Optimización del Proceso de Fabricación de Ánodos Verdes (página 3)
Enviado por IVÁN JOSÉ TURMERO ASTROS
c. Fallas en el Conveyor Aéreo
Tabla Nº 16
Tiempo promedio de enfriamiento del ánodo
TIEMPO DE TRASLADO DEL ÁNODO DE LA ZONA DE ENFRIAMIENTO A LA ZONA DE ALMACENAJE
Los ánodos, son almacenados de en dos almacenes, un almacén fijo techado y otro temporal al aire libre. El tiempo de traslado del carbón a la zona de almacenaje, transcurre desde que este sale de la piscina y es retirado de las Formaletas por medio de empujadores neumáticos (Ver Anexo 10 y 11), hasta que es colocado en los espacios dispuestos para almacén, a través de una grúa puente o de un montacargas.
El estudio se realizó, tomando en cuenta los dos medios de transporte utilizados para tal actividad, la grúa puente y el montacargas, pudiendo establecer comparaciones entre ambos métodos. (Ver anexo 33)
A continuación se presentan los tiempos promedios de almacenaje del ánodo para cada método utilizado (ver tabla 17).
Tabla Nº 17
Tiempo promedio de almacenaje del ánodo, utilizando la grúa puente
Utilizando la grúa puente, el tiempo promedio de almacenaje del ánodo es de 5,30 minutos y se pueden trasladar tres (3) ánodos al mismo tiempo por medio de unas pinzas adaptadas al gancho de la grúa, sufriendo menos daños durante la manipulación. Por otra parte, mediante la grúa se pueden apilar una cantidad mayor de ánodos en forma vertical. (Ver Anexo 12)
Tabla Nº 18
Tiempo promedio de almacenaje del ánodo, utilizando montacargas
En el caso del proceso de almacenaje realizado con el montacargas, el resultado de la tabla 18 muestra que el tiempo promedio es de 3,42 minutos y utilizando este método se pueden trasladar solo dos (2) ánodos al mismo tiempo. Además, se pudo evidenciar que los ánodos sufren más daños físicos durante la manipulación y traslado utilizando este método y las posibilidades de apilamiento quedan limitadas a seis (6) ánodos por columnas. (Ver Anexo 13)
CÁCULO DEL TIEMPO DE PROCESO MAS CORTO Y MAS LARGO EN LA FABRICACIÓN DE UN ÁNODO VERDE.
Evaluando las ocho (8) etapas del proceso de fabricación de ánodos verdes, se calcula el tiempo de fabricación más corto y el más largo.
A continuación se presenta la tabla Nº 19, la cual muestra el tiempo más corto de fabricación de un ánodo verde utilizando una carga de 3100Kg.
Tabla Nº 19
Tiempo de proceso más corto, para una carga de 3100 Kg
La tabla Nº 19, muestra los valores más bajos de los tiempos de las muestras tomadas durante el presente estudio. En ella se puede observar que el tiempo más corto del proceso de Fabricación de Ánodos para una carga de 3100Kg de mezcla es de 2:07 :41 utilizando la mezcladora Nº3.
A continuación se presenta la tabla Nº 20, la cual muestra los tiempos más cortos de fabricación de un ánodo verde, utilizando una carga de 2200Kg.
Tabla Nº 20
Tiempo de proceso más corto, para una carga de 2200 Kg
La tabla Nº 20, muestra los valores más bajos (para 2200 Kg) de los tiempos de las muestras tomadas durante el presente estudio. En ella se puede observar que el tiempo más corto del proceso de Fabricación de Ánodos para una carga de 2200Kg de mezcla es de 2:08:59, utilizando la mezcladora Nº5.
A continuación se presenta la tabla Nº 21, la cual muestra los tiempos más largos de fabricación de un ánodo verde, utilizando una carga de 3100Kg.
Tabla Nº 21
Tiempo de proceso más largo, para una carga de 3100 Kg
La tabla Nº 21, muestra los valores más altos de los tiempos de las muestras tomadas durante el presente estudio. En ella se puede observar que el tiempo más largo del proceso de Fabricación de Ánodos para una carga de 3100Kg de mezcla es de 2:50:18, utilizando la mezcladora Nº 9.
A continuación se presenta la tabla Nº 22, la cual muestra los tiempos más largos de fabricación de un ánodo verde, utilizando una carga de 2200Kg.
Tabla Nº 22
Tiempo de proceso más largo, para una carga de 2200 Kg
La tabla Nº 22, muestra los valores más altos de los tiempos de las muestras tomadas durante el presente estudio. En ella se puede observar que el tiempo más largo del proceso de Fabricación de Ánodos para una carga de 2200Kg de mezcla es de 2:54:18, utilizando la mezcladora Nº 8.
Es importante mencionar que cada uno de estos tiempos se encuentra influenciado principalmente por factores como:
Funcionamiento de los distintos equipos del sistema.
Demoras del proceso.
Traslado de la materia prima.
