Optimización y estandarización del proceso productivo en horno nº 1 en Alloys Metals (ppt)

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA INDUSTRIAL PRÁCTICA PROFESIONAL OPTIMIZACIÓN Y ESTANDARIZACIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO DEL HORNO Nº 1 EN ALLOYS METALS C. A. AUTOR: Edwin Castillo R. CIUDAD GUAYANA, OCTUBRE DE 2007 (Gp:) Tutor Académico: MSc. Ing. Iván J. Turmero A. (Gp:) Tutor Industrial: Ing. Celiana Lorenzo

EL PROBLEMA Alloys Metals, C.A, es una empresa dedicada a la producción de aleaciones de aluminio en presentación de alambrón y lingotes, obtenidas mediante la fusión de aluminio primario o secundario. Uno de los equipos utilizados para el proceso productivo de lingotes es el Horno Nº 1, horno fusor a gas de 12 Toneladas de capacidad, que logra fundir el aluminio, por medio de dos quemadores tipo boquilla utilizando un sistema Venturi . Debido a las características de funcionamiento de dichos quemadores, el tiempo de fusión de aluminio es muy largo (10 a 14 horas), por lo que se alcanza una sola colada diaria. Razón por la cual, la empresa ha decidido invertir en nuevos quemadores más sofisticados, que disminuyan el tiempo de fusión y así, poder maximizar la capacidad de obtención de lingotes. Sin embargo, existen actividades llevadas a cabo en el horno Nº 1, por el operador de horno y los operadores de montacargas, como: carga de aluminio y descoriado, que si no se realizan según una práctica operativa, que muestre detalladamente las tareas a realizar para lograr cada actividad, también pueden ocasionar retrasos en la producción de lingotes. Es por ello, que aunado a la adquisición de los nuevos quemadores, la empresa se trazó como plan estratégico, estandarizar y optimizar el proceso productivo del horno para así, aprovechar al máximo la instalación de dichos quemadores. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

De igual manera, al llevar a cabo este estudio, se desea actualizar los parámetros de las actividades efectuadas en el Horno Nº 1, establecidos en las instrucciones de trabajo, ya que desde la fecha de arranque de la empresa (mayo 2004), no se ha hecho una evaluación de los parámetros existentes en ellas y por tanto, hay ciertas posibilidad de omisiones de movimientos, acciones y tiempos, que son necesarios asentar, para que los operadores conozcan los estándares y tolerancias para realizar su labor de una manera eficiente. OBJETIVO GENERAL Optimizar y estandarizar el proceso productivo del Horno Nº 1 en Alloys Metals, C.A.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS Evaluar las actividades que forman parte del proceso productivo del Horno Nº 1. Realizar un estudio de los tiempos de carga y descoriado del Horno Nº 1. Calcular tiempo estándar de carga y descoriado del Horno Nº 1 Comparar parámetros del proceso productivo del Horno Nº 1 establecidos en las instrucciones de trabajo de la empresa con los realizados actualmente. Diseñar y establecer un plan de mejora. Actualizar los métodos y estándares de tiempos de actividades del Horno Nº 1 de las instrucciones de trabajo existentes en la empresa.

Esta investigación es realizada, debido a que la empresa necesita la optimización del proceso productivo del Horno Nº 1, y así, pueda alcanzar los planes estratégicos que se tiene trazado. Además de esto, el estudio es de gran importancia, ya que por medio de la actualización de los métodos y parámetros establecidos en las instrucciones de trabajo de preparación de aleaciones y descoriado en el Horno Nº 1, los operadores que llevan a cabo dichas actividades, tendrán una guía para efectuar sus labores de una manera eficiente.

