Evaluación del comportamiento e incidencia en los atributos de la pella piroconsolidada y en los atributos del HRD
RESUMEN
El presente trabajo tuvo como objetivo evaluar el
comportamiento e incidencia en los atributos de la pella
piroconsolidada y los atributos del HRD cuando varia el
porcentaje de alúmina del mineral de hierro. Utilizando un
histórico de data desde 1 de enero del 2009 hasta el 31 de
marzo del 2012, 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 piroconsolidadas y del HRD, se utilizó la data
depurada y desfasada para realizar los histogramas de frecuencia
observando 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 niveles operativos para la obtención de
resultados favorables en la calidad de la planta.
Palabras Claves: Pellas quemadas, HRD, Porcentaje
de alúmina, atributos, análisis, anovas simple,
regresión simple, influencia, propiedades.
INTRODUCCION.
La empresa SIDOR, C.A es un complejo siderúrgico
dedicado a la producción y comercialización de
productos de acero al mercado nacional y a la
explotación.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.
Parte primordial de la cadena productiva de la empresa
la forma el área de prerreducidos, la cual se encarga
desde la preparación de la materia prima para la
fabricación de las pellas (mineral de hierro conjuntamente
con los aditivos y aglomerantes en forma esférica con
características físicas – Químicas y
granulométricas especificas) hasta los procesos de
reducción directa de las mismas para la obtención
de hierro de reducción directa o HRD.
Existen diversas tecnologías de Reducción
Directa a nivel mundial. Las principales son MIDREX desarrollada
por Midrex Technologies y HYL desarrollada por Hylsamex.
Además de estas, existe la tecnología FINMET. SIDOR
utiliza las tecnologías HYL y MIDREX, contando con tres
plantas: MIDREX I, compuesta por un módulo con un reactor
de reducción directa; MIDREX II compuesta por tres
módulos, denominados A, B, C, cada uno con un reactor de
reducción directa y HYL III, integrada por tres
módulos de producción, cada uno de ellos consta de
4 reactores.
La función de estas plantas de reducción
directa es satisfacer la demanda de HRD de las líneas de
Acerías con las cuales cuenta la empresa, para cumplir con
la fabricación de productos terminados y semi terminados
de acero con composiciones químicas y propiedades
mecánicas requeridas por tan importante cliente
interno.
Básicamente el trabajo es un estudio
estadístico en el que se tomaron como muestra los datos
obtenidos de los atributos de las pellas quemadas y los atributos
del HRD, para evaluar su comportamiento e incidencia, se conto
con una data desde Enero del 2009 hasta Marzo de 2012, sin
embargo para establecer la metodología de
comparación el periodo de estudio se establecieron unos
factores de varianza del porcentaje de alúmina del mineral
molido y pella de alimentación, Una vez recolectada y
organizada la data se hicieron análisis de varianza
simples, comparaciones de dos muestras y se construyo un modelo
de cadena para la productividad de Midrex II-C utilizando como
herramienta el paquete estadístico STATGRAPHICS® en
dos de sus versiones; Plus 5.0 y Centurion XV.
Las propiedades y calidad de los productos dependen
esencialmente de dos factores: las características de la
materia prima y las variables y/o parámetros del proceso a
partir del cual son fabricados. Las pellas quemadas producidas y
empleadas en la industria siderúrgica no escapan de esta
realidad; siendo además materia prima en procesos
subsiguientes a la peletización, es de vital importancia
garantizar su comportamiento con la finalidad de obtener el
máximo aprovechamiento
Para la elaboración de este trabajo nos
enfocaremos en la planta de pellas y Reducción Directa
Midrex II-C, el mismo contara con los siguientes
capítulos:
El capítulo I el cual plantea el problema,
establece los objetivos, justificación, limitación
y delimitación del trabajo, el capítulo II Marco de
Referencia, Capítulo III Marco Teórico que contiene
las bases teóricas que dan soporte a la realización
de esta investigación, el capítulo IV Marco
Metodológico que detalla la metodología empleada
para desarrollar la investigación y el capítulo V
muestra de análisis y resultados. Finalmente se presentan
las Conclusiones, Recomendaciones y Referencias
CAPITULO I
EL
PROBLEMA.
En el presente capitulo se desarrollan tópicos
concernientes al problema que 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.
1.1Planteamiento del problema.
La empresa Siderúrgica del Orinoco Alfredo
Maneiro C.A (SIDOR), es una empresa creada por el Estado
Venezolano, dedicada 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.
Para la fabricación de acero, SIDOR inicia sus
procesos mediante la aglomeración de finos de mineral con
alto contenido de hierro, junto con aditivos y aglomerantes
orgánicos, para la formar las pellas (aglomerados en forma
esférica). Estas son procesadas en dos plantas de
Reducción Directa con tecnología HyL ó
MIDREX garantizando la obtención de hierro de
Reducción Directa (HRD). El HRD es enviado a las
áreas de acerías donde es cargado a los hornos
eléctricos de arco para obtener el acero líquido y
posteriormente, pasa a las máquinas de colada continua
para su solidificación, obteniéndose semielaborados
– Planchones o Palanquillas- que se destinan a la
fabricación de productos planos y productos largos,
respectivamente. Este trabajo se enfoca en el proceso de las
pellas piroconsolidadas y el proceso de reducción MIDREX
II Modulo c.
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 químicas, físicas –
granulométricas específicas y metalúrgicas
(con el propósito de satisfacer las necesidades de los
clientes internos y externos.) este aglomerado es usado en
reducción garantizando calidad, disponibilidad y
producción con un control en las etapas y calidad en el
producto obtenido.
En los últimos años el mineral
suministrado por FMO ha presentado variabilidad en su
composición química. Esto, se ve reflejado en la
disminución del porcentaje de hierro encontrado en el
mineral y el aumento significativo de la ganga entre ellas el
porcentaje de alumina; lo que puede estar causando un efecto
desfavorable en el proceso de piroconsolidación de la
Pella y en atributos del HRD y en consecuencia provocando una
disminución en la calidad del producto final.
Por lo antes expuesto, la gerencia de Reducción
Directa, 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 las pellas
quemadas y del HRD; por ello, se plantea Diseñar un
modelo estadístico que permita determinar la influencia
del porcentaje de alúmina en los atributos de las
pellas piroconsolidadas y su impacto en las plantas de
Reducción Directa MIDREX.
FiguraI-1: Variación del
porcentaje de alúmina.
1.2 Objetivos de la
investigación.
1.2.1 Objetivo general:
Evaluar el comportamiento e incidencia en los atributos
de la pella piroconsolidada y en los atributos del HRD cuando
varía el %Al203 del mineral de hierro.
1.2.2 Objetivos
específicos:
1. Describir las etapas del proceso productivo de
pellas piroconsolidada y de las plantas de reducción
directa Midrex II a fin de ubicar la zona de toma de datos
más representativa para el análisis.
2. Estudiar el comportamiento de los atributos
físicos, granulométricos y metalúrgicos de
la pella piroconsolidada cuando varía el %Al2O3 del
mineral de hierro.
3. Determinar el impacto en los atributos de la pella
piroconsolidada que se vean influenciados directamente por la
variación del %Al2O3 del mineral de hierro utilizando
herramientas estadísticas.
4. Estudiar el comportamiento de la productividad
de los módulos MIDREX y de los atributos físicos y
granulométricos del HRD cuando varía el %Al2O3 del
mineral de hierro.
5. Determinar el impacto en productividad y
atributos que se vean influenciados directamente por la
variación del %Al2O3 del mineral de hierro utilizando
herramientas estadísticas.
6. Validar el Modelo
Estadístico.
1.3Justificación o
Importancia:
La realización de este estudio obedece a que se
desconoce la incidencia que pueda tener el %Al203 en los
atributos de la pella piroconsolidada y en los atributos del HRD,
ya que actualmente no hay antecedentes que muestren tendencias o
impactos asociados, razón por la cual se
propiciaría una orientación de que atributos
vigilar cuando se pronostique una variación del
%Al2O3.
1.4 Delimitación o
Alcance:
El estudio estará limitado a la
realización de una evaluación del comportamiento e
incidencia en los atributos de la pella quemada (Propiedades
físicas, Metalúrgicas y Granulométricas) Y
los atributos del HRD (Propiedades físicas,
Granulométricas, y reactividad) cuando varia el porcentaje
de alúmina del mineral de hierro. Utilizando un
histórico de data desde 1 de enero del 2009
hasta el 31 de Marzo del 2012. Con una duración de 24
semanas.
