Impacto de alúmina en productividad de discos peletizadores

Resumen

La presente investigación consiste en un Análisis del Porcentaje de Alúmina las variables de control que intervienen en el proceso de peletización en Planta de Pellas SIDOR, a fin de garantizar la calidad de la pella a pesar de las variaciones en la materia prima estableciendo los parámetros bajo los cuales debe ser procesada. El procedimiento consistió en una investigación aplicada de tipo descriptiva no experimental de campo. Para cumplir con el objetivo general del presente trabajo se analizó el flujo de información de la planta, se establecieron los parámetros que influyen en la calidad de los procesos que se llevan a cabo en la fabricación de pellas, se utilizó la data comprendida entre los años 2006-2008 para realizar los histogramas de frecuencia a fin de verificar si las variables estaban dentro de los limites de especificación, luego se determino la influencia de los parámetros de operación en las variables de calidad por medio del paquete estadístico Statgraphics, y por último se elaboraron modelos estadísticos que determinan los rangos operativos para la obtención de resultados favorables en la calidad de la planta.

Palabras Claves: Variables, Peletización, Proceso, Modelo estadístico, Pellas, Calidad.

Introducción

Todos los procesos necesitan de actividades que permitan controlar sus variables operacionales, ya que de ellas depende la productividad de la planta y por ende de la empresa, la cual tiene como función la fabricación de productos siderúrgicos destinados al mercado doméstico y de exportación.

El objetivo principal de planta de pellas, consiste en la transformación del mineral de hierro proveniente de FMO, en un aglomerado de forma esférica (pellas) con características físicas-químicas y granulométricas específicas, el cual es usado como materia prima en los procesos de reducción. Y todos estos procesos deben ser analizados a fin de determinar sus variables para controlarlas mediante técnicas estadística.

La importancia de realizar este análisis estadístico radica en la necesidad existente de establecer un rango donde el impacto del porcentaje del contenido de la Alúmina en el Mineral de Hierro, influye en la productividad de los Disco peletizadores, tomando como base el comportamiento estadístico de las mismas, siendo el análisis del Mineral de la Tolva y Mineral Molido, ya que determina tanto el comportamiento de las propiedades así como también su influencia sobre el proceso.

En este estudio se aplicará un diseño de investigación del tipo descriptiva, no experimental de campo, la población estará representada por todas las operaciones que conforman las etapas de Preparación y Molienda, Peletizacion y la muestra está representada por las operaciones de la etapa de Peletizacion y a la misma se le practicará las siguientes técnicas de recolección de datos: revisión bibliográfica, entrevistas no estructuradas y observación directa, las cuales permitieron obtener los resultados para la realización de la investigación.

A través de este informe se presenta el resultado de la investigación realizada en los siguientes capítulos. En el capítulo I: se expone el problema objeto de investigación. En el capítulo II: se detallan los aspectos referidos a los antecedentes de la empresa. En el capítulo III: se presentan las bases teóricas y definición de términos básicos concernientes a la investigación también se presenta el diseño metodológico que fue seguido para realizar el estudio. En el capitulo V: presenta la situación actual del proceso de fabricación de pellas y se exponen los resultados de la evaluación realizada. Finalmente, se presentan las conclusiones, recomendaciones y referencias.

CAPITULO I

El problema

En el presente capitulo se desarrollan tópicos concernientes al problema da origen a la investigación, entre los cuales se destacan: Planteamiento del problema, justificación o importancia, y delimitación o alcance; incluyendo también la definición del objetivo general y los objetivos específico.

Planteamiento del problema.

La Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro C.A (SIDOR), es una empresa creada por el Estado Venezolano, es una organización pública que se dedica a la fabricación del Acero para compensar en cantidad, variedad y calidad, las necesidades de los principales sectores de la economía nacional e internacional, cuyos procesos se inician con la fabricación de pellas y culminan con la entrega de productos finales largos (Barras y Alambrón) y planos (Láminas en Caliente, Láminas en Frío y Recubiertos), mediante la utilización de tecnologías de Reducción Directa y Hornos Eléctricos de Arco. Ésta tiene como compromiso satisfacer los requisitos de sus clientes, mediante el mejoramiento continuo de la eficacia del sistema de gestión de calidad.

