Evaluación operativa y económica del horno de fusión para la sala de colada de CVG Venalum

Resumen

El presente estudio consiste en la realización de
una evaluación operativa sobre la generación de
chatarra y su procesamiento en los hornos de retención y
fusión ubicados en la Sala de Colada de CVG VENALUM, con
la finalidad de establecer las cantidades generadas de chatarra
interna, externa y de cada uno de los proceso productivos,
mediante un diagnóstico y análisis de los datos
históricos del año 2005 al 2009, del mismo modo
determinar las causas por las cuales este residuo es refundido en
hornos no diseñados para este proceso (horno de
retención) y las consecuencias que genera; y en base a
esta información, fijar los parámetros
técnicos y operativos necesarios para la
implementación de un nuevo horno de fusión con
capacidad suficiente para la refusión de la chatarra en su
totalidad.

Además, se efectúa una evaluación
económica por medio del método Costo Anual Uniforme
Equivalente entre las dos alternativas de oferta de
tecnología española presentadas, con el objetivo de
estimar y fijar los flujos de costos esperados para cada una de
ellas durante su vida útil, considerando la
inflación anual proyectada de la nación, y en base
a los resultados obtenidos, se seleccionó la opción
más económica, la cual genera menos costos a la
empresa. La metodología utilizada para desarrollar la
investigación es de tipo descriptiva y proyectiva,
basándose en un diseño documental y de
campo.

Introducción

Actualmente, la mayoría de las empresas tanto a
nivel nacional como internacional están en busca de
mejorar la calidad de su sistema productivo, se enfocan en la
aplicación de una serie de estrategias, las cuales
permiten mejorar la capacidad de sus procesos productivos y
equipos, para de esta manera alcanzar los objetivos
propuestos.

La Industria Venezolana de Aluminio CVG VENALUM la cual
se encuentra adscrita al Ministerio de Industrias Básicas
y Minería del Gobierno de la Republica Bolivariana de
Venezuela, se encarga de la producción del aluminio,
utilizando como materia prima la alúmina, criolita y
aditivos químicos (fluoruro de calcio, litio y magnesio) y
de su comercialización a nivel nacional e
internacional.

La empresa está conformada por una serie de
gerencias, dentro de las cuales cabe mencionar, la Gerencia de
Colada cuya finalidad es la planificación de
producción y la fabricación de aluminio
sólido, en forma de lingotes de 22 y 10kg, pailas de 680
kg y cilindros para extrusión. Y la Gerencia de Proyectos
la cual lleva acabo la planificación hasta su
ejecución de proyectos que busquen optimizar los procesos
productivos de la empresa.

Actualmente la Gerencia de Proyectos, a través de
la División de Proyectos Estratégicos, está
en la etapa de desarrollo de un proyecto denominado CENTRO DE
MANEJO DE MATERIALES ASOCIADOS A LA DISTRIBUCIÓN Y
PREPARACIÓN DE ALUMINIO LÍQUIDO EN LA SALA DE
COLADA debido a que la capacidad de refusión de chatarra
en la sala no se adecúa a los niveles de generación
actuales, además de que este proceso se realiza en hornos
de retención y en un horno basculante con el que se
cuenta. Dentro del proceso de producción se ha instalado
la tercera mesa de cilindros para extrusión con la cual se
tiene proyectado aumentar la producción de cilindros en
190.000 t. Este aumento de producción generará
también el aumento de chatarra a procesar en Colada. El
objetivo de este nuevo proyecto es entonces instalar un horno de
fusión calentado a gas natural, el cual procesará
junto con el horno basculante toda la chatarra generada,
permitiendo que el resto de los hornos sean utilizados solo para
retención y no para fundir.

En este sentido, el siguiente trabajo de
investigación presenta una evaluación operativa
sobre el procesamiento de la chatarra en CVG VENALUM, con la
finalidad de determinar las características
técnicas y operativas de un nuevo el horno de
fusión que será adquirido para refundir las
toneladas de chatarra generadas actualmente y las que se
tendrán con la puesta en operación de la tercera
mesa de colada de cilindros. Además, es necesaria la
realización de la evaluación económica, para
comparar las dos propuestas ofertadas y en función a la
que presente menor costo, hacer la selección del equipo
para la Sala de Colada.

Dicha investigación está estructurada en
VI capítulos, los cuales se presentan de la siguiente
manera: En el capítulo I se expone el planteamiento del
problema, el capítulo II contiene el marco referencial de
CVG VENALUM, capítulo III se expone las bases
teóricas, capítulo IV en este se presenta el marco
metodológico, Capítulo V situación actual y
Capítulo VI análisis y resultados. Finalmente se
presentan las conclusiones, recomendaciones, bibliografía,
páginas electrónicas y anexos.