El modelo estadístico se
diseñara con la data del módulo c Midrex II
ya que este es el que posee mayor operatividad en el
período seleccionado.
CAPITULO II
MARCO DE
REFRENCIA.
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.
2.1 Descripción De La Empresa
Siderúrgica del Orinoco Alfredo
Maneiro.
La empresa Siderúrgica del Orinoco Alfredo
Maneiro, (SIDOR, C.A) es el complejo siderúrgico integrado
de Venezuela que desarrolla sus actividades industriales en una
planta ubicada en la zona industrial matanzas, estado
bolívar, sobre el margen derecho del rio Orinoco a
unos 300 Km de su desembocadura en el océano
atlántico y a 17 kilómetros de la confluencia con
el rio Caroní, primer exportador no petrolero del
país, reconocido como cuarto productor de acero integrado
de américa latina y el principal de la
región andina.
FiguraII-2: Ubicación
Geográfica de SIDOR.
Fuente: Intranet SIDOR
2012.
Su ubicación responde principalmente a razones
económicas y geográficas, que le permiten
conectarse con el resto del país por vía terrestre,
y por vía fluvial marítima con el resto del mundo.
Además se abastece de la energía eléctrica
generada por las represas más importantes de la zona,
ubicadas sobre el río Caroní, así como del
Gas Natural proveniente de los campos petroleros en la
Región Oriental. Anexando a todas estas ventajas la
cercanía con los cerros Bolívar y Pao en los que se
encuentra el mineral de hierro.
Cuenta con equipos e instalaciones auxiliares que
permiten la producción de acero y la fabricación de
una variada gama de productos que abarca desde Pellas, Hierro de
reducción directa, Cal y Semi-elaborados de acero
(Planchones y Palanquillas) hasta productos Planos terminados
(Bandas, Bobinas y Láminas en caliente; Bobinas,
Láminas en frío y recubiertos) y
Largos (Barras y Alambrón).
FiguraII-3. Vista Panorámica
de SIDOR
Fuente: Intranet SIDOR
2012
2.1.1Objetivo general de la
empresa:
Optimizar los procesos de fabricación y
comercialización de productos siderúrgicos,
aprovechando el conjunto de recursos (Humanos, materiales,
financieros, tecnológicos y otros) de que dispone, de
forma que se minimicen costos e incrementar las
ganancias.
2.1.2 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.
2.1.3 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.
2.1.4 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.
2.1.5 Visión de
Sidor.
Ser la empresa socialista del estado venezolano, que
prioriza el desarrollo del mercado nacional con miras a los
mercados del ALBA, andino, caribeño y del MERCOSUR, para
la fabricación de productos de acero con alto valor
agregado, alineado con los objetivos estratégicos de la
Nación, a los fines de alcanzar la soberanía
productiva y el desarrollo sustentable del
país.
2.1.6 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 figuraII-4).
FiguraII-4: Estructura Organizativa actual
de SIDOR. Fuente: Intranet.
2.2 Proceso productivo general de
Sidor.
El proceso productivo de SIDOR se inicia con la
producción de pellas piroconsolidadas, las pellas son
materia prima alimentada en los hornos de reducción
directa que a través de dos procesos distintos Midrex y
HyL para obtener HRD. 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)
· 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.
2.2.1 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 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.
FiguraII-5: Secuencia de operaciones
del Proceso de Peletización.
2.2.2 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)
FiguraII-6: Distribución de las
Pellas a las Plantas Reductoras del área de Prerreducidos
(Pellas- Reducción).
2.2.3 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.
FiguraII-7: Vista aérea de la
Planta de Acería y Colada continua de Planchones. Fuente:
http://ingconceptual.blogspot.com/2007/05/visita-tecnica-sidor_22.html.
2.2.4 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.
FiguraII-8: Planta de Acería y
Colada continua de Palanquilla.
Fuente:
http://noticiasradiolago.blogspot.com/2010/04/sidor-en-ruinas.html.
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