Respuesta del operador del cuarto de control en cuanto a la puesta en marcha de los equipos
ANÁLISIS DE LAS DEMORAS PRESENTADAS EN EL PROCESO DE FABRICACIÓN DE ÁNODOS VERDES REALIZADO EN EL ÁREA DE MOLIENDA Y COMPACTACIÓN DE PLANTA CARBÓN, DURANTE EL ESTUDIO.
Todo estudio de mejoras de procesos, arroja una serie de tiempos que son causados por demoras, ya sean demoras evitables que son las involucradas directamente en la actividad (ocio del trabajador, fallas técnicas de los equipos, carencia de repuestos, etc.), o demoras inevitables que son causadas por factores externos que afectan el desarrollo normal de la actividad, y que el operario no puede evitar en la continuidad del trabajo, (factores climatológicos, reunión con supervisor, recuperación por fatiga o cansancio, interrupciones del personal de producción, planificadores, irregularidades en los materiales, etc.).
En el presente estudio, los tiempos de las demoras por actividad fueron tomados durante las observaciones realizadas a cada una de las actividades y etapas del proceso de fabricación de ánodos por ciclo de estudio, diariamente durante cuatro (4) meses consecutivos. Para su análisis se tomó el tiempo total por demora y la frecuencia con que ocurrió durante los ciclos observados, presentando finalmente estos datos en un gráfico, donde se muestra tiempo promedio de duración por demora, la frecuencia de ocurrencia y el porcentaje de tiempo acumulado.
Por medio de la información suministrada por el gráfico, se realizará el respectivo análisis, cuantificando las demoras con mayor ocurrencia y tiempo de duración, los factores que ocasionan las demoras, así como también su incidencia en el desarrollo normal del proceso de fabricación de ánodos verdes.
Finalmente, por medio de esta información, se presentaran propuestas de mejoras que ayuden a disminuir consecutivamente todos los factores que de forma directa e indirecta afectan el desarrollo normal de las actividades de proceso de fabricación de ánodos que se llevan a cabo en Planta Carbón específicamente en el área de Molienda y Compactación.
A continuación se presenta el análisis de las demoras por mes (Abril, Mayo, Junio y Julio), los cuales se presentan tabulados y representados gráficamente.
ANÁLISIS DE LAS DEMORAS CUANTIFICADAS EN EL MES DE ABRIL
De las observaciones realizadas durante el estudio para el mes de Abril, se presentaron una serie de demoras que afectaron la continuidad del proceso, las cuales se resumen en la tabla 23 y son representadas gráficamente en el gráfico 6.
Tabla Nº23
Demoras cuantificadas en el proceso de fabricación de ánodos durante el mes de abril
En el gráfico 6, se puede evidenciar que el 89.53% del tiempo acumulado por demoras, fue ocasionado por cinco (5) factores que se explican a continuación.
Gráfico 6. Representación gráfica de las demoras cuantificadas durante las observaciones en el mes de abril
Fallas en la Vibrocompactadora KHD, ocurriendo ocho (8) veces durante el estudio y demorando el proceso por 10,64 horas, lo cual representa el 27.77%. Estas fallas fueron ocasionadas principalmente por problemas eléctricos, mecánicos y estructurales que implican reparaciones y cambios de piezas en la misma, de los cuales se pueden mencionar; descarrilamientos en el molde, soldaduras en la estructura, fallas en la báscula de la balanza (produciendo sobrecarga del molde de la vibrocompactadora), etc.
Fallas en la Balanza de la Materia Prima, aunque se presentó una (1) vez durante el estudio, arrojo un tiempo por demora de 6.33 horas, representando el 16.52 % del tiempo total por demoras, ocasionado por fallas mecánicas que impedía el proceso de carga de la materia prima.
Fallas en Equipos del Sistema, tales como: la Caldera: equipo que se encarga de calentar el aceite que circula dentro de las mezcladoras, el cual presentó fallas eléctricas a causa de un accidente laboral que produjo daños eléctricos, el Tornillo M2-4: equipo que se encarga de trasladar el polvo de coque (materia prima) al Silo 12 de la Balanza y reparaciones mecánicas en el elevador M1-11 y la cernidora CV-3 equipos encargados de la clasificación granulométrica del cabo (materia prima) utilizado en el proceso. Dichos equipos presentaron un tiempo por demoras de 6.33 horas, ocurriendo dos (2) veces durante el estudio y representando el 16.52 % del tiempo total.
Fallas en las Mezcladoras, (la M4 y la M5; ambas de marca Patterson) presentándose dos (2) veces durante el estudio y demorando el proceso de carga de materia prima y descarga de mezcla anódica por 5.78 horas, representando el 15.09% del total del tiempo por demoras. Las fallas que ocasionaron dicho atraso fueron por problemas eléctricos en los motores y reparaciones de tipo mecánicas tales como; soldadura de la mesa de la mezcladora y reparaciones en los cilindros de la compuerta de descarga.
Fallas en el Conveyor Aéreo, (Sistema de manejo de cargas suspendidas) presentándose tres (3) veces durante el estudio y demorando el proceso por 5.22 horas representando el 13.63 % del total del tiempo por demoras. Las fallas presentadas fueron principalmente de tipo mecánicas y por desgaste en la estructura, tales como: riel desgastado, cambio de eslabones rotos, reparaciones con soldadura a la estructura.
Es importante destacar, que existen otros factores que ocasionaron demoras en el proceso durante el mes en estudio, alcanzando un 11% del tiempo total de las mismas, tales como:
Falta de materia Prima para el proceso, ocurriendo tres (3) veces durante el estudio y retardando el proceso por 3.69 horas. Entre las materias primas que faltaron, se pueden mencionar:
Falta de Polvo en el Silo 12 y 1, debido a las fallas que presentó el tornillo M2-43.
Falta de Cabo Silo 19 y 14, debido a fallas en el molino de mandíbula (equipo que se encarga de triturar el cabo que ingresa al proceso)
Falta de alquitrán, debido a la falta del Payloader oportunamente (equipo que cumple varias funciones en la planta), el cual se encarga de llenar la tolva S-22 y de mover este material que por sus características tiende a formar trozos gruesos que obstruyen el paso por la rejilla que da a la tolva.
e. Falta de Formaletas, la formaleta es una estructura por medio del cual se traslada el ánodo, a través del Conveyor Aéreo a la piscina de enfriamiento y luego a la zona de descarga. Esta falta demoró el proceso por 0.32 horas (19 minutos) y ocurriendo una (1) vez durante el estudio.
ANÁLISIS DE LAS DEMORAS CUANTIFICADAS EN EL MES DE MAYO
De las observaciones realizadas durante el estudio para el mes de Mayo, igualmente se presentaron una serie de demoras que afectaron la continuidad del proceso, las cuales son resumidas en la tabla 24 y representadas gráficamente en el gráfico 7.
k. Tabla Nº 24
Demoras cuantificadas en el proceso de fabricación de ánodos durante el mes de Mayo
Gráfico 7. Representación gráfica de las demoras cuantificadas durante las observaciones en el mes de Mayo
El gráfico 7, muestra claramente que el 84% del tiempo cuantificado por demoras, se debió a cuatro (4) factores, los cuales se explican a continuación:
Fallas en la correa M3-9, presentándose esta falla dos (2) veces durante el estudio y demorando el proceso por 11.03 horas, lo cual representa el 40,88 % del total del tiempo por demoras, siendo este un porcentaje bastante alto. Las causas fueron las siguientes: cambio de piezas en el rodillo y rompimiento de la correa producto del desgaste a la cual está sometida, que ocasionó la paralización del proceso durante el turno completo (8 horas) mientras se realizaba el cambio, ya que sin esta correa no se puede realizar la descarga de las mezclas.
Fallas en la Vibrocompactadora KHD, presentándose cinco (5) veces durante el estudio y demorando el proceso por 5.30 horas, representando así el 19.01 % del tiempo total por demoras. Las Fallas se debieron principalmente a problemas mecánicos – estructurales (fallas en los frenos) y eléctricos en los controles de mando.
Falta de Formaletas, para este mes la frecuencia de ocurrencia de este factor fue bastante elevado, presentándose dieciocho (18) veces durante el estudio y demorando el proceso por 3.59 horas, lo cual representa el 13.31% del tiempo total por demoras. Estas faltas se debieron a la poca cantidad de formaletas en servicio (33 formaletas), lo cual no cubría la capacidad y demanda del proceso de fabricación de ánodos verdes (40 formaletas), tal situación se presenta por no existir un control de mantenimiento correctivo y preventivo de las formaletas que salen de servicio por deterioro o desgaste.
Fallas en el Conveyor Aéreo, presentándose tres (3) veces durante el estudio y demorando el proceso por 2.95 horas, lo cual representa el 10.93% del total del tiempo por demoras. Al igual que el mes de abril, las fallas fueron principalmente de tipo mecánicas (cambio de eslabones y reparaciones en el riel por presentar descarrilamientos)
Durante el estudio, se presentaron otros factores que también causaron demoras al proceso, aunque en poca duración y frecuencia de ocurrencia representan el 16% del tiempo total por demoras. Tales factores se explican a continuación:
Formaleta obstruyendo el paso en la zona de descarga de los ánodos, debido a problemas eléctricos en los grupos del conveyor que se encargan de retener o soltar las formaletas, representando el 8% de las demoras.
Limpieza de las compuertas de la mezcladora M1, representando el 5.45% del tiempo total por demoras. En las compuertas de descarga de las mezcladoras poco a poco se va acumulando restos de mezcla, lo cual impide que estas cierren totalmente, por lo que el operador de mezcladoras debe estar pendiente de limpiar dichas compuertas cada vez que se lleve a cabo una descarga de mezcla, evitando de esta manera demoras de este tipo.
Falta de Materia Prima, específicamente falta de alquitrán, debido a que no se encontraba disponible el Payloader para mover el material apelmazado que obstruye el paso del resto del material, representando el 2.41% del tiempo total por demoras.
ANÁLISIS DE LAS DEMORAS CUANTIFICADAS EN EL MES DE JUNIO
De las observaciones realizadas durante el estudio para el mes de Junio, igualmente se presentaron una serie de demoras que afectaron la continuidad del proceso, las cuales son resumidas en la tabla 24 y representadas gráficamente en el gráfico 8.
Tabla Nº 25
Demoras cuantificadas en el proceso de fabricación de ánodos durante el mes de Junio
Gráfico 8. Representación gráfica de las demoras cuantificadas durante las observaciones realizadas en el mes de junio
En el gráfico 8, se puede constatar que el 82,16% del tiempo total por demoras, fue causado por tres (3) factores, los cuales se explican a continuación:
Falta de Materia Prima, presentándose seis (6) veces durante el estudio y demorando el proceso por 10.5 horas, representando el 39.77% del tiempo por demora en el proceso. La falta de Materia Prima se presenta principalmente a causa de los siguientes factores:
Fallas en equipos del sistema, que se encargan de trasladar la materia prima a los silos que alimentan la balanza de la misma, tales como: fallas en el reductor del elevador M1-7 (traslada el mediano de coque), el M1-5 con las chumaceras dañadas (traslada polvo de coque), fallas en el M1-8 (sistema de cabo).
Falta de alquitrán producto de la falta del Payloader encargado de mover el mismo y también a causa de pedazos de alquitrán compactado que obstruye el paso tanto en la rejilla de la tolva, como también en la entrada del elevador M1-1(traslada el alquitrán al silo de la balanza).
Fallas en la Vibrocompactadora KHD, presentándose dos (2) veces durante el estudio y demorando el proceso por 5.72 horas, representando el 21.67% del total del tiempo por demoras. Al igual que en los análisis hechos a los meses anteriores las fallas son producidas por causas comunes, problemas mecánicos (descarrilamiento del molde) y eléctricos (cambio del reductor del motor).
Fallas en los Equipos del Sistema, ocurriendo cuatro (4) veces durante el estudio y demorando el proceso por 5.47 horas, representando el 20.72% del total del tiempo por demoras. Estas fallas están ligadas a varios equipos que forman parte del manejo de materiales, tales como:
Cambio del reductor del motor de la correa M3-9.
Reparaciones en la Balanza de la Vibrocompactadora, la cual presenta fallas producto de sobrecargas de mezcla.
Reparaciones en el rodillo de descarte, el cual se encuentra en la zona de descarga y almacén del ánodo verde.
EL elevador M1-8 del sistema de cabo, presentó fallas mecánicas.
Existen otros factores que también produjeron demoras al proceso de fabricación de ánodos, acumulando un 19% del tiempo total por demoras, los cuales se exponen a continuación:
Fallas en las Mezcladoras, presentándose principalmente en la mezcladora M5 dos (2) veces durante el estudio y demorando el proceso por 2.55 horas, representando el 9.66% del tiempo total por demoras. Esta mezcladora presentó fallas de tipo mecánicas y problemas en el sistema térmico de la misma.
Falta de Formaletas, presentándose siete (7) veces durante el estudio y demorando el proceso por 1.7 horas.
Fallas en el Conveyor Aéreo, ocasionando una demora al proceso por 0.46 horas en una sola oportunidad durante el estudio.
ANÁLISIS DE LAS DEMORAS CUANTIFICADAS EN EL MES DE JULIO
De las observaciones realizadas durante el estudio para el mes de Junio, igualmente se presentaron una serie de demoras que afectaron la continuidad del proceso, las cuales son resumidas en la tabla 26 y representadas gráficamente en el gráfico 9.
Tabla Nº 26
Demoras cuantificadas en el proceso de fabricación de ánodos durante el mes de Julio
Gráfico 9. Representación gráfica de las demoras cuantificadas durante las observaciones realizadas en el mes de junio
En el gráfico 9, se puede constatar que el 74% del tiempo total por demoras, fue producido por tres (3) factores, los cuales se explican a continuación:
Fallas en los Equipos del Sistema, ocurriendo tres (3) veces durante el estudio y demorando el proceso por 8.25 horas, representando el 30.16% del total del tiempo por demoras. Estas fallas están ligadas a varios equipos que forman parte del manejo de materiales, tales como:
Daños en la bomba del transportador M4-7, el cual se encarga de llevar la mezcla a la tolva de la balanza de la vibrocompactadora.
Empujador de la vibrocompactadora dañado, impidiendo la salida del ánodo luego de ser prensado.
Motor del Molino de Martillo dañado, ocasionando la falta de medio de coque silo 3.
Fallas en la Vibrocompactadora KHD, presentándose cinco (5) veces durante el estudio y demorando el proceso por 6.48 horas, representando el 23.69% del total del tiempo por demoras. Al igual que en los análisis hechos a los meses anteriores las fallas son de tipo mecánicas principalmente (descarrilamiento del molde, base y pasador de las grapas de la vibrocompactadora dobladas, problemas en los muñones).
Fallas en las Mezcladoras, presentándose principalmente en las mezcladoras M1, M10, M7 y M8 cuatro (4) veces durante el estudio y demorando el proceso por 5.51 horas, representando el 20.15% del tiempo total por demoras. Estas mezcladoras presentaron fallas de tipo mecánicas, tales como: problemas con el motor, bote de aceite, cambio del gato de la compuerta de descarga y alineación de las turbinas.
Existen otros factores que también produjeron demoras al proceso de fabricación de ánodos, acumulando un 19% del tiempo total por demoras, los cuales se exponen a continuación:
5. Fallas en el Conveyor Aéreo, presentándose tres (3) veces durante el estudio y demorando el proceso por 4.38 horas, lo cual representa el 16.01% del total del tiempo por demoras. Al igual que en los meses anteriores, las fallas fueron principalmente de tipo mecánicas, tales como: cambio de eslabones, reparaciones en el tensor y la cadena motriz (cadena del conveyor partida a causa del desgaste).
Falta de Materia Prima, específicamente falta de alquitrán, debido a que no se encontraba disponible el Payloader para mover el material apelmazado que obstruye el paso del resto del material, representando el 7.61% del tiempo total por demoras y ocurriendo siete (7) veces.
Falta de Formaletas, presentándose dos (2) veces durante el estudio y representando el 2.38% del total del tiempo por demoras.
ANÁLISIS DEL TOTAL DE LAS DEMORAS PRESENTADAS DURANTE EL ESTUDIO
Finalmente, luego de realizar el análisis de las demoras observadas en los meses de estudio, se puede notar que los factores que ocasionan las demoras al proceso de fabricación de ánodos son los mismos, presentando algunas variaciones en las causas que las producen, la duración y la frecuencia de ocurrencia, pero siempre manteniéndose el mismo patrón. Por tal razón, a continuación se presenta los datos obtenidos del total de las demoras ocurridas durante los meses de abril a julio en la tabla 27 y representados gráficamente en el gráfico 10 para su respectivo análisis.
Tabla Nº 27
Demoras cuantificadas durante las observaciones realizadas en el proceso de fabricación de ánodos
Gráfico10. Representación gráfica del total de las demoras presentadas durante las observaciones realizadas al proceso de fabricación de ánodos
En el gráfico 10, se puede evidenciar, que el 82,90 % del tiempo acumulado por demoras y atrasos presentados en el proceso de fabricación de ánodos verdes, fueron atribuidos a cuatro (4) factores que se explican a continuación:
Fallas en los equipos el sistema (demora evitable), ocasionando una demora con un tiempo total de parada 33.24 horas, que representa el 29.49 % del tiempo acumulado y con una frecuencia de ocurrencia de once (11) veces durante el estudio. Estas fallas se presentaron principalmente por causas mecánicas y estructurales en los siguientes equipos:
Correa M3-9, la cual cumple la importante función de trasladar, durante toda la jornada de producción las mezclas que salen de las mezcladoras a la tolva S25 que surte constantemente la balanza de la vibrocompactadora. Esta correa durante las observaciones, sufrió un rompimiento en su estructura producto del desgaste, debiendo paralizar el proceso productivo durante la sustitución de la misma (aproximadamente una jornada completa de trabajo), en otras oportunidades produjo atrasos a causa de fallas en el reductor del motor que la acciona y cambios de piezas en los rodillos de la misma.
Balanza de la Prensa (Vibrocompactadora KHD), donde es pesada la mezcla necesaria para formar un ánodo (960 – 980 kg.). Por causas de sobrecarga de material, esta balanza presentó fallas.
Tornillo M2-43, encargado de abastecer de polvo de coque al Silo 12 de la balanza del cuarto de control, el cual es un material necesario en la producción de la mezcla anódica, ya que forma parte de la receta.
Elevador M1-8, (sistema de cabo) encargado de abastecer el cabo grueso al silo 14 de la balanza del cuarto de control, el cual es un material que forma parte de la receta para la producción del ánodo, así como también todos los elevadores que presentaron fallas, el M1-7 (traslada el mediano de coque al silo de la balanza), M1-5 (traslada el polvo de coque al silo de la balanza)
Reparaciones en la Caldera, equipo encargado de calentar el aceite que circula por el interior de las mezcladoras y permite que la mezcla pueda alcanzar la temperatura óptima de 160 ºC.
Fallas en la Vibrocompactadora KHD, ocasionando una demora con un tiempo total de parada 27.97 horas, que representa el 24.82% del tiempo acumulado y con una frecuencia de ocurrencia de veinte (20) veces durante el estudio, siendo esta una frecuencia de fallas bastante alta, ya que este es un equipo que se considera como crítico en el sistema de producción de ánodos. Estas fallas se presentaron principalmente por causas mecánicas, eléctricas y por desgaste en la estructura de la misma.
Falta de alguna Materia Prima en el proceso, ocasionando una demora con un tiempo total de parada 16.92 horas, que representa el 15.01 % del tiempo acumulado y con una frecuencia de ocurrencia de dieciocho (18) veces durante el estudio.
Estas faltas de materia prima se debieron principalmente a: la falta de Alquitrán en el silo de la balanza, por no contar con el payloader encargado de mover este material en su almacén, rejillas y tolvas obstruidas por material adherido y también a las distintas fallas que presentan los equipos de los distintos sistemas de manejo de materiales que se encargan de trasladar toda la materia prima a los distintos silos de la balanza del cuarto de control.
Fallas en las Mezcladoras, ocasionando una demora con un tiempo total de parada 15.31 horas, que representa el 13.58 % del tiempo acumulado y con una frecuencia de ocurrencia de nueve (9) veces durante el estudio. Estas fallas se presentaron principalmente por causas mecánicas (compuertas de descarga), eléctricas (motores y reductores) y estructurales (soldaduras a la estructura).
Existen otros factores que pueden ser observados en el gráfico 10, que ocasionaron demoras en el proceso en menor tiempo, pero presentando una frecuencia de ocurrencia bastante alta, los cuales son:
Fallas en el Conveyor Aéreo, este es un sistema de manejo de cargas suspendidas, a través del cual se traslada el producto terminado (bloque anódico) a la etapa de enfriamiento y posteriormente a la descarga del mismo para su respectivo almacenamiento, ocasionando una demora con un tiempo total de parada 13.01 horas, que representa el 11.54 % del tiempo acumulado y con una frecuencia de ocurrencia de diez (10) veces durante el estudio. Estas fallas se presentaron principalmente por causas mecánicas y estructurales (eslabones rotos, cadena motriz partida, reparaciones en el riel por desgaste que producen descarrilamientos).
Falta de Formaletas, ocasionando una demora con un tiempo total de parada 6.26 horas, que representa el 5.55 % del tiempo acumulado y con una frecuencia de ocurrencia de veintiocho (28) veces durante el estudio, siendo esta una cantidad bastante alta. La falta de las formaletas se presenta principalmente, debido a que el número de ellas en servicio es menor al necesario para cubrir la capacidad de producción, además de no contar con un inventario de formaletas disponibles para sustituir a la que presente algún tipo de fallas y a fallas eléctricas que obstruyendo el paso en los diferentes grupos de formaletas en el conveyor aéreo.
Es importante mencionar, que sin el flujo normal de formaletas, existen atrasos para la descarga de las mezclas, ocasionando descartes de mezclas y ánodos, lo cual afecta directamente los niveles de producción, por lo que es necesario contar con una cantidad disponible de ellas en buen estado.
Luego de realizar el respectivo análisis a los factores que ocasionaron demoras al proceso de fabricación de ánodos, se puede concluir que entre todos los equipos del sistema que fueron mencionados anteriormente, se pueden nombrar como críticos a los siguientes:
Vibrocompactadora KHD
Conveyor Aéreo y Formaletas
Mezcladoras
Sin el funcionamiento normal de estos equipos el proceso de fabricación de ánodos se vería interrumpido, ya que son indispensables en el mismo, esto es, con mezcladoras funcionando con fallas frecuentes, el proceso de descarga de mezcla es mínimo y por ende la producción se ve afectada sustancialmente, igualmente con la vibrocompactadora (prensa) dañada no se podría descargar mezcla y por tanto se paralizaría la producción instantáneamente, ya que no se cuenta con otro equipo similar disponible. De igual manera, el Conveyor Aéreo cumple una función importante dentro del proceso de fabricación de ánodos, la cual es la de transportar el bloque de carbón fabricado a la etapa de enfriamiento y posteriormente al área de almacén, lo que quiere decir, que sin su funcionamiento también se paralizaría el proceso instantáneamente.
Finalmente, luego de detectar y cuantificar los distintos factores que afectan la continuidad del proceso de fabricación de ánodos, se presenta un diagrama causa – efecto donde se resumen las distintas causas que producen las paradas imprevistas de los diferentes equipos que forman parte del sistema de producción. (Ver Figura 21)
Figura 21. Causas que afectan la continuidad del Proceso de Fabricación de Ánodos
Del análisis y discusión de los resultados de esta investigación se obtuvieron las siguientes conclusiones por objetivos planteados:
19. La Planta de Carbón de la empresa C.V.G ALCASA cuenta con seis (6) sistemas de manejo de materiales necesarios para llevar a cabo el proceso de fabricación de ánodos verdes, dichos sistemas presentan fugas de material principalmente por daños en su estructura, a causa del desgaste producto de la acción abrasiva de los materiales utilizados en el proceso, así como también por otros factores que se mencionan a continuación:
d. Utilización de equipos por encima de su capacidad.
e. Variaciones en el diseño original del sistema de manejo de materiales.
f. Ausencia de protectores laterales en zonas de carga y descarga.
g. Ausencia de dispositivos que regulen el flujo de descarga de material en los silos y tolvas.
h. Deterioro de equipos por uso y cumplimiento de vida útil.
i. Almacenes de materia prima no delimitados para la descarga de la misma.
No existe un parámetro que permita realizar el descarte de los ánodos de una manera objetiva, actualmente se consideran las características físicas superficiales de los ánodos (defectos por atributos) para realizar el descarte, por lo que el porcentaje de rechazo varía según la carga de subjetividad y experiencia del operador de turno.
Los resultados evidencian que del total de ánodos descartados, el porcentaje de rechazo queda distribuida de la siguiente manera:
El 48% presenta defecto por alta porosidad (ánodos porosos).
El 22% presenta defecto por superficie laminada (ánodos laminados), igualmente para ánodos rotos.
El 5% presenta defecto por alto contenido de alquitrán en la mezcla (ánodos alquitranados).
Otros que sobrepasan la altura establecida (ánodos altos), representando el 3% de los descartes.
Entre las causas principales que ocasionan los tipos de defectos en los ánodos, se pueden nombrar:
m. Ánodos Porosos: Este defecto se produce, cuando la granulometría del cabo se encuentra por encima del rango (88 -94).
n. Ánodos Laminados: Este defecto se produce, producto de las descargas intermitentes, debido a la eficiencia de calentamiento de los dos tipos de tecnologías de mezclado (KHD y Patterson) y a las demoras presentes en el proceso.
o. Ánodos Alquitranados: Este defecto se produce, por deficiencia de material fino en la receta, a causa de fugas de material por los equipos y por un mal manejo de la receta, así como también a la descarga de la mezcla sin haber alcanzado la temperatura adecuada (160 ºC).
p. Ánodos Rotos: Existen dos razones principales, por las cuales se producen ánodos rotos. Una a causa del tiempo en piscina y de la temperatura del agua, y otra, a causa del mal manejo realizado por parte de los operadores de montacargas y grúas.
q. Ánodos Altos: (altura mayor de 57 cm) Este defecto se presenta cuando las temperaturas de mezclado superan los 160 ºC, produciendo una mezcla seca, y también a causa de problemas de calibración en la balanza de la vibrocompactadora.
Los tiempos de las distintas etapas del proceso, son los siguientes:
Traslado de la Materia Prima de los Silos (12, 13, 14, 15 y 16) a la Balanza S17, para 3100 Kg 5:03 (min:seg) y para 2200Kg 3:22 (min:seg).
Traslado de la Materia Prima de la Balanza S17 a la Tolva de Retención, para 3100 Kg 0:48 (min:seg) y para 2200Kg 0:28 (min:seg).
Traslado de la Materia Prima de la Tolva de Retención a las Mezcladoras KHD y Patterson,
Mezclado de la materia Prima (Mezcladoras KHD y Patterson),
Traslado de las Mezclas, desde las mezcladoras a la Balanza de la Vibrocompactadora KHD,
Vibrado de la Mezcla (Conformación del bloque anódico, Vibrocompactadora KHD), 57,47 segundos.
Enfriamiento del Ánodo (Piscina), 61:40 (min:seg).
Traslado del Ánodo de la zona de enfriamiento a la zona de almacenaje, utilizando grúa 5:30 (min:seg) y se trasladan tres (3) ánodos al mismo tiempo, y utilizando montacargas 3:42(min:seg) trasladándose dos (2) ánodos al mismo tiempo.
El tiempo del proceso más corto es de 2:07 :41, para una carga de 3100Kg, utilizando la mezcladora Nº3, y para una carga de 2200 Kg es de 2:08:59, utilizando la mezcladora Nº 5.
El tiempo del proceso más largo es de 2:50:18, para una carga de 3100Kg, utilizando la mezcladora Nº9, y para una carga de 2200 Kg es de 2:54:18, utilizando la mezcladora Nº 8 .
Durante el estudio se observaron demoras en el proceso, a continuación se mencionan las más representativas:
Fallas en los equipos el sistema (demora evitable), representando el 29.49% del tiempo total por demoras.
Fallas en la Vibrocompactadora KHD, representando el 24.82% del tiempo total por demoras.
Falta de alguna Materia Prima en el proceso, representando el 15.01% del tiempo total por demoras.
Fallas en las Mezcladoras, representando el 13.58% del tiempo total por demoras.
Fallas en el Conveyor Aéreo, representando el 11.54% del tiempo total por demoras.
Falta de Formaletas, representando el 5.55% del tiempo total por demoras.
Actualmente, la Planta de Molienda y Compactación cuenta con nueve (9) mezcladoras en servicio de las diez (10) que posee, ya que la mezcladora Nº 2 está en espera de reparaciones mayores.
Dentro del proceso productivo de ánodos, se pueden mencionar tres equipos como equipos críticos del sistema, ya que de ellos depende principalmente el buen desempeño del proceso y los niveles de producción como tal, estos son: las Mezcladoras, la Vibrocompactadora KHD y El Conveyor Aérero.
En función de los resultados y conclusiones que se obtuvieron de la presente investigación, se recomiendan las siguientes acciones:
Realizar las siguientes adaptaciones y mejoras en los sistemas de manejo de materiales del proceso de fabricación de ánodos:
d. Realizar reparaciones mayores al Elevador M1-13, o considerar la adquisición de un equipo nuevo.
e. Evaluar los cambios realizados en los diseños originales de los sistemas de manejo de materiales y de ser necesario considerar el rediseño de los mismos, tal es el caso del sistema de descarga en el Molino Doble Rodillo (Sistema Desechos Verdes) y de las Tolvas S-23 y S-24 (Sistema de Coque).
f. Considerar, la instalación de un Alimentador Vibratorio en las tolvas S-23 y S-24 del Sistema de Coque.
g. Instalar Compuertas o Válvulas tipo cortina en la descarga de los silos, que regulen el flujo de la salida del material.
h. Considerar, la instalación de Camas de Impacto en la correa M3-9, específicamente en las áreas donde descargan las mezclas las correas M3-8 y M3-5.
i. Colocar Guarderas Laterales (protectores laterales) resistentes al desgaste, en las zonas de carga y descarga de las correas transportadoras.
j. Los bajantes, conductos y protectores laterales que se instalen en planta, deben estar elaborados de materiales resistentes al desgaste y a impactos, tales como: Acero al carbono (resistentes al desgaste por impacto) y Hierros Blancos al Cromo-Níquel (con elevada aleación de cromo).
k. Desincorporar conductos con avanzado estado de desgaste en su estructura e instalar nuevos, tal es el caso del tubo que transporta la sobremedida del Cabo de la Cernidora CV3 a la Trituradora de Cono.
Realizar un Balance de Masa al proceso de fabricación de ánodos, que permita cuantificar la materia prima que realmente se está perdiendo antes, durante y después del proceso.
Realizar un estudio que permita caracterizar los ánodos a descartar de una forma más objetiva, que no dependa solo por parámetro referidos a los atributos.
Considerar los siguientes aspectos, para disminuir los factores que ocasionan el descarte de los ánodos:
Cuidar los parámetros que controlan la granulometría del agregado seco, principalmente la del cabo.
Cuidar que la temperatura de descarga de las mezclas no sea mayor ni menor de los 160 ºC.
Garantizar que las descargas de mezcla sean continuas y no intermitentes, por lo que hay que considerar la puesta en servicio de la mezcladora Nº2 marca PATTERSON.
Revisar las proporciones de materia prima de cada receta, tanto del agregado seco como del aglutinante (alquitrán).
Garantizar el buen funcionamiento de la bomba de recirculación del agua de la piscina.
Concientizar a los operadores de grúa y montacargas, en cuanto a la importancia del manejo adecuado de los carbones durante su almacenamiento.
Diseñar un sistema de descarga en la salida de la tolva de la vibrocompactadora (Aspa Giratoria), que distribuya uniformemente la mezcla dentro del molde de la misma.
Considerar las siguientes propuestas para mejorar los tiempos de producción:
Elaborar un plan de inspección para cada uno de los sistemas de manejo de materiales, que garantice el funcionamiento adecuado de los mismos y se eviten paradas imprevistas que demoran el proceso productivo por intervenciones de tipo correctivas a estructuras y equipos.
Diseñar un plan de mantenimiento preventivo, para los equipos críticos del proceso, que de respuesta al porcentaje actual de fallas y permita mantener la disponibilidad acorde con la demanda de uso.
Considerar la repotenciación de los siguientes equipos, ya que, de acuerdo a estudios económicos realizados por la empresa, la adquisición de estos totalmente nuevos (Vibrocompactadora y Mezcladoras) arroja una inversión que actualmente la empresa no está en capacidad de sostener:
Conveyor Aéreo (riel, cadena motriz, eslabones y uñas de arrastre de la cadena).
Vibrocompactadora (molde, muñones, grapas, etc.)
Mezcladoras (Sistema de calentamiento y de mezclado, estructura) y dejar operativa la mezcladora Nº2 marca Patterson.
Formaletas.
DE NARVAEZ ROJAS, Rosa. Orientaciones prácticas para la elaboración de informes de investigación. Segunda Edición. Ediciones UNEXPO, Puerto Ordaz 1997.
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SCHONBERGER, Richard J. Manufactura de Categoría Mundial. Aplicación de las últimas técnicas para optimizar la producción. Editorial Norma. Colombia 1986
www.grupokoneco.com. Espacialistas en Sistemas de Manejo de Materiales.
www.ingemerca.com. Empresa especializada en Dispositivos de Accionamientos.
www.vulcanizadosruiz.com. Especialistas en Bandas transportadoras y Equipos para transportes de materia prima.
Autor:
Tutor Académico Ing. Iván Turmero.
Tutor Industrial Ing. Carlos Orjuela.
Reyes A., Maria C. (2004). que se lleva a cabo en la planta de Molienda y Compactación de la empresa C.V.G ALCASA. Trabajo de Grado. Departamento de Ingeniería Industrial. Vice Rectorado Puerto Ordaz. UNEXPO.
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