CAPÍTULO I

El
problema

En el presente capítulo se muestra una breve
descripción del problema objeto de estudio, objetivos a
desarrollar para su solución así como, la
justificación, alcance y limitación del estudio de
investigación.

1.1 Planteamiento del problema En Venezuela la
empresa CVG VENALUM es la mayor productora de aluminio primario,
comercializándolo a nivel nacional e internacional de
forma productiva, rentable y sustentable contribuyendo así
al desarrollo endógeno de la nación, generando
bienestar social y alto compromiso con los trabajadores,
accionistas, clientes y proveedores.

Para la obtención del aluminio primario es
necesaria la realización de tres procesos productivos, los
cuales se llevan a cabo en distintas áreas de la empresa.
En la planta de carbón se fabrican los ánodos que
son acoplados a barras conductoras de electricidad y el
revestimiento de alquitrán-antracita para la celda,
permitiendo realizar el proceso electrolítico. El
área de reducción está compuesta por el
Complejo I, II y V Línea con un total de 900 celdas, las
cuales llevan a cabo el proceso de reducción
electrolítica que hace posible la transformación de
la alúmina en aluminio. El último proceso para la
obtención del aluminio sólido se desarrolla en la
Sala de Colada, la cual recibe los crisoles con aluminio
líquido trasegado de las celdas para ser vertido en hornos
de retención y realizar el proceso de colada para obtener
lingotes de 10 kg, 22 kg, pailas de 680 kg y cilindros para
extrusión de 6", 7", 8" y 9" de
diámetro.

Para la ejecución de su proceso productivo, la
Sala de colada cuenta con trece hornos, de estos, doce son hornos
de retención y el restante, llamado basculante es un horno
de fusión, el cual refunde la chatarra generada por
derrames en celdas, derrames en la calle, envarillado y la
generada en la producción de cilindros, lingotes y
pailas.

Cabe destacar que en base a los registros de planta,
desde el año 2005 al 2009, la utilización del horno
basculante ha disminuido, tal como muestra el gráfico
1:

Gráfico 1: Distribución de chatarra en
hornos para el periodo 2005-2009 Fuente: Sistema Integral
de Colada

Debiéndose esto, a que al pasar de los
años, del total de la chatarra que se genera, la chatarra
por cilindros ha aumentado, ubicándose en mayor
proporción respecto al resto de los distintos tipos de
chatarra, y como resultado de su condición física
(longitud) de los cilindros, estos deben ser procesados en los
hornos de retención y no en el basculante, ya que por sus
dimensiones físicas no permiten su utilización para
la refusión. Por lo tanto el horno basculante, es
utilizado mayormente para el procesamiento de chatarra de menores
dimensiones, como la chatarra por despunte de cilindros, virutas,
derrames y drenajes.

Ahora bien, la producción de cilindros se lleva a
cabo en dos líneas de producción activas de la sala
de colada. Sin embargo, se tiene previsto que para finales del
mes de Marzo del presente año, inicie sus operaciones la
tercera línea, la cual fabricará 190.000 t de
cilindros y 19.000 t de chatarra aproximadamente, colapsando el
proceso de refusión. Ante tal problema, la Gerencia de
Proyectos, a través de la División de Proyectos
Estratégicos, está desarrollando un proyecto de
instalación de un Centro de manejo de materiales asociados
a la distribución y preparación de aluminio
líquido en la Sala de Colada, el cual contará con
un horno de fusión que junto con el horno basculante,
procesarán toda la chatarra generada, sin la
utilización de los hornos de retención, optimizando
así el proceso de colada.

Por tal motivo, surge la necesidad por parte de la
División de Proyectos Estratégicos, de realizar una
evaluación técnica y económica para la
adquisición de un horno de fusión que satisfaga las
necesidades actuales y futuras para el procesamiento de chatarra
y de esta manera evitar un colapso operativo por la baja
capacidad de refusión, evitar la acumulación
excesiva de chatarra en el área de trabajo y por lo tanto
accidentes latentes, y gastos incurridos por la
reconstrucción de los hornos de retención a causa
de la carga de chatarra.

1.2 Objetivos En vista a la situación
planteada por la División de Proyectos
Estratégicos, los objetivos a seguir en dicha
investigación son los siguientes:

Objetivo General Realizar una evaluación
operativa y económica para la adquisición de un
horno de fusión para la Sala de Colada de CVG VENALUM,
Zona Industrial Matanzas, Puerto Ordaz-Edo.
Bolívar.

Objetivos específicos

1. Analizar los datos históricos sobre los
niveles de producción de aluminio, niveles de
producción de chatarra interna y externa, y el porcentaje
de refusión.

2. Evaluar el comportamiento operativo del horno
basculante y los hornos de retención, en función al
procesamiento de chatarra.

3. Determinar parámetros de diseño y
variables técnicas del horno de fusión a adquirir,
en base a los datos históricos analizados.

