Diseño e implementación de un plan de muestreo de la materia prima en el complejo siderúrgico nacional

RESUMEN

El presente informe tuvo como finalidad diseñar e implementar un plan de muestreo a la materia prima en el Complejo Siderúrgico Nacional (Planta Casima). Para tal fin se utilizó como metodología la investigación de tipo documental, ya que se llevó a cabo la búsqueda y la interpretación de fuentes secundarias que reforzaron los conocimientos, además una investigación de campo, ya que se obtuvieron datos primarios directamente del lugar de trabajo. Los resultados de la investigación mostraron la importancia de realizar el plan de muestreo, debido a que la empresa, no posee una práctica operativa o un procedimiento que les permita realizar el muestreo en pilas, por lo tanto se hacen de manera inapropiadas. Cabe recalcar que el muestreo en pilas NO está permitido. Es decir, no existe una norma que contenga los lineamientos para muestrear en pila. Es por esto, que el plan de muestreo propuesto, se sustenta en un "Procedimiento Para Muestrear." Esta acería requiere un stock mínimo de Briqueta de 8000 Ton/semana, de Coque Grueso 300 Ton/mes, de Coque Fino 30 Ton/mes y de Cal (1600 – 1800) Ton/mes. ." Para calcular el tamaño de la muestra se procedió a calcular una muestra poblacional representativa con un nivel de confianza del 95 %, un error máximo del 5 % y un porcentaje estimado de 50 %, resultando un tamaño muestral de Briqueta (367), Coque Grueso (168), Coque Fino (28) y de Cal (317) con el programa (STATS TM 2.0). Además se les realizo unas Prácticas.

Palabras claves: Práctica Operativa, Procedimiento para Muestrear, software estadístico STATS versión 2.0

INTRODUCCIÓN

La creciente competitividad y globalización de los mercados ha hecho que la calidad se haya convertido en una condición necesaria para cualquier organización que desee establecerse por largo tiempo en el mercado permitiéndole satisfacer las necesidades del cliente. En los actuales momentos ofrecer calidad constituye un permanente desafío tanto para las empresas privadas como para las instituciones públicas. Diversos factores contribuyen a que ese reto sea cada día más apremiante, sobre todo en situaciones económicas difíciles, en las que optimizar los recursos es indispensable. Es por esto la importancia de un Sistema de Gestión de la calidad.

El Complejo Siderúrgico Nacional es una planta de acería eléctrica, la cual tiene capacidad para generar cuatrocientos treinta mil (430.000) toneladas métricas de acero en forma de palanquillas en sección cuadrada, destinados a los mercados nacional e internacional. El diseño y desarrollo de este proyecto, obedeció al criterio estratégico de aprovechar las ventajas comparativas de la zona: suministro confiable de energía eléctrica, agua, gas, y la materia prima básica (chatarra, y briquetas).

La Superintencia de Materias Primas tiene dentro de sus funciones: Verificar los niveles de inventario de los materiales a granel, supervisar al personal involucrado en el proceso de Materias Primas, supervisar el funcionamiento de los equipos pesados, payloders, minishovel, camión y grúas, supervisar el patio de chatarra, supervisar y comprobar el funcionamiento del sistema de manejo de material (silos y cintas transportadoras), y el llenado de cestas para cargar el horno. Debido a lo anteriormente descrito se trazará como objetivo general realizar un plan de muestreo a las materias primas utilizadas en el proceso productivo del

Complejo Siderúrgico Nacional tales como (Briqueta, Coque Grueso, Coque Fino y Cal). Para ello, se aplicará el muestreo por atributo. Con el propósito de conocer y verificar las especificaciones técnicas y la calidad que estas poseen en virtud de corroborar que dicha calidad cumpla con lo especificado.

Para lograr el cumplimiento de los objetivos la metodología que se va a implementar será una investigación de tipo descriptiva, usando como técnicas de recolección de información, la observación directa, las entrevistas no estructuradas, y la revisión bibliográfica. La estructura que presenta el informe es la siguiente:

Capítulo I: El Problema donde se expone de forma clara la realidad objeto del estudio, dando a conocer la situación actual, el motivo por el cual es necesario desarrollar la investigación.

