializar y fabricar productos de acero con altos niveles de productividad, calidad y sustentabilidad, abasteciendo prioritariamente al sector transformador nacional como base del desarrollo endógeno, con eficiencia, productiva y talento humano altamente calificado, Hoy en día las líneas de Decapado continuo no se encuentran en condiciones estándar para la realización del proceso que se lleva a cabo en las mismas. La línea del Decapado I pasó por una parada por reparación y mantenimiento, sin embargo la línea del Decapado II se encuentra deteriorada en cuanto a estructuras debido a agentes corrosivos.

SITUACIÓN ACTUAL LAYOUT DE DECAPADO.

SITUACIÓN ACTUAL DIAGRAMA DE PROCESO DE DECAPADO.

SITUACIÓN ACTUAL

ANÁLISIS Y RESULTADOS ESQUEMA DEL PROCESO DE ENVÍO Y RECEPCIÓN DE ÁCIDO.

ANÁLISIS Y RESULTADOS ESQUEMA DEL PROCESO DE ENVÍO Y RECEPCIÓN DE ÁCIDO.

Tanques de HCL: Con capacidad para 90000 lts de ácido, tiene cuatro (4) tanques por cada decapado. Con respecto a los tanques del decapado I, estos fueron sustituidos por unos de polipropileno, en cambio los tanques del Decapado II siguen siendo de acero, cubiertos con goma especial y con dos capas de ladrillos (refractarios) resistentes a altas temperaturas. Tanques DC_1 Tanques DC_2 SITUACIÓN ACTUAL ANÁLISIS Y RESULTADOS

SITUACIÓN ACTUAL Zona de enjuague: Las celdas de la zona de enjuague del Decapado I no cuentan con la cantidad de bombas requeridas, es decir, de diez (10) bombas solo cinco (5) están operativas, y las celdas del Decapado II están en las mismas condiciones que la del Decapado I, de diez (10) bombas solo cinco (5) están operativas. Zona de Enjuague ANÁLISIS Y RESULTADOS

Zona de secado:. Los secadores de banda de ambas líneas de Decapado están en óptimas condiciones para la realización del proceso. Los rodillos inductivos y los exprimidores intermedios del Decapado I fueron sustituidos, ya que estaban completamente desgastados, en cambio los rodillos del Decapado II se encuentran actualmente desgastados, no se han cambiado por falta de grúa en la zona de proceso. SITUACIÓN ACTUAL Soplador DC_1 Soplador DC_2 ANÁLISIS Y RESULTADOS

Extractor de Gas: El extractor de gas del decapado I está operativo, mientras que el extractor del decapado II está totalmente deteriorado, por lo tanto, los gases no están siendo tratados correctamente y están generando altos índices de contaminación. SITUACIÓN ACTUAL Extractor de gas DC_1 Extractor de gas DC_2 ANÁLISIS Y RESULTADOS

Poliblock y Bombas Cepic ANÁLISIS Y RESULTADOS

SITUACIÓN ACTUAL De nueve (9) poliblock solo cuatro (4) están en servicio y de dieciocho (18) bombas Cepic cuatro (4) están operativas. ANÁLISIS Y RESULTADOS

SITUACIÓN ACTUAL De nueve (9) poliblock solo cuatro (4) están en servicio y de dieciocho (18) bombas Cepic cuatro (4) están operativas. ANÁLISIS Y RESULTADOS

Fórmula de Consumo Estándar de Ácido Para calcular los Kg de HCl Fresco/ ton Dec, se tiene que: Se determinan los Kg de HCl al 30%/ Kg de óxido, calculando la concentración de HCl Fresco, la facilidad de disolución del Fe en la solución de HCl y el Peso molecular de la resultante de la reacción de cada tipo de óxido con HCl. ANÁLISIS Y RESULTADOS

El óxido de Hierro (FeO) es el que se ha definido en el proceso, por lo tanto, se calcula la facilidad de disolución para este tipo de óxido, aplicando la fórmula anterior. Composición de los diferentes tipos de óxidos presentes en el material, tomando como referencia la capa de óxido de Siderúrgica de Argentina ANÁLISIS Y RESULTADOS

Para determinar el peso molecular de la resultante de la reacción de cada tipo de óxido con HCl, se calcula lo siguiente: Seguido a esto, se multiplican los resultados obtenidos de la concentración de HCl Fresco, la facilidad de disolución del Fe en la solución de HCl y el peso molecular de la resultante de la reacción de cada tipo de óxido con HCl, para calcular los Kg de HCl al 30%/Kg de óxido que se requieren para determinar los Kg de HCl Fresco/ ton Dec. ANÁLISIS Y RESULTADOS

Para el cálculo de los Kg de óxido/ton Dec, se tiene: Parámetros: Capa de óxido de Siderúrgica de Argentina (Siderar) : 0.0437 Kg/m2 Peso Molecular HCl: 36.50 gr/mol Ajuste: 1.25 Densidad de HCl Regenerado: 1.12 Kg/lts ANÁLISIS Y RESULTADOS

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