4. Establecer y comparar técnicamente,
alternativas de hornos de fusión.

5. Analizar escenarios de instalación de las
alternativas de hornos de fusión, para su
localización estratégica dentro de la Sala de
Colada.

6. Determinar los requerimientos de materiales, equipos
y mano de obra, necesarios para el funcionamiento del horno de
fusión.

7. Determinar los costos de operación de las
alternativas.

8. Evaluar económicamente las alternativas de
adquisición de hornos de fusión, calculando el
Costo Anual Uniforme Equivalente.

9. Determinar los beneficios productivos que
generará la implementación del horno de
fusión.

1.3 Justificación e Importancia La
implementación del Centro de manejo de materiales
asociados a la distribución y preparación de
aluminio líquido es la solución ante la
problemática actual de baja capacidad de refusión
presente en la Sala de Colada, la cual aumentará con la
puesta en marcha de la tercera línea de producción
de cilindros; ya que este proceso se realiza en hornos no
diseñados para esa finalidad (hornos de
retención).

La adquisición e instalación de un horno
de fusión para el procesamiento de la chatarra en conjunto
con el horno basculante ya existente, permitirá reducir
las pérdidas de aluminio por fusión, aumentar la
productividad en los hornos de retención al no tener que
usarlos para fundir la chatarra y aumentar la disponibilidad de
las unidades de producción.

1.4 Alcance de la investigación El
presente estudio de investigación se lleva a cabo en la
División Proyectos Estratégicos, unidad adscrita a
la Gerencia de Proyectos, a la cual corresponde como
función primordial, velar por el cumplimiento de la
gestión para el desarrollo de ingeniería
básica y detalle, la ingeniería de costos, los
paquetes de construcción, así como la
correspondiente evaluación técnica económica
de los proyectos estratégicos del portafolio de la
empresa. Y en la Superintendencia de Distribución y
preparación del Metal, adscrita a la Gerencia de Colada,
la cual debe garantizar la disponibilidad de los equipos,
sistemas e instalaciones requeridas en los procesos de
recepción, distribución y preparación de
metal, además de recepcionar, pesar y administrar la
chatarra de aluminio generada en los procesos de colada,
así como también de las generadas por otras
unidades de producción, a fin de mantener control sobre
las mismas y tomar las acciones inherentes para su procesamiento
e incorporación al proceso productivo
correspondiente.

En estas dos unidades se realizarán la
evaluación operativa y económica del horno de
fusión donde se determinarán los niveles de
generación de chatarra y en base a esto, determinar las
características técnicas del horno propuesto,
cotizaciones y costos de operación, además de su
ubicación dentro de la Sala de Colada.

1.5 Limitaciones de la Investigación Una
de las limitaciones para este proyecto, es que todos los
cálculos referentes al procesamiento de chatarra y su
distribución en hornos, necesarios para la
evaluación operativa, serán realizados a partir de
datos comprendidos entre los años 2005 y 2009, ya que la
información referente al año 2010, (niveles de
producción de aluminio líquido, procesamiento y
generación de chatarra) no representan los valores
normales y/o estándares de producción, ya que estos
procesos productivos se vieron afectados por la
desincorporación temporal de cierto número de
celdas del área de Reducción, con motivo de las
medidas dictadas por el Gobierno Nacional en función del
plan nacional de ahorro energético; disminuyendo
así, el suministro de aluminio primario al área de
Colada y por ende, su producción. Además se
presentaron inconvenientes con el tiempo disponible para la
observación del horno basculante, la cual solo se dio en
la segunda jornada de trabajo (7:00am-3:00pm) y con la poca y
tardía respuesta de cotizaciones económicas sobre
hornos de fusión por empresas extranjeras
consultadas.

CAPÍTULO II

Generalidades de
la empresa

La industria Venezolana de Aluminio C.A. (CVG VENALUM),
adscrita al Ministerio de Industrias Básicas y
Minería (MIBAM), y a La Corporación Venezolana de
Guayana (CVG), es de capital mixto y por su condición
jurídica es una Compañía
Anónima.

2.1 Reseña histórica de la Empresa
La industria Venezolana del Aluminio CA. (CVG VENALUM), se
constituyó el 29 de Agosto de 1.973, con el objeto de
producir aluminio primario. Convirtiéndose en una empresa
mixta, con una capacidad de 150.000 TM/ Año y un capital
mixto de 34.000 millones de bolívares. Fue inaugurada,
oficialmente, el 10 de Junio de 1.978. Actualmente es una empresa
con 80% de capital venezolano, representado por La
Corporación Venezolana de Guayana y un 20% de capital
extranjero, suscrito por el consorcio Japonés integrado
por Showa Denko K.K., Kobe Steel LTD., Sumitomo Chemical Company
Ltd., Mitsubishi Aluminium Companyi Ltd,. Marubeni
Corporation.