Capítulo II: Generalidades de la Empresa, aquí se muestra de forma breve las generalidades de la empresa, el área donde es desarrollada la investigación.

Capítulo III: Marco Teórico, aquí se sustenta la investigación vista desde el punto técnico, experimental y empírico.

Capítulo IV: Marco Metodológico, se expresa la concepción del tipo de investigación, técnicas e instrumentos bajo los cuales se permitirá llevar a cabo la indagación y dar respuesta al problema planteado.

Capitulo V: Se describirá la situación actual de la empresa y los factores que intervienen en el estudio.

Capítulo VI: Se expondrá el plan de muestreo obtenido con su respectivo análisis.

Finalmente, se presentarán las conclusiones y las recomendaciones que se derivan de la investigación con la finalidad de aportar soluciones a la planta.

CAPÍTULO I

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Definición del problema

El Complejo Siderúrgico Nacional Planta Casima, es una de las acerías que se encuentra concebida para la producción de palanquillas, de acero estructural o aceros mejorados (especiales), destinadas al abastecimiento del mercado nacional e internacional. Operativamente tiene una capacidad instalada de 430.000 toneladas métricas al año, cuenta con un proceso de Horno Fusión, Horno Cuchara, Maquina de Colada Continua, permitiendo así un control efectivo en la calidad del producto. La estructura organizativa del Complejo Siderúrgico Nacional es de tipo funcional, conformada por Gerencias, Superintendencias, y Departamentos. Estas en conjunto tienen un mismo fin que es el de satisfacer las necesidades de sus clientes y mantener estándares mundiales de calidad en su producto.

La Superintendencia de Materias Primas, verifica los niveles de inventario de los materiales a granel, con el fin de asegurar el cumplimiento del programa de producción, para ello, revisa el reporte de operadores de púlpito del sistema de manejo de materiales, para conocer el consumo de materias primas e insumos en la jornada y su disponibilidad, verifica la recepción de materia prima con el departamento de logística (Romana) y con horno fusión y afinos, el consumo diario, registra la información en el reporte correspondiente, programa la adquisición de material, supervisa e inspeccionan el funcionamiento del sistema de manejo de material (silos y cintas transportadoras) y el llenado de cestas para cargar el horno. Además verifica las condiciones de la chatarra, con el fin de rechazar la que no cumpla con las especificaciones establecidas por la empresa, gestiona el envío de la chatarra rechazada a insumos metálicos y llena los documentos correspondientes (nota de entrega), revisa las instrucciones de calidad para conocer el tipo y proporción de materiales requeridos en el proceso.

Para ejecutar todas estas actividades, Planta Casima, se basa en los procedimientos establecidos en la Superintendencia de Materias Primas, actualmente la empresa requiere tener un soporte para las auditorias de algún ente auditor, debido a que no cuenta con un procedimiento o una práctica operativa que les permita determinar la calidad de las diferentes materias primas, y de ésta manera poder verificar las especificaciones emitidas por el proveedor para confirmar que las mismas tengan concordancia con los resultados obtenidos en planta. La no implementación del plan de muestreo y/o una práctica operativa ocasionarán, entre otras cosas, dificultad en la planificación y control de aquellos elementos que influyen en la satisfacción del cliente y en el logro de los resultados deseados.

El proveedor debe garantizar la calidad del material mediante la emisión de un certificado de análisis, donde se especifiquen los resultados de los ensayos físicos y químicos, en caso de que el proveedor no envíe el correspondiente certificado de calidad, la empresa lo solicita al proveedor para verificar que la calidad del material cumpla con las especificaciones negociadas, de no ser así se deberán tomar las acciones pertinentes de acuerdo con las obligaciones establecidas en la orden de compra, y de esta manera poder optimizar el proceso productivo.

