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.