Cuenta con cinco líneas de producción y
sus principales productos son: lingotes de 680 Kg., que
comercializa a partir del año 2000, lingote de 22 Kg.,
cilindros para extrusión y aluminio liquido que suministra
a varias transformadoras de la zona (Sural y
Pianmeca).

CVG VENALUM está ubicada en La Zona Industrial
Matanzas en Ciudad Guayana, urbe creada por decreto presidencial
el 02 de Julio de 1.961 mediante fusión de Puerto Ordaz y
San Félix. La escogencia de la región Guayana, como
sede en la gran industria del aluminio, se debe a que se
encuentra rodeada por los ríos más caudalosos del
país: Orinoco, Caroní, Paraguas y Cuyuní,
entre otros. La presa "Simón Bolívar" en
Gurí, es una de las plantas hidroeléctricas de
mayor potencia instalada en el mundo y su energía es
requerida para la producción de aluminio.

La posibilidad de navegación a través del
Río Orinoco en barcos de gran calado en una distancia
aproximada de 184 millas náuticas (314Km), hasta el Mar
Caribe y de allí a todos los puertos del mundo, aumenta
las posibilidades de comercialización de los productos.
Estos privilegios y virtudes habidos en la región de
Guayana, determinan su notable independencia en materias de
insumos y un alto grado de integración vertical en el
proceso de producción de aluminio (ver figura
1).

Figura 1: Ubicación de la Empresa
Fuente: Manual de Inducción de CVG
VENALUM

Desde su inauguración, CVG VENALUM se ha
convertido, paulatinamente en uno de los pilares fundamentales de
la economía venezolana, siendo a su vez en su tipo, una de
las plantas más grandes de Latinoamérica, con una
capacidad instalada de 430.000 TM por año.

Esta importante empresa, además de superar su
capacidad instalada en producción de 430 Mil Toneladas al
año por cuatro años consecutivos, 2002 –
2005, ha dado un vuelco significativo a su política de
comercialización destinando un mayor porcentaje de venta a
los clientes nacionales, apuntando con ello al impulso. Asimismo,
cuenta con la Certificación de la Norma ISO 9001– 2000,
con sus áreas medulares de producción: Colada,
Reducción y Carbón, lo que la posiciona como una
industria que satisface los requerimientos de sus
clientes.

En una nueva etapa de la República Bolivariana de
Venezuela, caracterizada principalmente por el proceso de cambio
revolucionario que apunta hacia el desarrollo de una
economía productiva, alcanzar la justicia social,
construir la democracia Bolivariana, fortalecer la
soberanía Nacional y promover un mundo multipolar, CVG
VENALUM como ente adscrito al Estado Venezolano tiene la
misión de contribuir en la concreción de dichas
estrategias y apalancar las iniciativas trazadas hacia la
construcción del Socialismo del Siglo XXI, en áreas
de fomentar una mejor calidad de vida para todos.

2.2 Funciones de la empresa La industria
venezolana del aluminio, tiene como principal función
producir y comercializar aluminio primario en forma rentable.
Para cumplir con este propósito CVG VENALUM se orienta
hacia aquellos productos y mercados que resulten
estratégicamente atractivos. Es una empresa orientada a la
excelencia, a los costos más bajos posibles de la
industria y participar en aquellos negocios que ofrezcan las
mayores posibilidades de crecimientos y utilidad. Entre las
funciones que conforman la industria del aluminio se pueden
mencionar:

a) Producción: Alcanzar el nivel
óptimo de productividad, respondiendo a las exigencias del
mercado bajo controles de calidad establecidos, asegurando las
mejores condiciones de rentabilidad y seguridad, en concordancia
con la capacidad instalada y de acuerdo a las exigencias de los
mercados internacionales con relación a calidad, costo y
oportunidad.

b) Comercialización: Optimizar la
gestión de comercialización para elevar las ventas
de la empresa y cumplir oportunamente con los requerimientos y
necesidades del mercado.

c) Tecnología: Establecer y desarrollar la
tecnología adecuada para alcanzar una producción
eficiente, que aumente la competitividad de la industria del
aluminio.

d) Mercado y Ventas: Maximizar los ingresos de la
empresa mediante la venta, de productos, cumpliendo oportunamente
con los clientes, con la calidad requerida y a precios
competitivos.

e) Procura: Garantizar la adquisición de
materia prima, equipos, insumos y servicios en la calidad y
oportunidad requerida a costos competitivos.

f) Finanzas: Mantener una adecuada estructura
financiera que contribuya a mejorar la competitividad y el valor
de la empresa.

g) Organización: Disponer de una
óptima Estructura Organizativa de los sistemas de soportes
que faciliten el cabal cumplimiento de los objetivos de la
empresa.

h) Recursos Humanos: Disponer de un recurso
humano competente, identificado con la organización de la
empresa y asegurar que sea el más efectivo y
especializado.