La recolección de las muestras depende de los procedimientos analíticos empleados y los objetivos del estudio. El objetivo del muestreo es obtener una parte representativa del material bajo estudio (Cal, Briqueta, Coque Grueso, Coque Fino, Coque Espumante, y Coque Carburante), para la cual se analizaran las características fisicoquímico para efectos del seguimiento del nivel de calidad del material. La porción del material que va a ser analizado es transferido al laboratorio físico, donde se prepara para el respectivo análisis químico, la muestra debe conservar las características químicas del material original. Para lograr el objetivo se requiere que la muestra conserve las concentraciones relativas de todos los componentes presentes en el material original y que no hayan ocurrido cambios significativos en su composición antes del análisis.

Las muestras ingresan al laboratorio químico para determinar el análisis químico, sin embargo, la responsabilidad de las condiciones de conservación, transporte y validez de las mismas deben ser asumidas por las personas responsables del muestreo específicamente el (Superintendente de Control de Calidad y el Supervisor de Materias Primas), las técnicas de recolección y preservación de las muestras tienen una gran importancia, debido a que de ellas depende la precisión, exactitud y representatividad de los datos que resulten de los análisis.

Por tal motivo, la Superintendencia Control de la Calidad, se vio en la necesidad de implementar un plan de muestreo con la finalidad de conocer la calidad que poseen las diferentes materias primas, así como, programar su adquisición, para evitar realizar compras innecesarias. Cabe destacar que el modelo a implementar podrá ser utilizado con el resto de las materias primas como son (HRD, Chips de Briqueta, Piedra Caliza, Dolomita, Antracita, Ferrosilico Manganeso, Ferrrosilico, Ferrovanadio, Ferroniobio,

Ferromanganeso, Ferrocromo, Acondicionador de Escoria, Espatoflúor, carburo de silicio, Carburo de calcio, Calcio silicio).

Objetivo General

Realizar un plan de muestreo de la materia prima en el Complejo

Siderúrgico Nacional Planta Casima.

Objetivos específicos

1. Describir el proceso de recepción, inspección y verificación de los diferentes materiales, que se lleva a cabo actualmente en la Superintendencia de Materias Primas.

2. Diseñar el procedimiento a seguir para inspeccionar y verificar, que cada materia prima cumpla con la calidad certificada.

3. Implementar el plan de muestreo, que aplique a las diferentes materias primas.

4. Describir los procesos estadísticos para el estudio de las muestras.

5. Elaborar el diagrama (Causa Efecto), a fin de detallar el proceso que se lleva a cabo en la Superintendencia de Materias Primas.

6. Realizar una práctica Operativa, para la determinación de la toma de muestra de la materia prima, como herramienta de gestión de la calidad.

Justificación

Cumpliendo con los procesos de mejora continua, la Superintendencia Control de la Calidad a través de su gestión, ha requerido implementar un procedimiento a seguir, con el fin de conocer la calidad que tienen las diferentes materias primas, a través de la realización de un plan de muestreo. Esto con la finalidad de verificar que las mismas cumplan con la calidad requerida, debido a que es de vital importancia que las materias primas estén en buenas condiciones para evitar una inconformidad en el proceso productivo y así de esta manera poder cumplir con una producción de acero óptima.

Delimitación

La presente investigación se realizará en el Complejo Siderúrgico Nacional Planta Casima. Puerto Ordaz, Estado Bolívar. Específicamente en la Superintendencia de Materia Prima con el fin de elaborar un plan de muestreo de las materias primas.

CAPÍTULO II

MARCO REFERENCIAL

Identificación de la empresa

Las actividades descritas en el presente informe se llevaron a cabo en el Complejo Siderúrgico Nacional Planta Casima. A continuación se presenta una reseña de esta empresa, a tales fines la información fue obtenida de la página oficial de la empresa (2013).

Complejo Siderúrgico Nacional

Es una planta de acería eléctrica, la cual tiene capacidad para generar cuatrocientos treinta mil (430.000) toneladas métricas de acero en forma de palanquillas en sección cuadrada, destinados a los mercados nacional e internacional.

Ubicación

El Complejo Siderúrgico Nacional Planta Casima, está localizado al sureste de Venezuela, específicamente en el Estado Bolívar, dentro del perímetro urbano de ciudad Guayana, en la zona industrial Matanzas, Avenida Fuerzas Armadas; parcelas 22 y 23, Puerto Ordaz.