Planta de pellas pertenece a la gerencia de prerreducidos. Esta planta, representa la primera fase del proceso de producción de SIDOR, en la que se lleva a cabo la fabricación de pellas mediante 4 procesos, los cuales son: Recepción del mineral de hierro, Preparación y Molienda, Peletizacion y Piroconsolidación

Esta planta está conformada por dos líneas de producción (Línea A y B), cuenta con una capacidad instalada de 6.600.000T/año y un consumo promedio 20.000T/día de mineral. La pella producida en la actualidad es denominada PS10, la cual es empleada tanto para consumo interno como para su comercialización en el mercado regional e internacional. Las pellas fabricadas son caracterizadas para la verificación de las especificaciones establecidas según su destino, teniendo que reunir ciertas características metalúrgicas, químicas, y físicas, con la finalidad de garantizar su calidad y máximo aprovechamiento en los procesos posteriores.

El objetivo principal de planta de pellas, consiste en la transformación del mineral de hierro proveniente de FMO, en un aglomerado de forma esférica (pellas) con características físicas-químicas y granulométricas específicas, el cual es usado como materia prima en los procesos de reducción. Todo esto se hace con el propósito de satisfacer las necesidades de los clientes internos y externos en términos de calidad, disponibilidad y producción, se lleva un control en las etapas y calidad en el producto obtenido.

En este sentido, Planta de Pellas en su interés por seguir mejorando el desempeño de sus funciones ha venido desplegando una serie de estrategias que permitirán lograr el éxito en la ejecución de sus tareas.

En los últimos años el mineral suministrado por FMO ha presentado una notable variabilidad en su composición química. Esto, se ve reflejado en la disminución del tenor de hierro encontrado en el mineral y el aumento significativo de la ganga (Alúmina, Sílice, Fósforo); Por lo que se ha generado, una serie de inconvenientes en el proceso de peletizacion, originando una considerable variación en los parámetros operativos y de procesos y en consecuencia provocando una disminución en la calidad del producto final.

Por lo antes expuesto, la gerencia de planta de pellas, ha considerado importante desarrollar el análisis del porcentaje de la alúmina en el mineral que permita analizar la problemática y establecer estrategias que garanticen la ejecución de la productividad de los disco peletizadores; por ello, se plantea el análisis del contenido de la alúmina del Mineral de hierro en la Productividad de los Disco Peletizadores (Línea B),que permita identificar y evaluar las desviaciones existente, con la finalidad de incrementar la calidad de la pella elaborada en la Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro (SIDOR).

El análisis de las variables de control realizado al proceso de peletizacion, constituye una parte fundamental en la evolución, mejoramiento y calidad del producto final ya que permite evaluar la eficiencia y eficacia de estas a la hora de actuar en el proceso y por consiguiente establecer y garantizar el camino a seguir por las unidades que conforman Planta de Pellas para lograr un mejor desenvolvimiento en el área de trabajo y por consiguiente la respectiva ejecución de los planes establecidos.

Objetivos de la investigación.

Objetivo general:

Determinar la influencia del contenido de la alúmina en la productividad de los Disco Peletizadores (Línea B) Planta de Pellas de la Empresa Siderúrgica Del Orinoco Alfredo Maneiro.

Objetivos específicos:

• Describir la situación actual del proceso de peletización.

• Establecer la Comparación estadística del contenido de alúmina del Mineral Tolva y Mineral Molido.

• Estudiar la influencia de la alúmina en el Comportamiento de los atributos de las pellas verdes.

• Determinar cuantitativamente la influencia del contenido de la Alúmina del mineral en la Productividad de los discos Peletizadores.

• Evaluar los resultados obtenidos de la influencia de la productividad de los disco peletizadores y sus atributos.

Justificación o Importancia:

La importancia del análisis del porcentaje de Alúmina en el mineral de hierro en el proceso de peletización, radica en la necesidad existente en la planta de pellas de analizar la problemática y establecer estrategias que garanticen la ejecución del mismo. Por ello, se plantea estudiar la influencia de esta variable en el comportamiento de los atributos de las pellas verdes, teniendo como objetivo identificar y evaluar las desviaciones existentes, todo esto con la finalidad de incrementar la característica de la pella, es decir, garantizar que esta cuente con las propiedades estándar de calidad necesarias y así poseer las características requeridas para los procesos subsiguientes de la siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro (SIDOR):

En este sentido, se hace necesario contar con el análisis de los atributos que le permita evaluar de manera fácil, rápida y eficiente la información Pertinente.