ALCANCE El análisis que se va a llevar a cabo, está enfocado concretamente, en las actividades que forman parte del proceso productivo del Horno Nº 1 para la fabricación de lingotes A-1060 (Descoriado, fusión y carga de aluminio), situado en la planta de la empresa Alloys Metals, C.A. JUSTIFICACIÓN LIMITACIONES Debido a que la empresa trabaja por turnos (7:00 am a 3:00 pm, 3:00 pm a 11:00 pm y 11:00 pm a 7:00 am), muchas veces las actividades del proceso productivo del Horno Nº 1 se realizan en turnos diferentes al dispuesto por el investigador, por lo que el número de tomas de ciclos de tiempo para dichas actividades se ve afectado grandemente. Por otra parte, en el tiempo de estadía en planta del investigador, la producción por la línea de lingotes, en su gran mayoría fue aleación A-1060, por lo que no se tomaron datos suficientes para el estudio del proceso productivo de Horno Nº 1, al fabricar las distintas aleaciones en la empresa. Por ello, se limita el estudio a las actividades de carga, fusión y descoriado de aluminio en el Horno Nº 1 sin tomar las actividades de carga de aleantes y homogenizado del Horno.

GENERALIDADES DE LA EMPRESA NOMBRE DE LA EMPRESA

ALLOYS METALS C.A. (AMCA) RESEÑA HISTÓRICA Alloys Metals C.A es una compañía venezolana, privada, perteneciente al sector de las PYMES, concebida de clase mundial, con sede en Venezuela, dedicada a la producción y comercialización, mayoritariamente internacional, de aleaciones de aluminio. La constitución de la empresa Alloys Metals, C.A., es producto de la consolidación de una iniciativa que surge de un grupo de profesionales e industriales con una amplia experiencia en las áreas de Metalurgia, Ingeniería, Fabricación Instalación y Puesta en marcha de importantes Complejos Industriales, específicamente del sector Aluminio, y su Industria relacionada, establecidos en el mes Marzo del año 2004 en la Ciudad de Puerto Ordaz, UD-321, Manzana 15, Parcelas 5 y 6 que se eligieron como sede para su instalación. MISÓN: Nuestra misión es contribuir a que nuestros clientes eleven su rendimiento y la calidad de sus productos, mediante el suministro confiable de aleaciones de aluminio que satisfagan sus expectativas y sean acordes a sus procesos. Todo ello de manera que se obtenga una rentabilidad que fortalezca nuestra viabilidad, promueva nuestro crecimiento, proporcione mayor bienestar al personal, contribuya al desarrollo social y aporte atractivos retornos a la inversión de nuestros accionistas.

Ser un competitivo y confiable productor y suplidor de aleaciones de aluminio, según estándares de clase mundial. Con proveedores confiables, personal, clientes y accionistas satisfechos. Con seguridad, y apego a la normativa ambiental. VISIÓN: PRODUCTOS: LINGOTES ALEADOS Lingotes de Fundición de Aluminio Aleado. Uso: Insumo en la fabricación de partes y piezas de aluminio destinadas a la industria automotriz, eléctrica, construcción y manufactura de artículos del hogar. Presentación: Lingotes de 10Kg. ± 0,5Kg y 450 ± 10 Kg. ALAMBRÓN Alambrón de aluminio Uso: sector eléctrico y mecánico. Presentación: bobinas de 2 Ton.± 100 Kg. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO PRODUCTIVO: LINGOTES ALEADOS PARA REFUSIÓN El proceso productivo se inicia en el Horno Fusor con la fusión de la materia prima, aluminio primario. Una vez fundido el metal, se prepara la aleación requerida mediante la adición de los aleantes que correspondan, en proporciones adecuadas. Luego se adicionan los fundentes de superficie y se retira la escoria formada en el horno. Una vez cumplido los pasos anteriores, se procede a la colada permitiendo la salida del aluminio aleado a través de los canales, para ser desgasificado y filtrado antes de pasar a la línea lingotera, en donde se solidifica en forma de lingotes. Luego de su etapa de enfriamiento, son empacados, pesados y etiquetados para su despacho.

