Evaluación de causas de pérdidas de producción en planta de pellas
Enviado por IVÁN JOSÉ TURMERO ASTROS
EVALUACIÓN DE LAS CAUSAS DE LAS PÉRDIDAS DE PRODUCCIÓN EN LA PLANTA DE PELLAS "HERNÁN QUIVERA" DE C.S.V. FERROMINERA ORINOCO.
Autor: Melissa N. Silva A. Tutor Académico: MSc. Ing. Iván Turmero Tutor Industrial: MSc. Ing. Axel Alonzo
Año: Junio 2016
RESUMEN
En el siguiente trabajo se efectúo la Evaluación de las causas de las pérdidas de producción en la planta de pellas "Hernán Quivera" de C.S.V. Ferrominera Orinoco. Metodológicamente la investigación que se aplicó fue de tipo documental- descriptiva. Como caso de estudio se tomaron las fallas ocurridas en los equipos, entre los años 2014 al 2016, las cuales ocasionaron paradas temporales, parciales o totales de la Planta, produciendo el no cumplimiento de la producción de pellas PM-
La búsqueda de datos históricos permitió determinar los equipos críticos, tomando en cuenta: frecuencia de detención del equipo, tiempo de duración de la falla y afectación a la línea de producción. Se elaboró una base datos que contiene los equipos que presentaron mayor índice de fallas en el proceso de peletización y luego se efectuó una evaluación mediante la relación causa-efecto de las 10 primeras fallas que presentaron estos equipos para buscar y encontrar las causas de las mismas, con la finalidad de plantear un método positivo en la disminución de las causas que influyen en las demoras. Seguidamente, a estos equipos problemáticos se les aplicó el Análisis de Modo y Efecto de Falla (AMEF), con el objetivo de evitar o disminuir ciertas fallas recurrentes y potenciales efectos sobre las operaciones. También se aplicó un Análisis de Correlación de los datos obtenidos y/o recopilados entre: las Paradas contra la Disponibilidad de la Planta de Pellas de FMO y las Paradas con respecto a la Producción de Pellas, con el objetivo de determinar la magnitud y el porcentaje de variabilidad de la variable dependiente con respecto a la independiente. La determinación de la ecuación lineal de regresión permitió predecir con cierto porcentaje de error el comportamiento de la variable dependiente en función del valor de la variable independiente.
Palabras claves: Equipos Críticos, Parada, Fallas, Disponibilidad, Producción.
C.S.V. Ferrominera Orinoco, es una empresa perteneciente al Estado venezolano, encargada del estudio de minas, extracción y comercialización del mineral de hierro, con el fin de abastecer las empresas siderúrgicas del país y del mundo, ofreciendo a sus clientes una variedad del mencionado mineral, tales como mineral fino, mineral grueso, pellas y briquetas.
Entre sus diversas instalaciones, C.S.V. Ferrominera Orinoco, cuenta con Planta de Pellas, la cual se encarga de procesar mineral fino de hierro para obtener pellas oxidadas. La planta tiene una capacidad de producción de 3.000.000 t/año, pero ésta será ampliada hasta una producción de 4.000.000 t/año.
La planta de pellas de Ferrominera del Orinoco, se encarga de aglomerar el mineral de hierro conjuntamente con otros aditivos mediante cinco pasos básicos: Secado, molienda del mineral y aditivos, mezclado y humectación, formación de pellas verdes, endurecimiento térmico. Utiliza para la producción de pellas el proceso Allis-Chalmers, el cual consiste en el tratamiento de secado y precalentado del mineral de hierro y aditivos en un horno parrilla, antes de ser sometido al proceso de calcinación en un horno rotatorio para ser finalmente descargado y enfriado a través de un enfriador anular.
Para realizar el proceso de peletización, se requiere que los equipos que conforman la planta, se encuentre en óptimas condiciones de funcionamiento y para ello, necesita contar con un Departamento de Mantenimiento que garantice la estabilidad de los mismos.
Como es sabido, el mantenimiento ha evolucionado a través del tiempo igual que lo ha hecho la tecnología, la automatización y el incremento de los volúmenes de producción, con la finalidad de cumplir con los estándares de servicio y calidad exigidos hoy en día por los clientes.