Gracias a este estudio, es posible hacer mejoras en diversas etapas y así incrementar el nivel de calidad de los productos además Sidor podrá aumentar su productividad, sus clientes, captar nuevos sectores y por ende cumplir con sus exigencias.

Delimitación o Alcance:

El alcance de esta investigación tiene como objetivo primordial "Determinar la influencia del contenido de la alúmina del mineral en la productividad de los Discos Peletizadores (Línea B)",Planta de Pellas ejecutándose en la Gerencia de Materias Primas y Peletización la cual está conformada por dos líneas de producción (Línea A y B). El presente informe se llevará a cabo durante el período desde el 7 Septiembre hasta el 27 Diciembre del 2011. Con una duración de 16 semanas.

CAPITULO II.

Marco de referencia

En el siguiente capítulo, se desarrolla la reseña histórica de la empresa, exponiendo adicionalmente su visión, misión, objetivos y su estructura organizativa entre otros aspectos de gran importancia.

Descripción De La Empresa Siderúrgica del Orinoco Alfredo Maneiro.

La empresa se encuentra ubicada en la Zona Industrial Matanzas, Ciudad Guayana, Estado Bolívar, sobre la margen derecha del Río Orinoco, a 17 kilómetros de su confluencia con el Río Caroní y a 300 kilómetros de la desembocadura del Río Orinoco en el Océano Atlántico. Está conectada con el resto del país por vía terrestre, y por vía fluvial – marítima con el resto del mundo. Se abastece de energía eléctrica generada en las represas de Macagua y Gurí, ubicadas sobre el Río Caroní, así como de gas natural, proveniente de los campos petroleros del Oriente Venezolano. Sus instalaciones se extienden sobre una superficie de 2.800 hectáreas, de las cuales 87 son techadas.

SIDOR ubica a Venezuela en el cuarto lugar como productor de acero integrado de América Latina y el principal de la Comunidad Andina de Naciones. SIDOR ha logrado colocar su nivel de producción en torno a 4 millones de toneladas por año, con indicadores de productividad, rendimiento

total de calidad, oportunidad en las entregas y satisfacción de sus clientes, comparables con las empresas más competitivas de Latinoamérica.

Figura 1 SIDOR en el mapa de Venezuela.

Fuente: http://www.monografias.com/trabajos61/sidor-siderurgica-orinoco/sidor-siderurgica-orinoco.

Datos Relevantes de la Empresa

Figura 2 Datos relevantes.

Fuente: http://www.monografias.com/trabajos83/diseno-del-modelo-gestion-costos-departamento-transporte-sidor/diseno-del-modelo-gestion-costos-departamento-transporte-sidor2.

Leyenda:

• 1. Edificio Administrativo I.

• 2. Centro de investigaciones.

• 3. Edificio administrativo.

• 4. Salud ocupacional.

• 5. Edificio de bomberos.

• 6. Edificio de recursos humanos.

• 7. Centro de control.

• 8. Acería de palanquillas.

• 9. Acería de planchones.

• 10. Planta de chatarra.

• 11. Planta de cribado.

• 12. Barras y alambrón.

• 13. Almacén de productos químicos.

• 14. Equipo móvil.

• 15. Centro Otto Rivero Suárez.

• 16. Planos en frío.

• 17. Planos recubiertos.

• 18. Planos en caliente.

• 19. Almacén.

• 20. Almacén general.

• 21. Taller central.

• 22. Planta de oxígeno.

• 23. Midrex I.

• 24. Planta de cal.

• 25. Muelle.

• 26. Estación de bombero Orinoco.

• 27. Laguna de manantiales.

• 28. Planta de tratamiento de aguas negras.

Objetivos específicos de la empresa.

• Optimizar la producción en función de las exigencias del consumidor en cuanto a volumen, calidad. Etc.

• Optimizar los beneficios de la empresa, mediante la venta de sus productos, cumpliendo con los requisitos del mercado.

• Alcanzar una estructura financiera optima tomando en cuenta las necesidades, políticas y condiciones financieras del país.

• Administrar y gerencial conforme a una estructura administrativa adecuada el logro de la misión de la empresa.