2.3 Espacio Físico La empresa cuenta con
un área suficiente para su infraestructura actual y para
desarrollar más su capacidad en el futuro. A
continuación se presenta un cuadro de las divisiones de la
Empresa:

Tabla 1: Divisiones de la
Empresa

Fuente: Manual de Inducción de CVG.
VENALUM.

2.4 Objetivos de CVG VENALUM

Tabla 2: Objetivos de la Empresa

Fuente: Manual de inducción CVG
VENALUM

2.5 Misión CVG VENALUM tiene por
misión producir y comercializar aluminio de forma
productiva, rentable y sustentable para generar bienestar y
compromiso social en las comunidades, los trabajadores, los
accionistas, los clientes y los proveedores para así
contribuir a fomentar el desarrollo endógeno de la
República Bolivariana de Venezuela.

2.6 Visión CVG VENALUM será la
empresa líder en productividad y calidad en la
producción sustentable de aluminio con trabajadores
formados y capacitados en un ambiente de bienestar y compromiso
social que promueven la diversificación productiva y la
soberanía tecnológica, fomentando el desarrollo
endógeno y la economía popular de la
República Bolivariana de Venezuela.

2.7 Política de calidad

· Productividad y Rentabilidad La Empresa
deberá orientar su gestión a garantizar la
máxima productividad y rentabilidad en armonía con
el avance técnico de la industria y la situación
del mercado del aluminio, explotando las oportunidades de
sinergia de acción que identifiquen los diferentes
ámbitos de competencia.

· Comercial En materia de
comercialización, la empresa deberá emprender
acciones para garantizar el máximo valor agregado de la
cesta de productos, conciliando la excelencia
técnico-económica con el máximo retorno de
mercado.

· Calidad y Ambiente CVG VENALUM, con la
participación de sus trabajadores y proveedores, produce,
comercializa aluminio y mejora de forma continua su sistema de
gestión, comprometiéndose a:

o Garantizar los requerimientos del cliente.

o Prevenir la contaminación asociada a las
emisiones atmosféricas, efluentes líquidos y
desechos.

o Cumplir la legislación y otros requisitos que
suscriba la empresa, en materia de calidad y ambiente.

· Social CVG VENALUM como empresa del Estado
venezolano a fin de contribuir con el desarrollo de la
economía nacional, impulsará proyectos de
carácter socioeconómicos generadores de empleo y
bienestar social para la región, que elevan la calidad de
vida de la comunidad que la circunda.

· Desarrollo CVG VENALUM deberá impulsar
el desarrollo integral y sostenido del sector del aluminio,
orientando su acción como una extensión regional
del Estado en Pro de la reactivación, desarrollo y
consolidación de la cadena transformadora nacional y del
parque metalmecánica conexo.

2.8 Descripción de la Empresa La empresa
CVG VENALUM se encarga de la producción del aluminio,
utilizando como materia prima la alúmina, criolita y
aditivos químicos (fluoruro de calcio, litio y magnesio).
Este proceso de producir aluminio se realiza en celdas
electrolíticas.

Dentro del proceso de producción de la planta
industrial, existen mecanismos de alimentación que
desempeñan un papel fundamental en el funcionamiento de la
misma, los cuales son: la Planta de Carbón, Sala de
Colada, Planta de Reducción e instalaciones
auxiliares.

Los procesos productivos son los siguientes:

A) La Planta de Carbón, la cual está
compuesta por las siguientes áreas:

· Planta de Molienda y Compactación Su
objetivo es la elaboración de bloques de ánodos
verdes, los cuales son consumidos en las salas de celdas. Para
producir un bloque de carbón es necesario mezclar la
materia prima: Coque de petróleo calcinado,
Alquitrán y el remanente de los ánodos contenidos
en las celdas (cabos). Un bloque de ánodo verde tiene un
peso de 900 kg aproximadamente, un 50% de éste
ánodo es consumido para producir cerca de 1.000 kg de
Aluminio. Se requiere de una producción diaria de 720
ánodos para satisfacer las necesidades de las salas de
celdas (ver figura2).

Figura 2: Fachada de Planta de Carbón
Fuente: Intranet CVG VENALUM

· Hornos de Cocción Los ánodos
verdes son colocados en hornos de cocción, con la
finalidad de mejorar su dureza y conductividad eléctrica,
que garantice la eficiencia del proceso
electrolítico.

· Sala de Envarillado En esta área los
ánodos cocidos son acoplados a una barra conductora de
electricidad.

B) Planta de Reducción En esta área se
lleva a cabo el proceso de reducción electrolítica
que hace posible la transformación de alúmina en
aluminio, obteniéndose así, el aluminio
líquido que luego es trasegado (vaciado en crisoles) y
transportado al área de Colada. El área de
Reducción está conformada por tres (3) Complejos de
Reducción que son: Complejo I, Complejo II y V (ver figura
3).