Historia de la Siderúrgica

1948: El 4 de Octubre, es fundada, Siderúrgica Venezolana S.A. (SIVENSA), con el objetivo de establecer instalaciones industriales en Venezuela para producir cabillas de acero, alambrón, perfiles y otros productos de acero para la industria de la construcción.

1950: El 4 de Noviembre, SIVENSA realiza la primera colada de acero venezolano, en Planta Antímano. La acería producía 40 toneladas métricas diarias con un horno eléctrico de fusión de 6 toneladas de capacidad y 4.5 MW de potencia y un tren abierto de laminación.

1953: Entra en funcionamiento un segundo horno PT, de 6.0 MW de potencia y de igual capacidad al anterior, aumentando la producción a 100 toneladas métricas diarias.

1956: Se sustituye el primer horno PT por un horno NOT I, con una capacidad de 22.5 toneladas, incrementándose la producción a 300 toneladas diarias.

1964: El horno PT2 es sustituido por un horno NOT II, de igual capacidad al anterior, y en conjunto se alcanzan producciones diarias de 480 toneladas. Comienza la producción de pletinas y rollos.

1974: Se adquiere un tren continuo DANIELLI que entra en operaciones al año siguiente. El 16 de Agosto inicia operaciones Planta Barquisimeto.

1979: Se instala en Planta Barquisimeto una máquina de colada continua, para una producción de 180 toneladas diarias de palanquillas. El grupo SIVENSA adquiere a SIDETUR.

1985: Las empresas de SIVENSA que desarrollan actividades siderúrgicas son agrupadas en SIDETUR, Siderúrgica del Turbio, S.A., filial que centraliza las operaciones de las plantas Antímano, Guarenas, Barquisimeto, Valencia, Casima y los doce centros de acopio de insumos metálicos ubicados estratégicamente en el territorio nacional.

2004: SIDETUR adquiere Planta Lara, ubicada en la Ciudad de Barquisimeto, sumándola a su conjunto de centros operativos productores de acero para la herrería y la construcción.

2010: El Presidente Hugo Chávez anuncia su estatización, pero es hasta el 18 de Junio de 2012 cuando se aprueban dos créditos, provenientes del Fondo de Desarrollo Nacional (FONDEN), para concluir la Expropiación de la empresa.

Visión

El Complejo Siderúrgico Nacional Planta Casima, tiene como visión: "Ser los líderes en nuestras áreas de influencia."

Misión

El Complejo Siderúrgico Nacional Planta Casima, es una empresa siderúrgica que persigue activamente la satisfacción de sus clientes mediante la manufactura, desarrollo y comercialización de sus productos, sustentada en la calidad de su recurso humano, la competitividad en costos, la innovación y el mejoramiento continuo de sus productos y procesos, con el fin de aumentar el valor de la empresa.

Política de la Calidad

Es política del Complejo Siderúrgico Nacional Planta Casima. "Ofrecer productos y servicios de calidad a nuestros clientes". La instrumentación de esta política implica el cumplimiento de los siguientes objetivos:

Ø Conducir todas las operaciones y servicios dentro de los principios del mejoramiento continuo, optimizando costos y productividad; garantizando la calidad a través de la implementación de planes de mejoras continuas; efectuando desarrollos de nuestros productos, aprovechando al máximo nuestra tecnología de punta, que nos permitan liderar el mercado siderúrgico, cumpliendo con los requerimientos de nuestros clientes.

Ø Capacitar nuestro recurso humano, a través de la aplicación de técnicas en educación, capacitación, desarrollo y motivación; para así contar con un personal con las competencias necesarias, capaz de afrontar con éxito los retos actuales y futuros.

Ø Proteger el medio ambiente, a través del cumplimiento de las regulaciones ambientales emitidas por las autoridades competentes y velar por la seguridad de los trabajadores.

Ø Escuchar la voz de nuestros clientes, como un medio de retroalimentación, que sirva de apoyo para la adecuación de nuestros procesos, así como la evaluación y satisfacción de sus requerimientos.

Organigrama general de la estructura organizativa

El Complejo Siderúrgico Nacional Planta Casima, cuenta con una estructura organizativa formada por: Gerencias, Superintendencias, y Departamentos (ver figura 1)

Figura 1. Organigrama General de la Estructura Organizativa

Fuente: Intranet de la empresa, (2013).

Objetivos de la Calidad

ü Objetivo General: Liderar los mercados en los cuales tengamos y/o podamos lograr ventajas competitivas.

ü Objetivo Específico: Cero defectos en nuestros productos.

ü Objetivo Funcional: Obtener la certificación del sistema de gestión ambiental bajo la norma ISO 14001.

Importancia de la Empresa

El Complejo Siderúrgico Nacional Planta Casima, estimula la creación de una serie de industrias siderúrgicas que suman esfuerzos a la acción productiva global del país. Además invierte millones de bolívares en la compra de insumos que promueve la construcción de vivienda e infraestructura.

Por otra parte la siderúrgica obtiene intensa productividad social, debido a que imparten actividades culturales y deportivas para los trabajadores, también promueve el desarrollo e industrialización en la Región Guayana, brinda seguridad en los abastecimientos de sus necesidades de acero, y por ende la generación de divisas a través de las exportaciones de sus productos al mercado mundial

Política Ambiental

El Complejo Siderúrgico Nacional Planta Casima, tiene como compromiso fabricar y comercializar productos siderúrgicos, mejorando continuamente el desempeño ambiental y controlando el impacto de sus actividades, a través del mantenimiento de un Sistema de Gestión Ambiental cuyo alcance incluye:

Ø Establecer y revisar los objetivos y las metas ambientales.

Ø Motivar en los trabajadores, los proveedores y en la comunidad las responsabilidades ambientales

Ø Cumplir con los requisitos legales aplicables y con otros requisitos que la organización suscriba relacionados con aspectos ambientales.

Ø Mejorar continuamente y prevenir la contaminación.

Ø Documentar, implementar y mantener ésta Política Ambiental y comunicarla a todos sus trabajadores.

Ø Mantener ésta política a disposición del público.

Política de Seguridad

De conformidad con la Normativa Legal Vigente, los principios que definen la organización del Complejo Siderúrgico Nacional Planta Casima, y los Riesgos asociados al proceso de las operaciones, la alta gerencia de la empresa ha formulado los siguientes objetivos de Seguridad y Salud Ocupacional.

Ø Capacitar a nuestro recurso humano a través de la aplicación del adiestramiento en materia de Seguridad y divulgación de temas de Salud.

Ø Crear actitudes y hábitos de trabajo en cada miembro de nuestro personal con miras a evitar accidentes personales y daños a equipos en las diferentes áreas del Complejo Siderúrgico Nacional.

Ø Conducir todas las operaciones y servicios dentro de los principios de mejoramiento continuo para optimizar las condiciones de Seguridad Salud de todos nuestros colaboradores

Ø Mantener comunicación permanente con las entidades Nacionales e Internacionales en aspectos de Seguridad y Salud Ocupacional a objeto de permanecer alineados al cumplimiento oportuno de las Legislaciones vigentes emanadas del Ministerio del Trabajo y el Instituto Nacional de los Seguros Sociales y otros entes autorizados.

Ø Velar por que nuestros trabajadores contratistas y visitantes conozcan estas políticas y se involucren en las responsabilidades que estas generan

Ø Asegurarse de que no se ejecuten tareas desvinculadas de la Seguridad y Salud Ocupacional.

Materia prima

La fuente principal de materia prima de esta acería es Hierro Reducido en forma de Briqueta. El uso de Briquetas HBI proporciona un acero con bajo contenido de residuales y nitrógeno que repercute en un excelente desempeño en las propiedades mecánicas del producto final laminado. El hierro reducido utilizado, contiene un porcentaje de hierro metálico, mínimo de 85%, formando parte de un patrón de carga que varía desde 70% hasta un 100% de hierro reducido, de acuerdo con las exigencias del acero. El resto de la carga se complementa con Chatarra Clasificada y con control de radioactividad (ver figura 2)

Figura 2. Materia Prima

Fuente: Intranet de la empresa, (2013)

Descripción del Proceso Productivo

El proceso de producción de acero en forma de palanquillas en la acería del Complejo Siderúrgico Nacional Planta Casima; se divide básicamente en tres fases: Horno Fusión, Horno Cuchara y Máquina de Colada Continua.

Horno Fusión

Este horno, con paneles refrigerados y piquera por el fondo (E.B.T), comprende un espacio útil (horno propiamente dicho) provisto de electrodos, conductores de corriente, mecanismo para inclinar el horno, retener y desplazar los electrodos y cargar los materiales. El acero se elabora en el espacio útil limitado por arriba por la bóveda esférica, por debajo de la solera esférica y a los costados por las paredes. La mampostería refractaria de la solera y de las paredes está encerrada en una envoltura metálica. A través de tres orificios situados simétricamente en la bóveda, se hallan introducidos en el espacio útil los electrodos de grafito suministradores de corriente, que con ayuda de los mecanismos especiales pueden desplazarse hacia arriba y abajo. Es alimentado por una corriente trifásica (principio de fusión por arco eléctrico). Los materiales se cargan en la solera del horno. Una vez fundidos estos en el horno se forma un lecho de metal y escoria.

El patrón de carga en el Complejo Siderúrgico Nacional Planta Casima es principalmente: briquetas 70 % y 80% y chatarra entre 20% y 30% Este patrón es escogido porque presenta una serie de ventajas para la producción de acero (ahorro de energía, buena calidad y limpieza). Siguiendo la secuencia del proceso, tendríamos que: Primeramente se agrega una cesta de chatarra con aditivos (Coque, Dolomita y cal). Cuando esta primera carga está parcialmente fundida se agrega una segunda cesta sin aditivos. Al estar casi totalmente fundida esta primera carga, se comienza a cargar la briqueta de forma continua y fundiendo a la vez a través de una correa transportadora hasta completar toda la carga.

Al cabo de un cierto tiempo, cuando ya se encuentre la carga fundida, y a una adecuada temperatura, se procede a sangrar el horno en la cuchara, donde se le agrega FeSiMn, FeSi y Coque (pre-afino), con el objeto de desoxidar el metal y aportar el porcentaje necesario de los aleantes requeridos. Al terminar toda esta operación, la cuchara es transportada a la estación de metalurgia secundaria (Horno Cuchara) para realizarle la operación de afino o ajuste de especificaciones (ver figura 3)

Características

ü Capacidad de 75 toneladas.

ü Diámetro de la cuba 5,8 metros.

ü Paneles y bóvedas refrigeradas.

ü Transformados de 70 MVA.

ü Piquera excéntrica (E.B.T)

ü Refractario de la solera tipo básico (MgO)

Partes

1. Bóveda, Paredes, Solera, Puerta de trabajo, Sistema Hidráulico.

2. Electrodos, Sistema eléctrico, Sistema de refrigeración.

3. Sistema de alimentación continua de briquetas.

Figura 3. Horno Fusión

Fuente: Intranet SIDETUR, (2013)

Horno Cuchara

La operación de afino en horno cuchara tiene cuatro aspectos:

Ø Afino bajo una atmósfera no oxidante.

Ø Empleo de una escoria blanca básica

Ø Calentamiento por arco eléctrico.

Ø Agitación del acero líquido con gas inerte (Generalmente se emplea gas argón o nitrógeno).

El acero se agita continuamente en la cuchara con el soplado de gas inerte desde el fondo, de tal forma, que la composición química y la temperatura se igualen y homogenicen completamente. Esta agitación acelera todas las reacciones de reducción necesarias en el acero líquido, así como entre éste y la escoria; la calidad del acero mejora notablemente los niveles normales del proceso convencional del horno eléctrico de arco (ver figura 4)

Características

ü Capacidad de 75 toneladas.

ü Electrodos de 35,56 cm de diámetro.

ü Bóveda refrigerada.

ü Transformadores de 40 MVA.

ü Longitud de electrodos de 182,88 cm.

Partes

1. Cuchara, bóveda, sistema de calentamiento.

2. Sistema de inyección de gas inerte, instalado en el fondo de la cuchara (tapón poroso)

Figura 4. Horno Cuchara

Fuente: Intranet SIDETUR, (2013)

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