Reseña Histórica

La Siderúrgica del Orinoco "Alfredo Maneiro" o SIDOR C.A, es un complejo siderúrgico venezolano, fundado durante el gobierno de Marcos Pérez Jiménez y ubicado cerca de la ciudad de Puerto Ordaz, para la producción de acero.

La creación de la Siderúrgica del Orinoco, C.A. se remonta hacia los años de 1926 y 1947 con el descubrimiento de los yacimientos de mineral de hierro en los cerros El Pao y Bolívar, respectivamente.

Misión de Sidor.

Ofrecer de manera eficiente obras y servicios que promuevan, en el ámbito mundial, la competitividad integral del sector siderúrgico de Guayana. El sector empresarial vinculado al sector siderúrgico de Ciudad Guayana, mantendrá una constante búsqueda de la excelencia, que le permita atender de manera competitiva las necesidades de servicios y bienes del sector, de forma similar a los mejores sectores siderúrgicos del mundo.

Visión de Sidor.

SIDOR tendrá estándares de competitividad similares a los productores de acero más eficientes y estará ubicada entre las mejores siderúrgicas del mundo.

Estructura organizativa de la empresa.

SIDOR presenta una estructura organizacional de tipo funcional, lo que garantiza al máximo la utilización de las habilidades técnicas del recurso humano, basándose en la especialización ocupacional. (Ver figura 2.5).

Figura 3 Estructura Organizativa actual de SIDOR.

Fuente: Intranet.

Proceso productivo general de Sidor.

El proceso productivo de SIDOR se inicia con la producción de pellas, las pellas son alimentadas a la producción del hierro de reducción directa que se lleva a cabo a través de dos procesos distintos Midrex y HyL. Con el hierro de reducción directa como componente principal se fabrica el acero en las acerías de planchones y de palanquillas, para obtener los semielaborados para la fabricación de los productos planos y los productos largos respectivamente.

Los planchones obtenidos pasan por el proceso de laminación en caliente y luego, las bobinas en caliente producidas pasan a la laminación en frío. El producto de la acería de palanquillas, pasa por el tren de barras o por el de alambrón.

Por tal proceso las áreas de producción son:

• Planta de Pellas.

• Plantas de reducción directa (Midrex I-II, HyL I-II).

• Acería y Colada Continua de Planchones.

• Acería y Colada Contínua de Palanquillas.

• Productos planos en caliente.

• Productos planos en frío.

• Tren de Barras y alambrón.

Planta de Pellas.

SIDOR C.A. cuenta con una planta de pella que permite transformar la materia prima previamente pasado por un proceso de trituración y molienda conjuntamente con aditivos y aglomerados orgánicos con la finalidad de formar aglomerados esféricos verdes. Estos aglomerados verdes son piro consolidados para darle características Físicas y Químico-Metalúrgicas apropiadas para su posterior reducción

• Materia Prima: Mineral de hierro proveniente de la empresa C.V.G Ferrominera Orinoco, Aditivos (Dolomita, caliza y antracita) y aglomerados orgánicos de pellas, finos de casas de humos, glóbulos y escamas).

• Producto: Pellas piroconsolidadas para el consumo de las plantas de reducción directa que posee la empresa y para la venta.

Figura 4. Secuencia de operaciones del Proceso de Peletización.

Planta de Reducción Directa (Midrex y HyL)

Las Plantas de Reducción directa Midrex y HyL de la Empresa SIDOR se encargan de procesar las pellas piro consolidadas con el fin de eliminar el oxígeno presente en las mismas mediante un gas reductor rico en CO y H2. Estas son introducidas de manera descendente dentro de un reactor y de forma ascendente se inyecta el gas reductor obteniendo así al final del proceso un HRD con alto contenido de hierro metálico destinado a las plantas de Acerías ubicadas dentro de la empresa.

• Materia Prima: para Midrex: Pellas provenientes de la Planta de Pella de SIDOR y para HyL pellas más complemento de mineral de hierro cribado proveniente de C.V.G. FERROMINERA.

• Producto: Hierro de Reducción Directa (HRD o Hierro Esponja)

Figura 5. Distribución de las Pellas a las Plantas Reductoras del área de Prerreducidos (Pellas-Reducción).

Acería y Colada continua de planchones:

Se inicia con la carga de chatarra en el horno, la cual debe fundirse hasta cierto porcentaje, para dar inicio a la alimentación continua de hierro de reducción directa sin que se interrumpa el proceso de aceración, el cual culmina con la obtención de acero líquido que es trasladado a los hornos de metalurgia secundaria para el afino.