Figura 3: Planta de Reducción Celda
Electrolítica Fuente: Intranet CVG
VENALUM

Cada Complejo tiene dos (2) líneas de celdas,
conectadas en serie y cada línea cuenta con dos salas de
celdas y cada sala cuenta con noventa (90) para un total de 900
celdas, de las cuales 720 son de tecnología Reynolds y 180
de tecnología Hidro Aluminium. Así mismo en V
Línea existen cinco (5) celdas experimentales V-350,
conformando una parte del proyecto desarrollado por Ingenieros
venezolanos al servicio de la empresa, lo que representa uno de
los más grandes proyectos tecnológicos ejecutado
por profesionales Venezolanos. El funcionamiento de las celdas
electrolíticas, así como la regulación y
distribución del flujo de corriente eléctrica, son
supervisados por un sistema computarizado que ejerce control
sobre el voltaje, la rotura de costra, la alimentación de
alúmina, y el estado general de las celdas.

C) Sala de Colada El aluminio líquido obtenido en
las salas de celdas es trasegado y trasladado en crisoles al
área de Colada, donde se elaboran los productos
terminados. El aluminio se vierte en hornos de retención y
se le agregan, si es requerido por los clientes, los aleantes que
necesitan algunos productos.

Cada horno de retención determina la colada de
una forma específica: lingotes de 10 kg con capacidad
nominal de 20.100 t/año., lingotes de 22kg con capacidad
de 250.000 t/año, lingotes de 680kg. con capacidad de
100.000 t/año, cilindros con capacidad para 85.000
t/año, y metal liquido. Concluido este proceso el aluminio
está listo para la venta a los mercados nacionales e
internacionales.

Colada cuenta con 13 hornos de retención y uno de
fusión-retención, dos líneas de
producción de cilindros para extrusión así
como dos sierras de cortes. Además, en la línea de
producción de cilindros, existen dos hornos, uno de
homogeneizado (tipo Bach) y el otro de homogeneizado continuo.
Como resultado al Proyecto de aumento de la producción de
cilindros, se encuentra en etapa inicial el arranque de la unidad
vertical N° 3 la cual cuenta con una nueva planta de
homogeneizado continuo y corte de cilindros. (ver figura
4)

Figura
4: Fachada Planta de Colada Fuente: Intranet CVG
VENALUM

D) Laboratorio En esta instalación se controla la
composición química del electrolito, metal
producido y materias primas, además se analizan los
contaminantes producidos en el proceso de
electrólisis.

E) Instalaciones auxiliares Son aquellas instalaciones
que no forman parte del proceso, pero que son indispensables para
el buen funcionamiento de la planta, estas son:

· Instalaciones auxiliares de soporte: Patio de
productos terminados y Materias primas, Suministro de aguas
industriales, Potable y Contra incendios, Aire comprimido y
tratamiento de Aguas negras.

· Oficinas de Servicios Sociales.

· Talleres, Almacén y Muelle.

A continuación se presenta una imagen del Proceso
Productivo (ver figura 5):

Figura 5: Proceso productivo de CVG VENALUM Fuente:
Intranet CVG VENALUM

2.9 Estructura Organizativa

La estructura organizativa de CVG VENALUM es de tipo
lineal y de asesoría, donde las líneas de autoridad
y responsabilidad se encuentran bien definidas, actualmente fue
restaurada y aprobada por la Corporación Venezolana de
Guayana el 28 de Febrero del 2002, debido a la disolución
de la Industria Aluminio de Venezuela (ver figura 6).

Figura 6: Estructura Organizativa General
Fuente: Intranet de CVG VENALUM A continuación se
hace una breve descripción de las unidades involucradas en
la investigación:

Gerencia de Proyectos Es una unidad
lineo-funcional, adscrita a la Presidencia y su misión es
garantizar la planificación, desarrollo, evaluación
y ejecución de los proyectos de obras e infraestructura
civil, mecánica, eléctrica, de
instrumentación y ambiental de la empresa, formuladas por
las diferentes Unidades Organizativas; así como, la
instalación y mejora de los equipos y sistemas
industriales cuando sea requerido, a fin de disponer de una
infraestructura adecuada para el funcionamiento de las
operaciones y optimizar la ejecución de sus procesos, en
términos de oportunidad y menor costos, de acuerdo con
las, normas técnicas, ambientales, legales y
procedimientos establecidos.

Debido a que el trabajo se basa en el desarrollo de un
estudio de factibilidad económica para la
adquisición de un horno de fusión para el Centro de
Manejo de Materiales Asociados a la Distribución y
Preparación de Aluminio liquido en la Sala de Colada, esta
investigación está bajo la tutoría de la
división de Proyectos Estratégicos, la cual
está adscrita a la Gerencia Proyectos y se encarga de
asegurar la gestión para el desarrollo de
ingeniería básica y detalle, la ingeniería
de costos, los paquetes de construcción, así como
la correspondiente evaluación técnica
económica de los proyectos estratégicos del
portafolio de la empresa ( ver figura 7).