(Gp:) Descarga emergencia

(Gp:) HORNO Nº 1 (Gp:) L i n g o t e r a

(Gp:) Desgasificador (Gp:) Caja de Filtro (Gp:) Canales (Gp:) Descarga de Lingotes (Gp:) Descarga de emergencia (Gp:) Diagrama de Producción de Lingotes

Según el propósito o la finalidad perseguida: Aplicada: Debido a que con la puesta en marcha del estudio realizado, se busca optimizar las actividades realizadas en el Horno Nº 1. Según el nivel de conocimiento: Descriptiva: Ya que se describe, el proceso de obtención de lingotes y específicamente, las actividades llevadas a cabo en el Horno Nº 1. Según los medios de recolección de datos: De campo: Porque la investigación se realizo, por medio de la observación directa del proceso productivo, en la planta de la empresa.

POBLACIÓN La población está conformada por todos los trabajadores destinados a la producción de lingotes en la empresa, dentro de los cuales están: Operadores de montacargas, de embalaje, Hornero, operadores de máquina lingotera y embalado.

MUESTRA La muestra objeto de este estudio está conformado por el operador de Hornos y los operadores de montacargas de la empresa Alloys Metals, C.A. TIPO DE INVESTIGACIÓN MARCO METODOLÓGICO

SITUACIÓN ACTUAL METODO DE TRABAJO DETALLADO El proceso de producción del Horno Nº 1 está conformado por las actividades que se explican a continuación: Carga de Aluminio: Actualmente se tienen los quemadores tipo boquilla y por ello, la carga se hace completa, es decir se carga todo el material presentado en el formulario OUTFO-001 de Planificación y Control de la Producción, en un solo ciclo, para que la fusión del aluminio se realice en menor tiempo. También es de gran importancia resaltar que debido a que en la empresa no existe un estándar del método de carga de hornos, cada operador de montacargas tiene su manera propia de realizar esta actividad. Seguidamente se explican las diferentes maneras de carga utilizados en la actualidad : Ya que algunos Operadores de Hornos consideran que los bultos de lingotes P1020, suministrados por VENALUM, chocan con la puerta del Horno por su tamaño ellos preparan dichos bultos para ser cargados en el horno. Para dichos operadores, el procedimiento de carga es el siguiente: M.P.

(Gp:) Bultos de Lingotes de aluminio sin flejes (Gp:) Coloca dos bultos en boca del horno (Gp:) Toma pala de empuje de carga (Gp:) No (Gp:) Cierra puerta del horno (Gp:) ¿Falta material por cargar? (Gp:) Acomoda material en el horno (Gp:) Suelta pala de empuje (Gp:) Si (Gp:) Quita dos filas a bultos de lingotes (Gp:) Forma dos nuevos bultos

(Gp:) Bultos de Lingotes de aluminio sin flejes (Gp:) Coloca dos mitades en boca del horno (Gp:) Toma pala de empuje de carga (Gp:) No (Gp:) Cierra puerta del horno (Gp:) ¿Falta material por cargar? (Gp:) Acomoda material en el horno (Gp:) Suelta pala de empuje (Gp:) Si (Gp:) Quita dos filas a bultos de lingotes (Gp:) Forma dos nuevos bultos

DIAGRAMAS DE FLUJO DE MÉTODOS DE CARGA CON PREPARACIÓN DE MATERIAL El seguimiento se tomó al Operador de Montacargas

Otro Operador de Horno, no considera que se deba preparar la materia prima para cargar, por lo que para ellos, el procedimiento de carga es el siguiente: (Gp:) Bultos de Lingotes de aluminio sin flejes (Gp:) Coloca dos bultos en boca del horno (Gp:) Toma pala de empuje de carga (Gp:) No (Gp:) Cierra puerta del horno (Gp:) ¿Falta material por cargar? (Gp:) Acomoda material en el horno (Gp:) Suelta pala de empuje (Gp:) Si