Figura 6 Vista aérea de la Planta de Acería y Colada continua de Planchones.

Fuente: http://ingconceptual.blogspot.com/2007/05/visita-tecnica-sidor_22.html.

Acería y Colada continua de Palanquillas.

El proceso se inicia con la carga de la chatarra al horno, la cual debe fundirse hasta un cierto porcentaje para dar inicio a la alimentación continua de hierro de reducción directa sin que se interrumpa el proceso de aceración, el cual culmina con la obtención del acero líquido.

Una vez que el acero líquido sufre el proceso de homogeneización, es trasladado por una grúa giratoria. Seguidamente el acero es vaciado sobre un distribuidor que posee seis boquillas por donde fluye el acero a los moldes de la colada continua.

Figura 7 Planta de Acería y Colada continua de Palanquilla.

Fuente: http://noticiasradiolago.blogspot.com/2010/04/sidor-en-ruinas.html.

Productos Planos en Caliente.

El planchón es colocado en la vía de rodillos de la mesa de los hornos de vigas galopantes, desde donde es trasladado a los hornos de calentamiento y una vez alcanzada la temperatura de laminación, es descargado en la vía de rodillos del tren IV reversible y posteriormente son enviados al Laminador en Caliente, donde son convertidos en bobina.

Figura 9. Secuencia de operaciones para la Laminación en caliente.

Productos planos.

Productos Planos en Frío.

Consiste en la utilización de bandas en caliente para convertirlas en láminas o bobinas decapadas, estas son llevadas a los laminadores Tandem I-II que reducen aún más el espesor, produciendo acero laminado. En las líneas de Recocido I-II y Continuo se eliminan las tensiones internas que puedan tener las láminas. Para restablecer la dureza se utilizan los Temples I y II con los cuales se uniforman las características metalúrgicas del material.

Figura 10 . Secuencia de operaciones para la Laminación en frió.

Productos planos

Comienza con el calentamiento de las palanquillas en un horno de vigas galopantes, de allí pasan al tren desbastador, luego pasan al tren intermedio. El atado de las cabillas lo realizan dos máquinas para su posterior pesaje, identificación y almacenamiento.

• Materia Prima: Palanquillas de sección cuadrada de 130mmx130mm.

• Producto: Barras con resalte con diámetro que varía desde 3/8 pulgadas hasta 1 3/8 pulgadas y el largo varia desde 6 m. hasta 18 m.

Figura 11. Secuencia de operaciones del tren de barras. Productos largos.

Tren de Alambrón:

Este comienza con el calentamiento de las palanquillas en un horno de vigas galopantes, de allí pasan al tren de laminación compuesto por 15 bastidores horizontales, luego pasan al tren laminador compuesto por 2 bloques cada uno.

• Materia Prima: Palanquillas de sección cuadrada de 130 mm. X 130 mm. Y peso aproximado 1.900 Kilogramos.

• Producto: Alambrón de diámetro que varía desde 5,5 mm. Hasta 12.5 mm., peso aproximado 1.900 Kilogramos por rollo.

Figura 12. Esquema de tren de alambrón. Productos Largos.

Gestión de órdenes y logística.

Sidor tiene una ubicación geográfica privilegiada que le proporciona ventajas competitivas y le permite atender a sus mercados en el menor tiempo posible. La planta está situada entre el río Orinoco y una autopista que la conecta con el resto del país, razón por la cual la salida de productos puede efectuarse de manera fluida y eficiente.

Para la distribución a nivel nacional, Sidor se apoya en empresas transportistas que le garantizan la movilización de sus productos hacia los diversos puntos de entrega.

Para atender sus mercados, Sidor cuenta con las siguientes instalaciones de almacenamiento y despacho:

• Almacenes.

• Puerto.

Descripción área de pasantía.

Esta investigación se llevó a cabo en la Gerencia de Materias Primas y Peletización Sidor, C.A., específicamente en el Departamento de Ingeniería de Procesos que está ubicado en el piso 1 del edificio Dr. Luis González.

• Implementar, mantener y mejorar continuamente el Sistema de Gestión de la Calidad.

• Desarrollar e implementar todas las acciones requeridas para alcanzar los Objetivos de la Calidad de Sidor y los específicos de su Proceso.