Figura 7: Estructura organizativa de la gerencia de
proyectos Fuente: Intranet CVG VENALUM

Gerencia de Colada Es una unidad lineo-funcional
adscrita a la Gerencia General de Planta, su misión es
garantizar el cumplimiento de las metas de producción de
conformidad con los planes de producción y despacho
establecidos, a fin de lograr la obtención del producto
terminado y despacho del metal liquido y solido para la venta, en
condiciones de calidad, oportunidad y costos competitivos,
mediante el mejoramiento continuo de los procesos humano social,
técnicos y administrativos.

Adscrita a esta gerencia se encuentra la
superintendencia Distribución y Preparación de
Metal, la cual vela por el suministro de metal liquido preparado
a las unidades de producción, así como el despacho
de aluminio liquido a clientes internos y externos, a fin de
satisfacer los requerimientos de los clientes, en función
de los programas establecidos, composición química
y condiciones de entrega en conformidad con los parámetros
de calidad, oportunidad y costos requeridos; dicha unidad se
encarga del manejo y programación de carga de chatarra a
los hornos, por lo tanto, seria la responsable directamente del
funcionamiento del nuevo horno (ver figura 8).

Figura 8: Estructura organizativa de la Gerencia de
Colada Fuente: Intranet CVG VENALUM.

CAPÍTULO III

Marco
teórico

Toda investigación debe de estar enmarcada en un
contexto conceptual, académico, administrativo, entre
otros. En particular, el contexto conceptual, también es
conocido como Marco Teórico, el cual se presenta en este
capítulo y se construye en base a la información
obtenida tras la búsqueda, ubicación y consulta
bibliográfica correspondiente al sustento de los puntos
desarrollados en el informe.

3.1 Antecedentes de la investigación La
Gerencia de Proyectos, a través de su División de
Proyectos estratégicos desarrollo la metodología y
proyectos de ingeniería básica enfocada al
crecimiento técnico-operativo de la sala de colada (ver
anexo 8) en base a la implementación de un horno de
fusión de tipo reverbero, esté tipo generalmente
rectangular, cubierto por una bóveda de ladrillo
refractario, que refleja (o reverbera) el calor producido en un
sitio independiente del hogar donde se hace la lumbre. Tiene
siempre chimenea. El combustible no está en contacto
directo con el contenido, sino que lo calienta por medio de una
llama insuflada sobre él desde otra cámara siendo
por tanto el calentamiento indirecto.

Es utilizado para realizar la fusión del
concentrado de cobre y separar la escoria, así como para
la fundición de mineral y el refinado o la fusión
de metales tales hornos se usan en la producción de cobre,
estaño y níquel, en la producción de ciertos
hormigones y cementos y en el reciclado del aluminio. Los hornos
de reverbero se utilizan para la fundición tanto de
metales férreos como de metales no férreos, como
cobre latón, bronce y aluminio.

Durante el proceso, se remueve desde una ventana el
mineral fundido para que el calor actúe lo más
uniformemente posible sobre toda la masa. Constan esencialmente
de un hogar, un laboratorio con solera inclinada que permite que
"escurra" el metal fundido hacia una canal por la que sale al
exterior donde se vierte en los moldes. Sobre esta solera se
dispone el material a tratar, extendido y con poca altura. y
bóveda y de una chimenea.

El tipo más sencillo quema hulla en una parrilla
y la llama, con los productos de la combustión se refleja
(reverbera) en la bóveda o techo del horno, atraviesan el
espacio que hay sobre la solera (donde se sitúa la carga
metálica) y son evacuados por la chimenea, colocada en el
extremo opuesto a la parrilla. En la actualidad se emplean
más los combustibles gaseosos, Líquidos y el
carbón pulverizado, los cuales se insuflan en el horno,
mezclados con aire precalentado, por medio de un quemador situado
en un extremo.

La capacidad de estos hornos es muy variable, y su campo
de aplicación es muy amplio, ya que pueden fundir latones,
bronces, aleaciones de aluminio, fundiciones y acero. Consta de
un recuperador de calor, al igual que el alto horno, destinados a
economizar combustible y alcanzar una temperatura suficientemente
elevada para fundir el metal. Están constituidos por dos
pares de cámaras, formadas interiormente por una serie de
conductos sinuosos de ladrillo refractario. Su funcionamiento es
como sigue: Los gases calientes que salen del horno, al pasar a
través de los recuperadores, les comunican su calor y,
cuando están suficientemente calientes, mediante un
dispositivo automático de válvulas, se invierte el
sentido de circulación, de forma que el gas y el aire,
antes de entrar en el horno, pasan por los recuperadores
calientes y alcanzan temperaturas de 1000 °C a 1200 °C
llegándose a conseguir de esta forma los 1800 °C.
Mientras tanto los gases de la combustión pasan a
través de los otros recuperadores que ahora están
en periodo de calentamiento.