Existen diferentes tipos de mantenimiento, que pueden aplicarse tanto en equipos como en instalaciones industriales, esto acorde con el objetivo que se persigue con la puesta en marcha del mismo, igualmente se aplicará según la disponibilidad de recursos técnicos, económicos y humanos que posea la organización.
En cuanto a los equipos de la Planta de pellas, mediante un estudio continuo, se determinó que no cuenta con un mantenimiento preventivo adecuado que le permita reducir el tiempo de demoras y fallas que puedan presentar durante las operaciones, debido a que se basan principalmente a un mantenimiento correctivo. Esta falta de mantenimiento ocasiona que estos equipos tengan un ciclo de fallas prematuras que inciden en los gastos operativos, costos de producción, paradas por correctivos, disminuyendo la capacidad operacional en el proceso y calidad del producto.
La gran demanda de producto requerido, falta de repuestos, antigüedad de los equipos y mano de obra, crean una barrera que limitan la satisfacción de los requerimientos de reparaciones, por lo que se recomienda realizar un plan de mantenimiento preventivo de manera que aumente la capacidad de respuesta que se traduce en calidad, seguridad y rentabilidad. Por otra parte, el mantenimiento preventivo constituye un factor importante para mantener en óptimas condiciones operativas los equipos.
En esta investigación se realizó el análisis de fallas de los equipos que afectan las operaciones de la Planta de Pellas "Hernán Quivera" de C.S.V Ferrominera Orinoco, CA mediante el empleo de herramientas estadísticas que permitió realizar un análisis del comportamiento de las variables objeto de estudio, para jerarquizar las fallas de los equipos que afectan la producción. También se tomaron las medidas o mecanismos de control requeridos para maximizar la eficacia de las actividades de inspección y mantenimiento de los equipos con la calidad requerida y reduciendo los costos asociados.
El estudio comprende las áreas funcionales que integran la Gerencia de Planta de Pellas, basándose en la aplicación de la mejora continua y determinación de fallas.
Esta es una investigación no experimental de tipo documental y descriptiva, que permitió identificar los equipos críticos y plantear una alternativa de solución al problema presentando por la carencia de un sistema de gestión de mantenimiento.
La investigación se encuentra constituida por 6 capítulos los cuales se desarrollaran de la siguiente manera: Capítulo I: El Problema. Se identificara la problemática existente en cuanto a las fallas y pérdidas de producción de la Planta de Pellas, también se mostraran los objetivos de la investigación, delimitación o alcance, justificación e importancia de la investigación. Capítulo II: La empresa. Se presentará la descripción de la empresa, y las áreas donde se desarrollará el presente trabajo. Capitulo III: Marco Teórico. Se describirán los aspectos más relevantes y característicos que servirán como sustento a la investigación y facilitara su adecuada compresión. Capítulo IV: Diseño Metodológico: Se detallaran y justificaran cada uno de los aspectos relacionados con la metodología que se ha seleccionado, técnicas e instrumentos de recolección de información, procesamiento de la información, tabulación y tipos de análisis a realizar. Capítulo V: Se presenta la situación actual de los equipos de la planta y su aspecto económico. Capítulo VI: Se muestra el análisis de los resultados obtenidos, finalmente se presentan las Conclusiones, Recomendaciones, Apéndices, Anexos y Bibliografía.
CAPÍTULO I
En este capítulo se describe el planteamiento del problema donde se determinaran sus causas y consecuencias; así como también la descripción de los objetivos generales y específicos de esta investigación.
Planteamiento Del Problema
Las empresas están buscando formas o fórmulas para el mejoramiento de la calidad y la productividad, como una condición necesaria para poder competir y sobrevivir en los mercados globalizados.
C.S.V. Ferrominera Orinoco es una empresa del Estado venezolano, base del desarrollo siderúrgico del país. Su filosofía de gestión está enfocada en extraer, beneficiar, transformar y suministrar mineral de hierro y derivados, con productividad, calidad y sustentabilidad, abasteciendo prioritariamente al sector siderúrgico nacional, en armonía con el medio ambiente.
Entre sus diversas instalaciones, C.S.V. Ferrominera Orinoco, cuenta con la Planta de Pellas "Hernán Quivera", la cual se encarga de procesar mineral fino de hierro para obtener pellas oxidadas.