• Asegurar el análisis y resolución de los problemas de calidad de su área, definiendo planes de actividades específicos.

• Promover la mejora continua y las acciones preventivas.

• Controlar la documentación del Sistema de Gestión de la Calidad de su área.

• Proponer soluciones a los problemas tecnológicos detectados, que afectan los procesos y productos.

• Coordinar y participar en la emisión de los reportes de acciones correctivas y preventivas por desvíos de calidad.

• Participar en el Comité de Calidad de su área de gestión.

• Participar en la atención de reclamos y asistencia técnica a los clientes.

• Definir las limitaciones operativas de fabricación.

Descripción del trabajo asignado.

Este trabajo tuvo como objetivo establecer una metodología de comparación que permita predecir el valor cuantitativo del contenido del porcentaje de alúmina del mineral, tomaron como muestra los datos obtenidos de las progresivas caracterizaciones de la Productividad de los Disco Peletizadores desde Enero del 2007 hasta Septiembre del 2011.

Una vez realizado el levantamiento de la data, se procedió a hacer la depuración y adecuación de la misma, eliminando los valores que puedan ocasionar ruidos durante los análisis estadísticos.

Con los datos ordenados cronológicamente y utilizando como herramienta el paquete estadístico STATGRAPHICS® Centurion XV.

Descripción de los procesos de obtención de pellas.

Misión.

Producir pellas que satisfagan las necesidades de los clientes internos y externos en términos de calidad, disponibilidad y costos de producción propiciando un clima de desarrollo en un marco de cuidado del medio ambiente, la higiene y la seguridad industrial.

• Capacidad instalada: 6 Mt/año.

• Materia Prima: mineral de hierro proveniente de C.V.G. Ferrominera Orinoco.

• Equipos: 1 tolva de recepción de mineral de hierro (8000 Tn), 4 molinos (330 Tn/h), 4 secadores rotativos (350 Tn/h), 1 tanque espesador (8000 m3), 6 mezcladores (400 Tn/h), 12 discos peletizadores (170 Tn/h cada uno), 1 doble criba (650 Tn/h), 2 hornos de piroconsolidación tipo parrilla móvil.

• Producto: pellas quemadas (actualmente PS6SC) para el consumo de las plantas de reducción directa (internas y de la zona) y para exportación.

• Descripción del proceso: las etapas principales del proceso de fabricación de pellas en la planta son Recepción y Preparación de la materia prima, Molienda, Mezclado y Peletización. En este último se incluyen los procesos de clasificación en doble criba y quemado en el horno de Piroconsolidación.

Recepción del mineral de hierro:

Una vez en Sidor, el tren con mineral proveniente de Ferrominera se detiene sobre la tolva de recepción y por medio de varillas electromagnéticas se abren las compuertas ubicadas en la parte inferior de los vagones. La tolva de recepción es descargada por la parte inferior a través de un sistema electromecánico, el mineral de hierro cae por gravedad a una cinta transportadora y es enviado a la planta o a los patios de almacenamiento. Durante el transporte en la cinta transportadora, el material es pesado por un sistema de balanzas de pesaje.

Preparación de la materia prima:

Esta fase comprende la combinación del mineral de hierro con aditivos y materiales reciclados y su posterior secado. El mineral de hierro se mezcla según proporciones determinadas por el patrón de carga con dolomita, antracita y con productos ferrosos como finos de pellas y escamas. Esta mezcla es almacenada en los silos de materia prima y se dosifica a las cintas que la llevan a los secadores. El secado se realiza en tambores rotatorios, empleando una corriente de aire caliente (800°C aprox.) hasta obtener una humedad máxima de 1%.

Molienda:

En esta segunda etapa del proceso, el mineral es alimentado a los molinos de bolas para obtener una granulometría del 65% de la carga menor a 45micrones. El mineral molido en seco es descargado a través de las placas de rejilla existentes al final del molino y transportado por medio de elevadores de cangilones al silo de mineral molido. Este proceso de con minución se lleva a cabo en un circuito abierto. El material es descargado en silos aireados que facilitan la fluidización y el desplazamiento del mismo para su posterior dosificación.

Mezclado:

En este paso, la mezcla de mineral con aditivos es dotada de la humedad requerida para la peletizacion (entre 8-9% humedad) y es intensamente mezclado con un aglomerante orgánico para una buena formación de pellas verdes, dado que este aumenta la capacidad de absorción de agua, lo que influye en las fuerzas cohesivas entre las partículas de mineral.

Peletización:

La mezcla se traslada a los discos peletizadores donde se forman las pellas verdes debido al movimiento de rotación y al efecto de rodadura de mineral sobre la superficie inclinada de los discos (el material cargado rueda desde el punto más bajo hasta el punto más alto una y otra vez). Los discos peletizadores están dotados de sprays de agua, variador de velocidad para controlar el tamaño de la pella y parámetros fijos como la altura de borde, raspadores de fondo e inclinación.

Las pellas verdes formadas en los discos son sometidas a un proceso de clasificación en doble criba de rodillos para obtener una granulometría uniforme que permita la permeabilidad necesaria en el lecho de pellas dentro del horno de quemado. Las pellas deben tener una granulometría entre -5/8" y +3/8" (9 y 16mm).

Piroconsolidación:

Finalmente las pellas verdes con la granulometría mencionada son enviadas por medio de cintas o correas transportadoras al horno de parilla móvil para la piroconsolidación, es decir, el endurecimiento por quemado de las pellas, en el que se someten las pellas a calentamientos hasta alcanzar los 1300°C aproximadamente en una atmósfera oxidante controlada. Este procedimiento se hace con el fin de aumentar su resistencia a la compresión. Las pellas quemadas pasan a las cribas para su clasificación, considerando las de fracción entre 10 mm. y 16 mm. como producto de primera mientras que las de fracción menor a 10 mm. (1/4") se envían a los patios para su recirculación al proceso.

La piroconsolidación se lleva a cabo en 5 fases, tal como sigue: secado; se retira el agua ligada mecánicamente, precalentamiento y quemado; el primero se lleva a cabo entre 350 y 900 °C donde se elimina el agua combinada y el segundo se lleva hasta los 1320 °C, postquema; se reduce gradualmente la temperatura de las pellas, y enfriamiento; en el que se logra el enfriamiento total de las pellas.

En el proceso de piroconsolidación se usa una camada de protección, formada por pellas de tamaño mayor a 3/8" y una altura promedio de 50cm. Esta camada se dispone entre los barrotes de los carros que transportan las pellas a través del horno para proteger los aglomerados de interés del contacto directo con los gradientes de temperatura.

Figura 13: Flujograma del Proceso Planta de Pellas.

Glosario De Términos:

Aglomeración: define, de manera general, procesos mediante los cuales se compacta un material fino, ya sea subproducto de una operación principal o que voluntariamente se muele, para formar otro material; puede desarrollarse a altas o bajas temperaturas.

Análisis granulométrico: es la determinación de la distribución de tamaños de partícula que conforman una muestra, mediante la separación de las mismas utilizando uno o más tamices.

Análisis Químicos: consiste en la identificación, cualitativa o cuantitativa, de los ingredientes de una sustancia, mediante la utilización de métodos químicos, convencionales e instrumentales, siguiendo procedimientos estándares establecidos en normas técnicas de referencia.

Criba o Tamiz: malla de alambre, con diferentes tamaños de abertura, montada en una estructura de metal utilizada para separar partículas de acuerdo con su tamaño.

Disco Peletizador: Disco rotatorio en donde se forman las pellas verdes, debido al efecto de rodamiento provocado por el movimiento circular sobre una superficie inclinada.

Fineza: tamaño de las partículas de mineral que es alcanzado luego pasar por la molienda.

Fracción útil: porcentaje de las pellas quemadas en el rango de tamaño (-5/8", + 3/8").

Hierro: es un metal pesado y uno de los de los elementos metálicos más abundantes. Constituye alrededor del 4 al 6% de la corteza terrestre y es el más importante de los metales. Presente en estado nativo en la antigüedad y ocasionalmente en algunos meteoros, actualmente se extrae de sus minerales en forma de óxido. Estos minerales son reducidos en altos hornos con la participación, de, entre otros, el coque y la caliza para producir arrabio o reducido en Hornos de Reducción Directa para producir Hierro de Reducción Directa (HRD); ambos constituyen materias primas para la fabricación de acero.

Hierro de reducción directa (HRD): término genérico aplicado al producto de cualquiera de los procesos industriales de Reducción Directa y se refiere al producto metálico obtenido de la reducción del mineral de hierro u óxidos de hierro a temperaturas inferiores a la de fusión del hierro.

Hierro total: cantidad total de hierro libre (Fe°) y de hierro combinado con el oxígeno de cualquiera de los óxidos presentes en el mineral.

Índice de Adhesión: es una medida de la fuerza que une las partículas de un aglomerado de HRD luego del proceso de reducción directa realizado aplicando sobre la cama de muestra una carga determinada.

Magnetita (Fe3O4): posee una composición de 72,36% de hierro y un 27,64% de oxigeno. Es de color gris oscuro a negro y fuertemente magnética.

Número de Caídas: Prueba física a la que se somete las pellas para determinar su resistencia a la caída.

Número Spray: Cantidad de Spray con agua necesario para controlar el tamaño de las Pellas.

Peletizacion: Proceso que consiste en la aglomeración del mineral finamente molido o un concentrado por la adición de aglomerantes como el caso de la bentonita y determinada cantidad de agua para darle forma de partículas esféricas (Pellas verdes).

Prerreducidos: término genérico aplicado al producto de cualquiera de los procesos industriales de Reducción Directa y se refiere a aquel producto obtenido de la reducción del mineral de hierro a temperaturas inferiores a la de fusión del hierro.

Pella: aglomerado de forma esférica producido a partir de concentrados o de minerales de hierro de diferentes características químicas y mineralógicas con propiedades tales como distribución uniforme de tamaño, alta y uniforme porosidad, alto contenido de hierro, prácticamente sin pérdidas por ignición o volátiles, características mineralógicas uniformes, resistencia mecánica alta y uniforme, buen comportamiento durante el transporte y suficiente resistencia mecánica aun en condiciones de esfuerzos bajo condiciones de atmósferas reductoras.

Pellas verdes: Aglomerado de mineral de hierro y aditivos de forma esférica, que aún no ha sido sometido al proceso de endurecimiento térmico (piro consolidación

Pila: acumulación de material en un sitio determinado.

Porosidad: cantidad de orificios (poros) presentes en un mineral o pella.

Porcentaje Retorno: cantidad porcentual de material que retorna a los disco como rechazo de la doble criba de rodillos.

Reducción Directa: cualquier proceso en el cual se obtiene hierro metálico mediante la reducción de mineral de hierro a temperaturas de fusión inferiores a la de cualquiera de los materiales envueltos.

Reducibilidad: es la facilidad con la cual el oxígeno combinado con el hierro puede ser removido del mineral natural o procesado, empleando un gas reductor.

R.P.M: revoluciones por minuto del Disco Peletizador.

Variables Clave: es la variable que afecta Directamente la calidad del Producto.

Variable Operativa: variable que afecta el funcionamiento de los equipos operativos o que sirve de vínculo en el control de la variable clave.

CAPÍTULO III

Aspectos procedimentales

El desarrollo de este capítulo muestra las bases teóricas necesarias para llevar a cabo el análisis de las variables de control que intervienen en el proceso de peletización en planta de pellas. La descripción y aplicación de los conceptos y herramientas de control aquí planteados son fundamentales para obtener los resultados esperados.

Actividades Realizadas Durante la estadía en la empresa

Elaboración del Cronograma de Trabajo:

• Identificar las áreas del proceso de fabricación de pellas a estudiar. Determinar las variables de las características Físicas, y granulométrica de la materia prima a estudiar.

• Datos estudiados en el periodo a partir del 27 de Octubre del 2007 hasta el 30 De Septiembre 2011.

• Creación de una base de datos depurada con el fin de trabajar solamente con los parámetros establecidos

• Elaboración de Gráficos para el contenido productividad de la Alúmina en el área de Disco Peletizadores (Línea B).

• Establecer Rangos de trabajo de %Al2O3 para realizar en función de cada uno de ellos, un análisis estadístico de varianza ANOVA simple, a las variables consideradas para el estudio y el proceso a fin de determinar el impacto de dicha variables en la productividad de los Disco Peletizadores.

• Determinar el impacto por media del modelo de regresión simple en función de los rangos de % Al2O3 establecidos y tomando en cuenta las variables influyentes según el análisis de varianza ANOVA Simple para la productividad de los Disco Peletizadores.

Cuadro 1: cronograma de actividades.