Pala de Empuje de Carga

Para el caso de la materia prima suministrada por ALCASA, las pailas (lingotes de 450Kg) se apilan en dos unidades, se colocan dos de estas pilas en la boca del Horno y luego se acomodan en el Horno con la pala de empuje. Se repite esta operación, sí en el formulario de carga, se presenta más material de este tipo. Es de resaltar, que muchas veces en el formulario OUTFO-001 de Planificación y Control de la Producción, se indica la carga con una cantidad de lingotes de aluminio P1020, pailas P1020 y otra de material reciclado en planta (trozos de barra y productos no aprobados). En este caso, en reiteradas ocasiones, los operadores de Montacargas no cargan el material en un orden específico, sino cargan primero el material que creen conveniente. Para el material reciclado en planta, el procedimiento de carga es el siguiente: Alambrón No Aprobado Lingotes No Aprobado Pailas No Aprobado

Bobinas no aprobadas: Las Operaciones las realiza el Operado de Montacargas Toma una Coloca acostada en boca del Horno Empuja y acomoda Dentro del Horno con la pala de empuje Se repiten las operaciones hasta completar el total de cada material a cargar Pailas y Lingotes no Aprobados: Coloca en la boca del Horno La mayor cantidad de material que Entre en él Empuja y acomoda Dentro del Horno con la pala de empuje

2) Fusión de Aluminio (Gp:) Aluminio líquido (Gp:) Cerrada puerta del Horno (Gp:) Prende quemadores (Gp:) Indica temperatura en el controlador (Gp:) Controla salida de gas (Gp:) Espera por fusión del aluminio

En la actualidad el Horno Nº 1 cuenta con los quemadores tipo boquilla. Las actividades que realiza el Operador de Hornos son las siguientes: Luego de que se logra la fusión del aluminio (Temperatura del baño: 660 ºC), se mete el termo pozo en el baño para control de la temperatura y se espera para que el mismo, alcance la temperatura requerida para comenzar la transferencia por canales a la línea Lingotera. Justo antes de dar inicio a la transferencia, se procede a la operación de descoriado.

3) Descoriado Luego de haber adicionado el fundente al baño del horno y este haya reaccionado con las impurezas del aluminio, se procede a la remoción de la escoria producida. El procedimiento actual es el siguiente: (Gp:) Abre puerta de Horno (Gp:) Toma Pala para Remoción de Escoria (Gp:) Mete pala por encima del baño de metal fundente en el Horno (Gp:) Arrastra escoria hacia puerta del horno

(Gp:) Coloca Tolva Adjunta a la Puerta del Horno (Gp:) Escurre escoria (Gp:) Hecha escoria en tolva (Gp:) ¿Queda escoria en el horno? (Gp:) Si (Gp:) No (Gp:) Cierra puerta de Horno (Gp:) Busca Tolva (Gp:) Toma Pala para Remoción de Escoria (Gp:) ¿Queda escoria en el interior del Horno? (Gp:) Si (Gp:) No

Es importante mencionar que dicho procedimiento no cumple con las instrucciones de trabajo OUPIT-006 de la empresa (descoriado de Hornos Nº 4 y Nº 1), ya que en ella se indica, que primero se debe colocar la tolva adjunta al horno y así, proceder a la remoción de escoria. Las operaciones se realizan de esta manera, debido a que la paleta de remoción de escoria no es lo suficientemente larga (Longitud paleta: 6,30 cm y del interior del Horno: 640 m), sí se coloca la tolva adjunta ( 1,23 m) a la puerta del horno, no se alcanza a remover la escoria que esta en la pared posterior del Horno. Además de lo mencionado anteriormente, la tolva que se está utilizando para almacenar la escoria, en el proceso de descoriado, es la misma para almacenar la producción de lingotes de la línea lingotera generándose así, un rápido deterioro de la misma y trabajos extras de limpieza de la tolva para evitar que se pegue la escoria a los lingotes producidos. Además dicha tolva, no cubre en su totalidad el ancho del horno (Ancho del Horno: 3,78 m. y longitud de la tolva: 1,62 m.) por lo que al efectuar el descoriado del mismo, mucha escoria cae por fuera de la tolva, creando contaminación en el área y trabajos adicionales de limpieza.