Entre los objetivos de la empresa está aumentar progresivamente la capacidad nominal de producción de la Planta de Pellas de Ferrominera de
t/año a 4.000.000 t/año, modificando parte de algunas instalaciones existentes e incorporando nuevos equipos, para obtener pellas que satisfagan parte de la demanda prevista por las plantas de Reducción Directa establecidas en la región.
El cumplimiento de este objetivo está limitado por las pérdidas de producción producidas por las paradas de plantas programadas y no programadas.
Para poder cumplir con este objetivo, fue necesario garantizar la disponibilidad de los equipos, controlar y evaluar los diferentes factores que entran en juego para lograr el incremento de la producción que se tiene establecido como meta.
Desde la fundación de la Planta de Pellas con una capacidad instalada de 3.000.000 t/año (FMO, 2005) no se ha logrado su máxima producción, debido a las frecuentes paradas de los equipos que de alguna manera intervienen en la producción afectando negativamente el plan mensual y anual de producción de Pellas.
En los dos últimos años las principales causas de la disminución de la producción en la Planta de pellas se debe a las constantes paradas por mantenimientos correctivos debido a las fallas que se presentan en los equipos por las siguientes: la obsolescencia de los equipos, el desgaste de las piezas, falta de repuestos, la calidad de las piezas o partes que han sido sustituidas o reemplazadas, defecto de fábrica de los equipos, prácticas operativas de los mantenimientos preventivos o correctivos desactualizadas, inadecuadas o desconocimiento de los equipos por parte del personal de mantenimiento, falta de información técnica de los equipos, falta de entrenamiento y capacitación del personal de mantenimiento, falta de motivación del personal para la realización de sus funciones adecuadamente, entre otras.
Para poder cumplir con las metas de producción establecidas, fue necesario tomar acciones necesarias con el fin de normalizar la estabilidad de la planta; de lo contrario, se puede seguir incurriendo en unos costos de producción elevados debido al incremento de costos por concepto de mantenimiento, lo cual incide en la pérdida de las oportunidades existente en el mercado.
Por lo tanto es una necesidad disminuir las paradas que se han venido presentando en los dos últimos años en la planta por fallas en los equipos, porque éstas pueden cambiar los planes de producción negativamente por problemas de disponibilidad de operatividad de los mismos.
Teniendo en cuenta las amenazas o riesgos de lo anteriormente expuestos se tomaron acciones necesarias para garantizar los compromisos adquiridos en cuanto al suministro de pellas en la oportunidad y calidad requerida por los clientes y es por ello que en esta investigación se analizaron las diferentes causas que han ocasionado la disminución de la producción y elevando efectivamente la operatividad de los equipos principales de la línea de producción y por ende el de la planta.
La Gerencia de Planta de Pellas dentro de su organigrama cuenta con un Departamento Técnico conformado por tres secciones, una denominada Sección Técnica de Ingeniería, Sección de refractarios y Sección de Planificación de Paradas, esta última encargada de planificar, dirigir, y ejecutar todas las actividades de mantenimiento mayor que se consideren necesarias dentro del proceso de fabricación de las Pellas. La planificación de las paradas que dirige el Departamento Técnico, está guiada por el plan de producción anual de la empresa.
La elaboración de los planes de mantenimiento dentro del departamento técnico se maneja de forma coordinada entre la Sección de Planificación de Paradas y los responsables del mantenimiento rutinario, determinándose aquellos equipos a ser intervenidos en todas las áreas que forman parte del proceso de preparación de las Pellas.
Cabe destacar que la planta contó con una parada mayor que duró aproximadamente dos años, retomando su producción el 24 de diciembre de 2014, más sin embargo se han presentado constantes paradas debido a las distintas fallas ocasionadas en los equipos, por lo que se tomó en cuenta como base de estudio desde la fecha antes mencionada hasta la actualidad.
Con base a la situación planteada respecto a las fallas de los equipos y paradas constantes en las operaciones de la Planta, surgen las siguientes interrogantes:
¿Cuáles son los equipos principales que generan parada de las operaciones de la Planta de pellas?
¿Cuáles son las principales fallas?
¿Cuál es la disponibilidad que tienen los equipos de la Planta?