Los hornos de reverbero son de poca altura y gran
longitud. En uno de los extremos se encuentra el hogar donde se
quema el combustible, y en el extremo opuesto la chimenea. Las
llamas y productos de la combustión atraviesan el horno y
son dirigidos, por la bóveda de forma adecuada hacia la
solera del horno, donde está situada la carga del metal
que se desea fundir. Esta carga se calienta, no solo por su
contacto con las llamas y gases calientes sino también por
el calor de radiación de la bóveda del horno de
reverbero.

Aproximadamente, la superficie de la solera es unas tres
veces mayor que la de la parrilla y sus dimensiones oscilan entre
un ancho de 150 a 300 cm y una longitud de 450 a 1500 cm. La
capacidad de los hornos de reverbero es muy variable y oscila
entre los 45 Kg a los 1000 Kg que tienen los empleados para la
fusión de metales no férreos, hasta las 80 t que
tienen los mayores empleados para la fusión de la
fundición de hierro. Las bajas temperaturas de
fusión del aluminio y su facilidad para oxidarse hacen que
el cambio a fusión con oxígeno en los Hornos de
Reverbero requiera diseños de quemadores
específicos para evitar sobrecalentamientos. Este problema
no ocurre en los hornos rotativos debido por una parte al giro
del horno, que hace que la temperatura en su interior se
homogenice con facilidad y por otra a la utilización de
sales de protección que evitan sobrecalentamientos del
material. La primera de las tecnologías consiste en la
utilización de un quemador de baja temperatura de llama
que evita sobrecalentamientos, bien de la bóveda bien del
aluminio, y amplio desarrollo de la misma, con lo que se asegura
una gran homogeneidad tanto en la transmisión del calor
como en la temperatura.

Las tecnologías de combustión con
oxígeno en los hornos de reverbero para fusión de
aluminio permiten, respecto a la utilización de quemadores
de aire frío:

· Incrementar la producción alrededor del
50%

· Reducir el consumo energético entre un
40 y un 50%

· Reducir el volumen de humos emitidos más
del 70%

· Reducir las oxidaciones del aluminio más
de un 20%

3.2 Hornos de fusión a gas Un horno
industrial de gas es la instalación donde se transforma la
energía química de un combustible en calor que se
utiliza para aumentar la temperatura de aquellos materiales
depositados en su interior y así llevarles al estado
necesario para posteriores procedimientos
industriales.

Las partes fundamentales de un horno de gas
son:

· Hogar o cámara de combustión:
donde se alojan los quemadores y se generan los gases de
combustión. Puede coincidir con la cámara de
calentamiento o ser una cámara independiente.

· Cámara de calentamiento: existen
distintos tipos, dependiendo de la forma de operación del
horno y de su función.

· Revestimiento aislante: recubre todas las
cámaras y equipos del horno.

Chimenea y tubos de escape de gases de
combustión: Suelen ir acoplados a intercambiadores para
aprovechamiento de la energía calorífica que
poseen, previo a la emisión a la
atmósfera.

Figura 9: Esquema de horno a gas.
Fuente:http://www.empresaeficiente.com/es/catalogo-de-
tecnologias/hornos-de-gas

3.3 Clasificación de Hornos de Gas
según su función

1. Hornos de Fusión:

Su función es la de fundir los materiales. Hay
varios subtipos:

a. Hornos de Crisol

· El material se funde en un crisol
metálico o cerámico.

· Los gases salen de la parte inferior y lamen
exteriormente el crisol para expulsarse por la parte superior o
boca de carga.

b. Hornos de Reverbero

· La carga está en contacto directo con
los humos pero no con el combustible.

· Su forma es de cuba rectangular con
cámara de combustión separada o quemadores
laterales. Los humos se desplazan hacia el otro extremo
calentando la carga por convección y por radiación
de las llamas y la bóveda refractaria.

c. Cubilotes para fundición

· Horno vertical cilíndrico, similar al
horno alto.

· Su función es también parecida a
éste, pero sólo se busca la fusión eficaz y
no la reducción del mineral de hierro.

· El combustible utilizado es coque o gas
natural.

2. Hornos de Recalentar:

Su objetivo es el calentamiento de piezas para procesos
como laminación, extrusión, forja,
estampación y conformado. En todo momento se mantiene el
estado sólido de las piezas, sólo buscándose
su reblandecimiento.

El tipo de horno adecuado depende de factores como la
forma de las piezas a calentar y la temperatura final
fundamentalmente. No obstante hay muchos más
parámetros que influyen en la elección del tipo de
horno, como por ejemplo, si el horno debe operar en continuo o
discontinuamente.

Los tipos más importantes son: