Evaluación de la cadena número dos (2) del sistema de transporte de bobinas del laminador en caliente

RESUMEN.

El presente trabajo de investigación contiene el estudio realizado en la Empresa Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro (SIDOR), la cual tuvo como objetivo general Evaluar la situación actual de la cadena número dos (2) del sistema de transporte de bobinas del laminador en caliente de la Siderúrgica del Orinoco "Alfredo Maneiro" (SIDOR). Matanzas – Estado Bolívar; en el cual se utilizó una metodología de investigación de tipo documental, ya que, toda la información puede considerarse parte fundamental en la investigación, de campo no experimental, dado que la información se obtuvo de forma directa del lugar de la investigación y se describieron tal como ocurrieron en las condiciones normales. Una vez analizada la situación actual se propuso el plan de acción para minimizar y controlar las demoras operativas y mecánicas, debido a que se facilitará la distribución de las actividades y optimización del tiempo de operación.

Palabras Claves: Mantenimiento, Cadena, Fallas, Laminación, Rodamiento.

INTRODUCCIÓN.

La Siderúrgica de Orinoco "Alfredo Maneiro" (SIDOR) es una empresa destinada a la fabricación y comercialización de productos del acero para el mercado nacional e internacional. Esta empresa está ubicada geográficamente en la Zona Industrial Matanzas de la ciudad de Puerto Ordaz – Estado Bolívar.

SIDOR C.A. comprende un conjunto de instalaciones dedicadas a la transformación del mineral de hierro en productos de acero mediante una serie de procesos como la peletización y reducción directa del mineral, la aceración y la laminación (Productos planos y largos).

Esta empresa es conformada por veintidós (22) plantas agrupadas en cuatro (4) grandes sectores: Pre-reducidos, acerías, productos planos y largos. Entre las plantas que integran el sector de los productos planos se halla el área de "Laminación en Caliente", la cual está divididas en las siguientes zonas: Patio de recepción de planchones, hornos de recalentamiento, dúo descamador, laminador IV reversible, tren continuo y enrolladores, este últimos es donde se llevó a cabo el trabajo.

Esta investigación se llevó a cabo mediante la implementación de herramientas y técnicas adecuadas para la evaluación y búsqueda de soluciones al problema presentado, por lo que la metodología de investigación que se aplicó fue de tipo descriptiva dado que, se detalló la situación actual permitiendo reunir y especificar las actividades relacionadas con las fallas de la cadena del enrollador, además también se aplicó una investigación de campo y documental pues, se realizó en el lugar donde se presenta el problema obteniendo de forma directa y ordenada la información que es fundamental en la investigación.

La investigación se encuentra estructurada por 6 capítulos, que están distribuidos de la siguiente manera:

· Capítulo I. El Problema, abarca la definición de la problemática actual, los objetivos del trabajo tanto general como específicos, la justificación, alcance y las limitaciones presentadas.

· Capítulo II. Marco de Referencia, consta de la descripción de la empresa, del área donde se llevó a cabo el trabajo de grado y los diversos procesos de gestión.

· Capítulo III. Marco Teórico, se hace referencia a los conceptos y bases teóricas que se usaron para la realización del trabajo.

· Capítulo IV. Marco Metodológico, se presenta el tipo de investigación que se llevó a cabo, la población y muestra del trabajo, así como también se menciona las actividades ejecutadas y, las técnicas e instrumentos de recolección de información.

· Capítulo V. Situación Actual, se presenta el estado en el que se encuentra la compañía con respecto al tema que se va a desarrollar, es decir, con lo que contaba para elaborar el trabajo.

· Capítulo VI. Análisis y resultados, en este capítulo se muestra el diseño de la propuesta hecha en base a los aspectos más relevantes.

· Conclusiones.

· Recomendaciones.

· Bibliografía.

CAPÍTULO I.

EL PROBLEMA

Planteamiento del Problema.

La Siderúrgica del Orinoco "Alfredo Maneiro" (SIDOR) es una empresa dedicada básicamente a procesar mineral de hierro con el objeto de obtener productos de acero semielaborados y elaborados, destinados a satisfacer la demanda del mercado nacional e internacional; dentro de sus instalaciones la Planta de Laminación en Caliente, la cual a su vez comprende las siguientes áreas: Patio de Recepción de Planchones donde se reciben los planchones provenientes de Acería de Colada Continua, Hornos de Recalentamiento en el cual se realiza el calentamiento de los planchones, Dúo Descamador donde se remueve la cascarilla (laminilla) generada por el proceso de recalentamiento de los planchones en el horno, esto se hace mediante la inducción de agua a presión, Laminador IV Reversible donde se ejecutan los primeros pases para la laminación de los planchones, Tren Continuo que como su nombre lo indica es un conjunto de 6 bastidores continuos que transforman la chapa gruesa en una lámina delgada, luego esta pasa al área de enrolladores donde se convierte en bobina.

El área de laminación en caliente se compone de tres (3) enrolladores los cuales se alternan entre sí, para mantener lo más reducida posible la secuencia de las bandas. Las láminas son enrolladas a través de un mandril, el cual es un equipo de funcionamiento electromecánico y que posee a su vez dos (2) rodillos impulsores (superior e inferior) que dirigen la punta de la banda; y dos rodillos presores, cuya función es ayudar al mandril a mantener la cola de la bobina apoyada al final del enrollado.

Dado que el laminado en caliente es un proceso continuo, implica que una pequeña falla en los equipos representa cuantiosas pérdidas, por lo tanto existe la necesidad de una constante inspección que indique el estado en que se encuentran los mismos, y de esta manera elaborar los planes de mantenimiento para su ejecución en el momento adecuado. Ejemplo de ello, son las constantes fallas suscitadas en las cadenas del enrollador la cual genera demoras y pérdidas de tiempo en la producción, por lo que es indispensable realizar una evaluación de estos equipos, para justificar estas pérdidas monetarias.

Objetivo General.

Evaluar la situación actual de la cadena número dos (2) del sistema de transporte de bobinas del laminador en caliente de la Siderúrgica del Orinoco "Alfredo Maneiro" (SIDOR). Matanzas – Estado Bolívar.

Objetivos Específicos.

1. Diagnosticar la situación actual de las fallas presentadas en las cadenas de los enrolladores ubicadas en el área de laminación en caliente de la empresa SIDOR.

2. Recopilar los datos cronológicos arrojados por la cadena del enrollador y los costos asociados en el mantenimiento.

3. Identificar las falla de las cadenas de los enrolladores ubicadas en el área de laminación en caliente de la empresa SIDOR.

4. Determinar las causas que ocasionan las fallas en las cadenas de los enrolladores ubicadas en el área de laminación en caliente de la empresa SIDOR.

5. Especificar los costos asociados al reemplazo de las piezas que fallan en la cadena de los enrolladores ubicada en el área de laminación en caliente de la empresa SIDOR.

Justificación.

La finalidad del estudio permitió verificar la rentabilidad de seguir utilizando el sistema de cadenas del enrollador o reemplazarla por un sistema más sofisticado, lo que ocasionó la obtención de beneficios al área de laminación en caliente y a la Siderúrgica del Orinoco "Alfredo Maneiro" (SIDOR). Matanzas – Estado Bolívar; tales como la disminución del tiempo en demoras por mantenimiento o reparación por fallas de dicha cadena, aumento de la producción u obtención de productos terminado, con el propósito de garantizar la correcta ejecución del proceso productivo.

Limitación.

En el proceso de recopilación de información para llevar a cabo este estudio, no existió limitación alguna, debido a que el personal del área de laminación en caliente prestó toda su colaboración y tiempo para la realización de esta investigación.

Alcance.

La investigación se llevó a cabo en el área de laminación en caliente, específicamente en los enrolladores de la Siderúrgica del Orinoco "Alfredo Maneiro" (SIDOR). Matanzas – Estado Bolívar, cuya finalidad fue la de realizar una evaluación a las cadenas de los enrolladores, para así visualizar las fallas que presentó la misma.