¿Qué medidas o acciones preventivas sería conveniente poner en práctica para disminuir las fallas y mejorar la disponibilidad de los equipos?
Para dar respuesta a estas interrogantes se realizó un estudio amplio y detallado de la situación real de los equipos objeto de estudio, así mismo a la aplicación de técnicas actualizadas y sistematizadas para analizar las fallas, planteando las acciones correctivas necesarias.
Objetivos de la investigación
A continuación se presentan los objetivos a alcanzar con el desarrollo de la presente investigación:
Objetivo General
Evaluar las causas de las pérdidas de producción en la planta de pellas "Hernán Quivera" de C.S.V. Ferrominera Orinoco.
Objetivos Específicos
Realizar un diagnóstico de los equipos críticos que afectan la disponibilidad de la Planta de Pellas "Hernán Quivera "de C.S.V Ferrominera Orinoco, C.A.
Determinar las fallas en los equipos críticos que generan parada de planta y pérdidas de producción según la planificación y control de la producción en la Planta de Pellas "Hernán Quivera" de C.S.V Ferrominera Orinoco, C.A.
Evaluar la relación causa – efecto con las 10 primeras fallas que presenten los equipos críticos.
Aplicar el Análisis de Modo y Efecto de Falla (AMEF) a los equipos de mayor criticidad de la Planta de Pellas "Hernán Quivera" de C.S.V Ferrominera Orinoco, C.A.
Calcular la correlación entre las paradas y la disponibilidad de la Planta de Pellas de C.S.V Ferrominera Orinoco.
Calcular la correlación entre las paradas y la producción de la Planta de Pellas de C.S.V Ferrominera Orinoco.
Elaborar una base datos que contengan la condición actual y status de mantenimiento de los equipos que presentan mayor índice de fallas en el proceso de peletización de la planta de Pellas "Hernán Quivera "de C.S.V Ferrominera Orinoco.
Cuantificar las pérdidas de producción y su incidencia en el aspecto económico de la Planta de Pellas "Hernán Quivera" de C.S.V Ferrominera Orinoco.
Proponer mejoras en base al análisis de criticidad que presentan los equipos.
Justificación de la investigación
Evaluar las causas de las pérdidas de producción en la planta de pellas "Hernán Quivera" de C.S.V. Ferrominera Orinoco, C.A ayudó a identificar los principales equipos a los que se les atribuyen las paradas de plantas, por lo que se realizó un estudio de fallas desde el año 2014 al año 2016 con la finalidad de determinar que equipos reinciden de manera sistemática, cuáles son las fallas y las pérdidas de producción que ocasionaron a la planta, esto ayudara a su vez a cuantificar las pérdidas económicas y a planificar futuros presupuestos para el mantenimiento de los equipos.
Analizar el incumplimiento de los planes de producción, debido a las paradas no programadas, contribuyó también a mejorar y mantener la disponibilidad de dicha Planta; a través de la minimización de las fallas frecuentes de los principales equipos que conforman la línea de producción de Pellas.
La Gerencia Planta de Pellas de FMO debe responder con programas de mejoras que garanticen la maximización de la disponibilidad de los equipos y maquinarias de la planta. En tal sentido, este trabajo de investigación tiene su importancia al proponer acciones con el fin de minimizar las paradas frecuentes no programadas, para cumplir con los compromisos contraídos tanto en cantidad, calidad y oportunidad del suministro de pellas a los clientes nacionales e internacionales.
Asumiendo una ganancia conservadora sobre los 190$/t de pella que es el precio internacional.
Alcanzar las especificaciones de calidad con el 85% de fracción útil.
Delimitación
La presente investigación está delimitada en la planta de pellas "Hernán Quivera" de CVG Ferrominera Orinoco, en donde se llevó a cabo la evaluación de la perdida de producción y las causas que la producen.
El lapso de tiempo para la realización de este estudio fue de 4 meses, desde febrero hasta Junio del 2016.
Alcance
La investigación está orientada a la evaluación de las causas de las pérdidas de producción en la planta de pellas "Hernán Quivera" de C.S.V. Ferrominera Orinoco mediante la determinación y análisis de los equipos principales y las fallas que generan parada de planta programadas y no programadas.
En los últimos dos años las paradas no programadas, han tenido una incidencia negativa en cuanto al cumplimiento de los planes de producción.
Descripción de la Empresa
C. V. G Ferrominera Orinoco.
En la región de Guayana, al sur de Venezuela, abunda el mineral de hierro de cuya explotación por parte de los misioneros capuchinos quedaron algunos vestigios cerca de Ciudad Bolívar, Minas de Mundo Nuevo, y al suroeste de Upata (Serranía de Santa Rosa), Minas de Capapui o "minas frailescas". El método utilizado por aquellos fundadores de pueblos era el conocido como la "forja catalana". Esto acaeció justamente cuando en Europa se iniciaba la Revolución Industrial. No es sino a mediados del siglo XX, que el mineral de hierro fue extraído con métodos modernos para alimentar primeramente los altos hornos de Estados Unidos y luego la acería de la Siderúrgica del Orinoco (SIDOR).
La primera concesión para explotar el mineral de hierro en Venezuela fue la otorgada a Cyrenius Fifzgerald en 1.883, en el Delta del Orinoco y por un lapso de 99 años. Pero en 1.886, la concesión fue anulada y un año después, la recibió el norteamericano George Turnbull, no sin que se desatase un largo litigio en torno a los derechos sobre el yacimiento, cuyo nombre era Manoa.
En 1.901 se realizó el primer embarque, destinado a Baltimore, apenas con unas 700 toneladas. Un nuevo intento, esta vez a cargo de Canadia Venezuela Ore Company, se produjo en 1.912 y 1.913, período en que se extrajeron en las Minas de Imataca (o Manoa), casi 70 mil toneladas de mineral.
En 1926 es el descubrimiento del cerro El Pao.
El 26 de Noviembre de 1974, se dicta el Decreto N° 580 por medio del cual se reserva el estado por razones de conveniencia nacional, la industria de la explotación del mineral de hierro. El 7 de Diciembre de 1974, el Presidente de la República, desde el Salón Elíptico del Palacio Legislativo, anuncia oficialmente la nacionalización de la industria del hierro.
La C.V.G, asume el control directo y ejerce el derecho de propiedad plena de la industria del hierro, así como la libertad de decisión y gestión para dirigir dicha industria.
2006. Se realizan discusiones para la transferencia de Planta de Pellas y Planta de Briquetas a Ferrominera Orinoco.
2008. C.V.G Ferrominera inicia la administración total de la Planta de Pellas (antigua Toppca), incluyendo la absorción de todos sus trabajadores.
Misión
Extraer, beneficiar, transformar y comercializar mineral de hierro y derivados con productividad, calidad y sustentabilidad, abasteciendo prioritariamente al sector siderúrgico nacional, manteniendo relaciones de producción que reconozcan como único valor creador al trabajo y apoyando la construcción de una estructura social incluyente.
Visión
Ser una empresa socialista del pueblo venezolano, administrada por el Estado, base del desarrollo siderúrgico del país, que responda al bienestar humano, donde la participación en la gestión de todos los actores, el reconocimiento del trabajo como único generador de valor y la conservación del medio ambiente, sean las fortalezas del desarrollo de nuestra organización.
Objetivos de la Empresa.
Plantea alcanzar y garantizar para su desarrollo, bienestar social y avance tecnológico.
Objetivo General.
Extraer, procesar y suministrar mineral de hierro al mercado nacional y de exportación.
Objetivos Específicos.
Adquirir el control pleno de la industria extractiva de mineral de hierro.
Explorar, explotar, extraer y procesar el mineral de hierro de todos los yacimientos, con el mejor provecho de los recursos naturales existentes.
Garantizar los volúmenes de producción y suministro del mineral de hierro, requerido en el mercado nacional.
Satisfacer los requerimientos del mercado en el ámbito nacional: Planta de Pellas FMO, Planta de Briquetas FMO, SIDOR, Orinoco Iron, MATESI, COMSIGUA, VENPRECAR de Venezuela, a algunas plantas de Cementos y al mercado Norteamericano, Europeo y Asiático.
Minimizar los efectos negativos que causen los procesos productivos al ambiente.
Estructura Organizativa de la Empresa CSV Ferrominera Orinoco.