CAPÍTULO II

GENERALIDADES DE LA EMPRESA.

Reseña histórica de la empresa.

La historia del hierro y por ende de la empresa SIDOR, C.A. comenzó en el año 1926 cuando se descubrió los primeros yacimientos de mineral de hierro en la región de Guayana, pero es hasta el año de 1950 cuando se comienza a hablar de la transformación del mineral de hierro en acero en Venezuela con la instalación y puesta en marcha de una planta siderúrgica en Antímano, Caracas (SIVENSA). Pero es hasta el año de 1953, cuando el Gobierno Venezolano decide construir una planta siderúrgica en la región Guayana, y se inician los estudios y planes de ejecución del proyecto siderúrgico.

En 1955, el Gobierno Venezolano suscribe un contrato con la compañía Italiana INNOCENTI, para la construcción de una planta siderúrgica. Tal construcción se inició en el año de 1957 ubicada en Matanzas.

Se crea la Corporación Venezolana de Guayana en 1960, y se le asigna la función de supervisar la construcción de la planta siderúrgica.

En 1964, se crea la empresa CVG Siderúrgica del Orinoco, C.A. (SIDOR), y se le confía la operación de la planta existente.

En 1974, dadas las buenas condiciones económicas del país se inicia la ampliación de SIDOR, con el denominado PLAN IV.

Dos grandes avances importantes estuvieron representados por el inicio de las construcciones de las plantas de reducción directa MIDREX y HyL, contratadas por consorcios alemanes y mexicanos respectivamente. El 18 de Enero de 1977, se inician las operaciones de la planta de reducción directa MIDREX I y el 26 de Febrero de 1979, se pone en marcha la planta MIDREX II.

Con la puesta en marcha del complejo de reducción directa (MIDREX I y II, H y L I y II), la acería eléctrica, la colada continua de palanquillas y los laminadores de barras y alambrón, se concluyen importantes logros de esta etapa cronológica.

En Diciembre de 1994, el Consejo de Ministros aprueba el inicio de privatización de las Empresas Básicas, entre ellas SIDOR y finalmente en Marzo de 1995 el congreso de la República autoriza el Proceso de Privatización.

En 1997, el Gobierno Venezolano logra privatizar SIDOR, después de cumplir un proceso de licitación pública ganado por el consorcio Amazonia Holding, constituido por cinco de las empresas más importantes de América Latina en el área de producción de acero.

En el 2001, se inauguran tres nuevos hornos en el área de acería de planchones y se concluye el proyecto de automatización del laminador en caliente con una inversión de 123 millones de dólares.

Para el año 2005, la empresa deja de llamarse Siderúrgica del Orinoco, para llamarse SIDOR C.A.

Para el año 2006, la empresa deja de llamarse SIDOR C.A, para denominarse TERNIUM SIDOR C.A.

En Abril de 2008 el Estado Venezolano toma el control total de las operaciones de la siderúrgica, la nueva distribución accionaria será de 70% para el Estado Venezolano, 20% para los trabajadores, y 10% permanece en manos de Techint.

En la actualidad SIDOR es una empresa del Estado Venezolano, que tiene como objetivo mejorar la tecnología de la empresa y crear nuevas fuentes de trabajo, aumentado así la producción, además desarrolla programas de adiestramiento y capacitación a cada uno de sus trabajadores.

Descripción General de la Empresa.

La Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro C.A (SIDOR), es una empresa dedicada al trabajo y a procesar mineral de hierro para obtener productos de acero destinados al mercado nacional e internacional. Su capacidad instalada de producción es de seis millones seiscientas mil toneladas métricas de acero crudo al año. La fuerza laboral está integrada por más de 25.000 trabajadores; entre supervisores, técnicos, artesanos y obreros, quienes cumplen turnos de trabajo las 24 horas del día, todos los días del año, el desarrollo de esa empresa permite el aprovechamiento de los recursos naturales y da inicio a la cadena de transformaciones de la materia prima, como mineral principal el hierro en productos terminados y semi- terminados, al mismo tiempo que proporciona el desarrollo económico al país.

SIDOR C.A, elabora más de 1.500 productos siderúrgicos en sus instalaciones, que ocupan 2.838 hectáreas, tiene una red ferroviaria de 155 Km de extensión, además de 74 km en carreteras pavimentadas en el área industrial, la materia prima es llevada a la planta por vía férrea, que comprende una extensión de 132 Km. Para convertir el mineral de hierro en productos semi-elaborados o elaborados de acero, SIDOR C.A, desarrolla dos grandes procesos: los primarios que tienen la finalidad de darle al mineral de hierro características que lo convertirán en hacer de buena calidad y los procesos de fabricación, cuyo objetivo es darle al hacer las dimensiones y formas físicas requeridas.

SIDOR C.A, es un complejo siderúrgico integrado, desde la fabricación de pellas hasta productos finales largos (barras y alambrón) y planos (láminas en caliente, láminas en frío y recubiertos), ver figura 1 – productos utilizando tecnología de reducción directa – hornos de arcos eléctricos y colada continua.

Figura 1. Productos de SIDOR.

Fuente: Intranet – SIDOR.

Ubicación Geográfica.

La ubicación de la empresa responde principalmente a razones económicas y geográficas: la proximidad de los yacimientos de mineral de hierro y de las fuentes energéticas, así como la facilidad de acceso a los mercados mundiales a través del canal de navegación del Río Orinoco.

La planta industrial SIDOR C.A, está ubicada en Venezuela, específicamente en el estado Bolívar, dentro del perímetro urbano de Ciudad Guayana, en la Zona Industrial Matanzas, sobre la margen derecha del Río Orinoco, a 27 Km de su confluencia con el Río Caroní y a 300 Km de la desembocadura del Río en el Océano Atlántico (ver Figura 2).

Figura 2. Ubicación Geográfica de SIDOR.

Fuente: Intranet – SIDOR.

Está conectada con el resto del país por vía terrestre y por vía fluvial marítima con el resto del mundo. Ocupa una extensión de 2838 hectáreas, de las cuales 87 son techadas. Además, tiene una amplia red de carreteras pavimentadas dentro del área industrial de 74 Km, 155 Km de vías férreas y acceso al mar por vía fluvial a través del Río Orinoco, para lo cual cuenta con un terminal portuario de 1.038 m, con una capacidad para atracar simultáneamente seis barcos de 20.000 toneladas cada uno.

SIDOR C.A, se abastece de la energía eléctrica generada por EDELCA (Electrificación del Caroní C.A) en las represas de Macagua y Guri, ubicadas sobre el Río Caroní. Utiliza el gas natural proveniente de los campos petroleros del Oriente Venezolano, y aprovecha el mineral de hierro procedente de las minas del Cerro San Isidro, el cerro Bolívar y el Cerro El Pao, ubicadas en la región de Guayana.

Misión de la Empresa.

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, comprometido en la utilización racional de los recursos naturales disponibles; para generar desarrollo social y bienestar a los trabajadores, a los clientes y a la Nación.

Visión de la Empresa.

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, a los fines de alcanzar la soberanía productiva y el desarrollo sustentable del país.

Política de Calidad.

· Aumento de la productividad mediante una mayor participación de los trabajadores y trabajadoras en la gestión de la empresa; adopción de normas de calidad; utilización óptima de los recursos disponibles y desarrollo de nuevos productos de acero que generen ventajas competitivas.

· Direccionalidad de las inversiones hacia el incremento de la productividad, en un ambiente seguro.

· Política de comercialización que considere, a futuro, contratos a largo plazo con empresas nacionales y extranjeras; para consolidar el posicionamiento del producto SIDOR en el Mercado nacional e internacional, asegurándole a los clientes el suministro de acero oportuno y confiable en el tiempo.

· Fortalecimiento y promoción del sector transformador nacional como base de la agregación de valor para el desarrollo endógeno; así como el mejoramiento de la red de distribución y comercialización del acero.

· Creación y fortalecimiento de mecanismos institucionales que privilegien la participación popular, impulsando la creación y el desarrollo de pequeñas empresas y redes de economía social.

· Incentivo del modelo de producción y consumo ambiental sustentable, con énfasis en la reducción del impacto ambiental y cumplimientos de las normativas ambientales.

· Formación técnico-político-ideológica para el impulso del Nuevo modelo de relaciones socio-productivas en el marco de una visión socialista; así como el conocimiento y capacitación dentro de la industria del acero y de materiales, ampliando la infraestructura tecnológica de los centros de investigación como instrumentos de desarrollo de la industria nacional.

Principios y valores.

· Humanismo.

· Patriotismo.

· Ética Socialista.

· Disciplina.

· Eficiencia.

· Lealtad.

· Excelencia.

· Visión colectiva.

· Solidaridad.

· Honestidad.

SIDOR como instalación.

SIDOR se extiende sobre un área de 2.800 hectáreas, cuenta con una amplia red de comunicaciones de 74 Km de carreteras pavimentadas, 132 Km de vías férreas y acceso al mar por un terminal portuario con capacidad para atracar simultáneamente 6 barcos de 20.000 toneladas cada uno. Además de contar con edificaciones en las cuales se desarrollan las áreas administrativas y de soporte al personal, tales como edificios administrativos, comedores, servicio médico, talleres centrales, entre otros; cuenta con las siguientes instalaciones productivas.

Instalaciones principales:

Ø Planta de Pellas.

Ø Planta de Cal.

Ø Planta de Reducción Directa (MIDREX I – II, H y L II).

Ø Planta de Briquetas.

Ø Acería y Colada Continua de Planchones.

Ø Acería y Colada Continua de Palanquilla.

Ø Laminación en Caliente.

Ø Laminación en Frío.

Ø Tren de Barras y Alambrón.

Ø Planta de Chatarras.

Ø Sistema de Recirculación de Aguas.

Ø Sistema de Vapor.

Ø Sistema de Control Ambiental.

Ø Planta de separación de Aire.

Proceso Productivo.

El proceso productivo de SIDOR se explica en forma general de la siguiente manera (ver figura 3).

Figura 3. Proceso Productivo de SIDOR.

Fuente: Intranet – SIDOR.

El proceso productivo de SIDOR se divide en tres sistemas de producción los cuales son:

Ø Sistema de Reducción.

Ø Sistema de Productos Planos.

Ø Sistema de Productos Largos.

Dentro del Sistema de Productos Planos se encuentra el área de laminación en Caliente, en el cual se desarrolló este trabajo.

Planta de laminación en Caliente.

El Laminador en Caliente es una planta en la cual se producen bobinas de acero aplicando un proceso de laminación semicontinua a temperaturas por encima del punto de recristalización del material (por encima de 1.000 °C). Esta planta se divide en las siguientes áreas:

Ø Patio de Recepción de Planchones: Es aquí donde se reciben los planchones provenientes de Acería de Colada Continua, los cuales llegan por vía férrea y son descargados de las plataformas del tren mediante grúas – puente. Desde esta área se realiza la carga de los planchones hacia la vía de rodillos que a su vez, los transporta hacia la mesa de transferencia, para movilizarlos a la vía de rodillos que se encuentra frente a los hornos, para finalmente introducirlos en ellos por medio de vigas galopantes.

Ø Hornos de Recalentamiento: Aquí se procede a calentar los planchones, su principio de funcionamiento se basa en una mezcla de gas – aire; cada horno posee diez (10) guías de las cuales seis (6) son fijas y cuatro (4) móviles, posee una longitud de 32 metros y 13 metro de ancho, está conformado por tres (3) zonas:

· Zona de Pre – calentamiento (1.100 °C aproximadamente).

· Zona de Calentamiento (1.250 °C aproximadamente).

· Zona de Igualación (1.200 – 1.250 °C aproximadamente).

Ø Dúo Descamador: Es una máquina constituida por dos cilindros horizontales, los cuales al ejercer presión sobre la superficie del planchón que proviene del horno de recalentamiento, fractura la capa de óxido formada en el mismo debido a la alta temperatura en el que se encuentra el material. Posteriormente esta capa es desprendida de la superficie del planchón por un sistema de agua a presión (140 / ) que se encuentra ubicada en la entrada y salida del mismo.

Es importante que la capa de óxido sea completamente retirada de la superficie del material, ya que de lo contrario durante el proceso de laminación el óxido es forzado a penetrar el material, lo cual generaría defectos en la superficie de la banda.

Ø Laminador IV Reversible: Una vez que el planchón ha sido descamado, continúa por vía de rodillos hasta el Tren Laminador IV Reversible. Este posee cuatro cilindros, dos de trabajo y dos de apoyo, los cuales reducen el planchón en cada pasada con movimientos de avance y comprimen ambos lados del planchón en las pasadas impares, para garantizar el ancho a lo largo de toda la pieza. El Tren IV Reversible posee un solo bastidor cuyos cilindros de trabajo van acoplados a los motores, mientras que los cilindros de apoyo que se encuentran en contacto con los cilindros de trabajo, giran por el efecto de arrastre. La abertura entre los cilindros de trabajo se fijan mediante los husillos, los cuales son accionados electromecánicamente. Los cilindros de trabajo y apoyo son enfriados por medio de un sistema de agua que posee una presión de 10 / .

Ø Laminador Continuo: Está formado por seis (6) bastidores colocados secuencialmente, de manera que el material pase progresivamente a través de ellos. En cada bastidor el material sufre una reducción de espesor diferente y decreciente. El desbasta entra al laminador continuo con una temperatura de 900 °C a 1.050 °C y sale con una temperatura aproximada de 850 °C, dependiendo del tipo de acero; de ahí pasa por un sistema de regaderas (Sistema de Enfriamiento Laminar), para obtener la temperatura de enrollado, que garantiza ciertas propiedades mecánicas.

Ø Enrolladores: En los enrolladores se bobina la banda ancha, acabada de laminar y refrigerada a la temperatura necesaria, en rollos. El diámetro máximo de un rollo es de 2.000 mm, el peso máximo es de 30 toneladas el diámetro interior del rollo es de 760 mm. La sección de bobinado se compone de tres (3) enrolladores instalados bajo el suelo, los cuales disponen de una capacidad de veintiún (21) toneladas, con dimensiones de 1.800 mm de diámetro máximo, ancho máximo de 1.270 mm y espesor máximo de 12,8 mm. Estas bandas son bobinadas a través de un mandril encargado de enrollar la banda. Es un equipo de funcionamiento electromecánico y posee a su vez dos (2) rodillos impulsores (superior e inferior) que dirigen la punta de la banda y dos (2) rodillos presionadores, cuya función es ayudar al mandril a mantener la cola de la bobina apoyada al final del enrollador.

Ø Patio de Bobinas: Por un sistema de cadenas las bandas son transportadas hasta el patio de bobinas, donde son distribuidas por grúas – puente. Aquí las bandas finalizan su etapa de enfriamiento. Del patio pueden ser despachadas o enviadas a las líneas de Corte y Tajado.

Descripción del Proceso de Laminación en Caliente.

Inicialmente el planchón proveniente de las acerías entra a los hornos de recalentamientos y se llevan las temperaturas que están entre 1.100 y 1.200 °C, luego pasa por el área del IV Reversible, el cual como su nombre lo indica representa un bastidor de laminación cuyo proceso es en ambos sentidos, con lo cual se logra que el planchón pase por el bastidor cinco (5) veces, logrando una reducción del espesor del material de un valor inicial que está entre 175 y 200 mm hasta un valor final o de entrega que oscila entre 24 y 30 mm, además se regula el ancho final de la banda el cual puede variar entre 760 y 1.200 mm; luego la banda pasa por el área del tren continuo donde se reduce aún más el espesor del material hasta alcanzar valores entre 1,8 y 12 mm.

Por último la banda con las dimensiones finales entra al área de enrolladores donde se forman las bobinas de acero las cuales pueden derivarse directamente al cliente como producto final o a la planta de laminación en frío como producto de proceso. En la figura 4 se logra apreciar un esquema del proceso productivo del laminador en caliente.

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