El Organigrama Funcional de la Empresa C.S.V Ferrominera Orinoco se muestra en la siguiente Figura (Ver Figura 1).
Figura Nº 1. Estructura Organizativa de C. V. G. FMO.
Fuente: Intranet C.V.G. FMO, 2014.
La Planta de Pellas de C.V.G. FMO.
La Planta de Pellas de C.V.G. FMO en Venezuela, fue puesta en marcha, en octubre de 1.994, con la inversión de capital privado, acuerdo suscrito en la empresa Kobe Steel Ltd. de Japón y C.V.G. FMO de Venezuela.
Esta planta es del tipo "parrilla – horno rotatorio" (grate-klin), proceso Allis Chalmers, inició operaciones en el año 1994, fue construida originalmente con una capacidad de producción nominal de 3,3 millones de toneladas por año de pellas para reducción directa y/o altos hornos. La construcción se ejecutó con recursos propios de C.V.G. FMO y financiamiento privado.
Ubicación Geográfica y Área de Influencia.
La Planta de Pellas de C.S.V FMO, se encuentra ubicada en el parque industrial MINORCA, Sector Punta de Cuchillo, Zona Industrial Matanzas, Puerto Ordaz, Estado Bolívar, con un área de planta de 700.000 m². Geométricamente está ubicada a 800 Km al sureste de Caracas, Capital de la República Bolivariana de Venezuela y a menos de 200 Km de reservas probadas de mineral de hierro, explotados por C.S.V FMO (Ver figura Nº2).
Figura Nº2. Ubicación geográfica de la Planta de Pellas de C. V. G. FMO.
Fuente: Departamento de Jefatura de Área de Procesos, Gerencia Planta de Pellas 2014.
Áreas de la Planta de Pellas de C.S.V. Ferrominera Orinoco.
Las áreas que comprenden la producción son:
Área 100: Recepción, Almacenamiento, Recuperación de Mineral y Aditivos.
Área 200: Secado y Molienda.
Área 400: Mezclado y Humectación.
Área 500: Formación de Pellas Verdes (Balling).
Área 600: Endurecimiento Térmico.
Área 700: Almacenamiento, Transporte y Despacho de Producto.
Área 800: Recuperación de Materiales.
Descripción de la Planta de Pellas y su Proceso.
Figura Nº3. Diagrama General del Proceso de la Planta.
Fuente: Departamento de Jefatura de Área de Procesos, Gerencia Planta de Pella 2014.
Área 100
Esta área se ocupa de la recepción, almacenaje y recuperación del mineral de hierro y de aditivos, el mineral de hierro es entregado a la planta de pellas en trenes, donde cada vagón posee una capacidad de 90 El mineral es depositado en una tolva de recepción de 7200 t.
Área 200
Esta área es la encargada del secado y triturado del mineral de hierro y aditivos, el mineral de hierro y los aditivos son transportados por una cinta transportadora hacia la zona de secado.
Área 400
El área de mezclado y pre-humedecido comprende el silo de almacenamiento del mineral molido, los dos sistemas de dosificación de mineral de hierro y dos mezcladores. La función de esta área, es mezclar y pre-humedecer el mineral de hierro (seco) con la pulpa (mezcla de agua y mineral fino), de acuerdo al contenido de humedad requerido (alrededor del 9%).
Área 500
El área de peletización es donde se lleva a cabo el proceso de aglomeración de la mezcla proveniente de mezclado, hasta dar una forma casi esférica a los aglomerados con el fin de obtener las pellas verdes.
Área 600
Las pellas verdes que se encuentran dentro de especificación son llevadas a un proceso de endurecimiento para ser calentadas hasta 1200 °C y poder obtener pellas que cumplan con las características exigidas de dureza, resistencia mecánica y térmica (pellas quemadas o cocidas).
Área 700
En esta área se lleva a cabo el almacenamiento de las pellas producto, las cuales son transportadas desde las cribas vibratorias a un sistema de cintas transportadoras, para luego ser depositadas en el patio de pellas para su almacenaje y despacho.
Área 800
Esta área comprende el sistema de recuperación de sólidos de toda la planta, el cual recupera continuamente los materiales derramados en los pisos, los sólidos recuperados por los colectores de polvos y fugas del proceso son reutilizados como materia prima en el proceso de peletización.
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