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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE GUAYANA
VICERECTORADO ACADEMICO COORDINACION GENERAL DE
PREGRADO COORDINACIÓN DE PASANTÍAS
CVG ALCASA.
MODIFICACION DE LAS ESTIBAS DE CARGA DE LOS HORNOS DE
RECOCIDO DE LA EMPRESA CVG ALCASA.
Trabajo de Pasantía presentado a los fines de cumplir con el requisito formal que
establece la institución para optar al grado de TECNÓLOGO INDUSTRIAL.
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Tutor Académico Tutor Industrial Asunción rojas Edgar carati.
Autor: Osmarle Flores.
Ciudad Guayana, noviembre 2011.
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INDICE
INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 3
DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA ......................................................................... 5
Misión ................................................................................................................... 5
Visión .................................................................................................................... 6
Política de la calidad ............................................................................................. 6
Objetivos ............................................................................................................... 6
Descripción de la unidad ....................................................................................... 6
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA ......................................................................... 8
Objetivos de la pasantía ............................................................................................. 9
METODOLOGÍA DESARROLLADA .................................................................... 10
Conclusiones .............................................................................................................. 19
Recomendaciones ...................................................................................................... 20
Bibliografía ................................................................................................................ 21
ANEXOS ................................................................................................................... 22
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INTRODUCCIÓN
En ingeniería uno de los fundamentos en el diseño mecánico es resultado de
investigaciones sobre el límite de fluencia de los materiales, valor de esfuerzo aplicado en
el que el material comienza a deformarse permanentemente, adquiriendo propiedades
diferentes a las que tenía antes de someterlo a una fuerza. Para lograr un diseño adecuado,
se debe llegar a un cociente límite de fluencia / fuerza aplicada (en la manera más sencilla
de presentarlo) mayor a la unidad. El proceso de diseño inicia con la identificación de la
necesidad, para luego plantear el problema concreto, también se realiza de manera
interactiva el análisis y síntesis hasta concluir con el diseño final.
La industria C.V.G, ALCASA, organización dedicada a la producción y
comercialización de aluminio primario en forma productiva, rentable y sustentable, tiene
como compromiso garantizar los requerimientos de sus clientes, mediante el mejoramiento
continuo de su sistema de gestión de calidad. Sus áreas operativas son Planta de Carbón,
Plata de Reducción, Planta de Fundición y Planta de Laminación. Sus productos, lingotes
de 454 kilogramos y 22.5 kilogramos, cilindros para la extrusión y planchones para
laminación de hasta 8 toneladas, los cuales se destinan para satisfacer las necesidades del
sector transformador nacional, y el excedente se exporta. El capital accionario está
constituido por un 92 por ciento de la Corporación Venezolana de Guayana y el ocho por
ciento de la empresa norteamericana Alcoa. Su capacidad nominal de producción es de 120
mil TM/año de aluminio primario. El escenario de comercialización de la compañía
también incluye el mercado internacional Aluminio del Caroní es controlada por la
Corporación Venezolana de Guayana, la que está adscrita al Ministerio del Poder Popular
para las Industrias Básicas y Minería.
El presente informe de pasantía tiene la finalidad de diseñar y adecuar las “estibas”
para los hornos de recocido del área de laminación, con el propósito de obtener la mayor
producción posible por parte de los hornos, evitando el maltrato de los mismos por el
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diseño que las estibas poseen, así como también mejorar las condiciones de trabajo
proporcionando un diseño que situé las bobinas de una forma desahogada para su mejor
protección.
Tomando en cuenta todas las informaciones recabadas y las orientaciones
obtenidas de la Coordinación de Pasantías de la Uneg, se estructura el presente informe de
la siguiente manera:
La primera parte está integrada por una breve descripción de la empresa, misión, visión,
objetivos y descripción del departamento donde se llevó a cabo la pasantía.
Seguidamente con una breve descripción de los problemas observados en la empresa, el
planteamiento del problema lo que se quiere que el pasante resuelva.
En esta parte del informe se señala los objetivos de la pasantía y explicación del plan
inicial acordado.
En este se especifican los logros del plan de trabajo, la manera en que se realizo.
Aquí se desglosan las facilidades y dificultades que se tuvieron al momento de la
realización de la pasantía.
Se señalan la apreciación de los conocimientos adquiridos en la pasantía.
Por último se tienen las Conclusiones y Recomendaciones.
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DESCRIPCIÓN DE LA EMPRESA
CVG Aluminio del Caroní, S.A. (ALCASA) Industria básica del estado venezolano,
tutelada por la Corporación Venezolana de Guayana, productora y comercializadora de
aluminio primario, cilindros y productos laminados.
El 14 de octubre de 1967 marca el inicio de sus operaciones de producción de aluminio,
al inaugurarse la I etapa de la Línea I de reducción con una capacidad de 10 mil toneladas
métricas de aluminio. En 1968 se da inicio al proceso de ampliación que culmina en 1970
con la instalación de la II etapa de la Línea I, elevando su capacidad de 10 mil a 22 mil 500
TMA. Con esta fase de ampliación, también, arranca el proceso de laminación de aluminio,
al instalarse las plantas en Guayana y Guácara, con capacidades de producción de 13 mil
TMA de láminas blandas y 3 mil 700 TMA de foil. En estos momentos, CVG ALCASA
opera con tres Líneas de Reducción: I, III y IV, para una producción anual de aluminio
primario en el orden de las 185 mil toneladas métricas de aluminio. Dentro de sus proyectos
inmediatos tiene previsto lograr de nuevo su capacidad nominal de reducción de 210 mil
TMA con la reactivación de la Línea II, que reiniciará operaciones en el año 2003.
La empresa destina el 60 por ciento de su producción al mercado internacional; Costa
Rica, Estados Unidos, Colombia, México, Puerto Rico, Perú, Argentina, Inglaterra y
Bélgica, en tanto que el restante 40 por ciento es para el consumo de la industria nacional
transformadora aguas abajo. Sus áreas operativas son Planta de Carbón, Plata de
Reducción, Planta de Fundición y Planta de Laminación. Sus productos, lingotes de 454
kilogramos y 22.5 kilogramos, cilindros para la extrusión y planchones para laminación de
hasta 8 toneladas, los cuales se destinan para satisfacer las necesidades del sector
transformador nacional, y el excedente se exporta.
Misión
Producir, transformar y comercializar en forma eficiente los productos de aluminio
garantizando el suministro de materia prima al sector transformador nacional, fomentando
la diversificación productiva con mayor valor agregado, defendiendo la soberanía
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productiva y tecnológica. De igual manera, servir de plataforma para el impulso de las EPS
y diversas formas asociativas de producción.
Visión
Posicionar a CVG ALCASA como promotor del desarrollo endógeno, impulsando la
industria del aluminio, permitiendo diversificar y transformar la materia prima en productos
terminados, que aporten al sostenimiento socio- económico del país, a través de empresas
de producción social, bajo las premisas del nuevo modelo productivo que apunta al
Socialismo del Siglo XXI.
Política de la calidad
En CVG ALCASA, el compromiso es, elaborar y comercializar, productos de aluminio
que satisfagan los requisitos de los clientes, mediante el mejoramiento continuo de la
eficacia del sistema de gestión de la calidad.
Objetivos
Producir bobinas de aluminio en forma competitiva cumpliendo con las normas de
proceso, seguridad y ambiente, para la satisfacción de los requerimientos de sus clientes y
estabilidad de los trabajadores.
DESCRIPCIÓN DE LA UNIDAD
En la planta de laminación de ALCASA se fabrican láminas y bobinas de aluminio para
diferentes usos. Su capacidad es de 28 mil toneladas por año y consta de una fresadora de
planchones, dos hornos de precalentamiento y homogeneizado, un laminador en caliente
cuarto reversible, tres laminadores en frío cuarto no reversibles, dos rectificadoras para el
rectificado de cilindros de trabajo, apoyo y otros componentes de los distintos laminadores,
cuatro hornos de recocido, una niveladora a tensión, tres cortadoras de largo y finalmente
una cortadora de cintas. La materia prima para ésta planta es el planchón obtenido por
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colada semicontínua en Fundición II. Los planchones a laminar procedentes de fundición II,
son transportados hasta el patio de almacenaje de la sección de laminación. Desde aquí se
pasan por la fresadora KNOEVENAGEL donde ocurre el desbaste de las caras superior e
inferior (las que hacen contacto con los cilindros de trabajo) del planchón con el fin de
darles una superficie lisa, libre de defectos superficiales. Una vez fresados son pesados en
la mesa de salida del equipo y trasladados al sitio de almacenamiento en espera hasta ser
cargados al horno de precalentamiento/homogeneizado GUINEA, donde son precalentados
y/o homogeneizados a una temperatura de 500°C a 600°C y un tiempo de homogeneizado
que varía de acuerdo a la aleación y dimensión del planchón entre 8 - 18 horas. Luego de
estas condiciones los planchones pasan al laminador en caliente CLECIM COSIM donde
son laminados o reducidos a espesores que oscilan entre 6 mm y 4,5 mm.
ESTRUCTURA ORGANIZATIVA
Fig.N-1 Organigrama del área de laminación la empresa CVG ALCASA
Fuente: Estructura Organizativa de CVG ALCASA. Gerencia.
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b) DESCRIPCIÓN DE PROBLEMA
Modificación tiene como significado el procedimiento mediante el cual algo se cambia
o altera su forma manteniendo su identidad. A este respecto, Peña (2008). Determina que
“Para cambiar un poco la forma o cualidades de un objeto y cambiar una parte de algo,
dejando la mayor parte sin cambios, adaptado a un propósito el cual puede ser mecánico,
esta reforma y que efectúe con su funciones para que fue creado ”.Tal como se pudo
observar, en el departamento de laminación de ALCASA se encuentran cinco hornos
GUINEA I, GUINEA II, GUINEA III, CANEFCO A Y CANESFCO C, destinados al
proceso de laminación en frío donde las bobinas de aluminio, son recocidas en condiciones
de temperatura y tiempo que están relacionados con la aleación y el tipo de producto.
Resulta oportuno, mencionar que en el año (2011) en curso, el diario nueva prensa
reseñó que “El Horno Guinea I, estaba fuera de servicio por daños estructurales. Por lo
cual un grupo de trabajadores adscrito a la superintendencia de mantenimiento de la
referida planta, y con el aval de las Mesas de Trabajo, se inicio el proceso de recuperación
del horno de tecnología española, cuya data es de 20 años al igual que el Guinea II, los
cuales tiene como función el precalentamiento de los planchones que van al Laminador
ClesinCosim.
La desincorporación del Horno tenía seis meses, debido a daños en las zonas 2 y 3, así
como desprendimiento del aislante, sin embargo, al desmontar el equipo se evidenciaron
daños graves, que ameritó una intervención profunda”. Se conformó un equipo compuesto
por cuatro mecánicos; tres electricistas, un instrumentista y dos soldadores, quienes
dedicaron su atención a recuperar el horno lo antes posible.
De esta manera, el trabajo ameritó desmontaje de piezas, reparación de techo, montaje
de radiantes, desarme de cortinas, del lado del operador, ya que en esa zona también se
presentaban fallas. Los repuestos fueron sustituidos por stock de almacén y algunas piezas
fueron fabricadas en el taller de Soldadura de la gerencia de Servicios Industriales de CVG
ALCASA, de manera que se logró un ahorro significativo para la puesta a punto del equipo.
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Con este trabajo se demostró que CVG ALCASA cuenta con personal calificado y
dispuesto a dar el 100% por la recuperación operativa de la Planta.
A este respecto se pudo evidenciar en área de laminación de ALCASA que dos de los
hornos se encuentran parados por falta de estibas que transportan las bobinas de aluminio
de diámetros considerables y de peso (6 a 8 toneladas) y la mayor producción se encuentra
en las bobinas de gran diámetro, lo que ocasionan perdida monetaria y mano de obra para
la empresa, daño ambientales por el derroche de energía, contaminación ambiental
(dióxido de carbono) y de igual forma puede ocasionar accidentes laborales improvisación
de maniobra al momento de montar las bobina momento de introducir y desmontar estas
bobinas causando averías en los techos y cortinas de los horno, aparte del esfuerzo
inadecuado que ejercen los operarios para montar estas bobinas .
A partir de esto criterio se puede dar respuesta para la modificación de estas estibas de
tal modo que permita el recocido tanto de bobinas pequeñas como de bobinas grandes, con
la reutilización del mismo material ya que CVG ALCASA no cuenta con los recursos
suficientes para la fabricación de nuevas estiba. Para satisfacer la demanda del mercado
nacional, enmarcada en la política de sustitución de importaciones para ese momento, CVG
ALCASA acomete la construcción de estas estibas que le permite elevar su capacidad
instalada de producción a 50.000 TM/año. Logrando ubicar su capacidad nominal de
producción en 120.000 TM/año de aluminio primario, y la expansión de su planta de
Laminación.
c) OBJETIVOS DE LA PASANTÍA
Evaluar la situación actual que presentan los hornos de recocido de laminación
CVG ALCASA.
Describir las condiciones en que se encuentra las estibas para hornos de recocido
de la unidad de laminación C.V.G ALCASA.
Diseñar las estibas de acuerdo con las especificaciones requeridas para los
hornos de recocido en el área de laminación de CVG ALCASA.
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Determinar de acuerdo a las necesidades los materiales, equipo, herramientas,
mano de obra y tiempo necesario para ejecutar la modificación de las estibas de
carga del área de laminación de CVG ALCASA.
d) ESPECIFICACIÓN DE LOS LOGROS DEL PLAN DE TRABAJO ACORDADO
En las dos primeras semanas de la pasantía según el propósito de trabajo convenido se
emprendió con el reconocimiento de la empresa y recolección de la investigación necesaria
con el fin de llevar a cabo los diferentes objetivos para resolver la problemática existente en
el departamento de laminación con lo que se respecta a las estibas para hornos de recocido
CVG ALCASA. De modo que se estableció la modificación de las estibas de los hornos
de recocido CVG ALCASA. De la semana tres (3) a la cinco (5) se llevó a cabo la
observación y estudio de todas las necesidades que tenia la empresa en cuanto al área de
laminación respecto para mantener a la empresa en las mejores condiciones de
funcionamiento. En estos 15 días se hizo un estudio continuo monopolizando la práctica de
observación directa y entrevista no estructurada para conocer los informes y estadística de
cuantas veces se ha paralizado la producción en estos últimos años y la pérdida que ha
ocasionado a la empresa. Para esta actividad se realizó una descripción general de los
hornos de recocido. Siendo esta la siguiente:
Descripción de los hornos
Se trata de hornos de calentado mediante gas natural, destinado al tratamiento de
recocido de bobinas de aluminio. Los hornos son intermitentes de cámara horizontal y
sección poligonal, con una puerta, provistos de ventiladores para la recirculación del aire
interior a través de la carga en dirección horizontal y sentido transversal.
Los tubos radiantes van dispuestos verticalmente en la parte superior de los hornos y en
toda la longitud de los hornos, separados de la carga mediante un falso techo. El manejo de
la carga, introducido en los hornos y extracción de ellos se lleva a cabo mediante la
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maquina existente. Las cargas están formadas por bobinas cilíndricas de diferentes
tamaños, distribuidos en dos hileras entre las que se sitúan los correspondientes
separadores.
Disponen de enfriamiento controlado bajo atmosfera inerte de nitrógeno, para cargas cuyo
tratamiento requieran atmosfera inerte para evitar oxidación de la carga. La regulación
automática de temperatura en los hornos se realiza mediante lazos de regulación
implementación en el control lógico programable (PCL). El control lógico correspondiente
a los diversos accionamientos y alarmas también es realizado por dicho PCL. Además se
dispone de una cámara de enfriamiento situada en frente de los hornos. Se carga con la
misma máquina que los hornos puesto que la maquina pueden cargar en ambos sentidos. La
cámara es de frente abierto, sin puerta, y dispone de un ventilador que extrae el calor de la
carga, provocando la corriente de aire necesaria para esto.
Descripción de los hornos de recocido
Características principales de los hornos Capacidad de carga bruta: 80.000 Kg
Dimensiones máximas de cada bobina: (8) ocho bobinas de 1.680 mm de
Diámetro y 1.650 mm de anchura, con madrinos de 1830 mm. De longitud, dispuestas en dos hileras de cuatro.
Dimensiones exteriores de los hornos: 6.000 mm de anchura
4.500 mm de altura
9.000 mm de longitud .
Temperatura máxima de utilización: 650º c.
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Suministro de energía eléctrica: 460 v. 3f. 60 c/s.
Combustible: Gas natural. Acometida a presión constante de 200 gr/cm2. Caudal punta 240 Nm3/h.
Potencia instalada: Del orden de 2.100.000 Kcal/h. mediante veinticuatro (24) quemadores, distribuida en cuatro zonas independientes de regulación de temperatura.
Ventilador de combustión: Uno centrifugo con motor de 15 KW a 3-600 r.p.m. directamente acoplado al rotor.
Tubos radiantes
Tipo: forma de “u”
Numero: 24
Disposición: Vertical en ambos laterales de los hornos.
Circulación forzada
Sentido a través de la cámara: Vertical ascendente.
Ventiladores tipo: Turbina, centrífugos, con alabes curvadas hacia delante, montados sobre ejes verticales refrigerados por agua.
Numero: (4) cuatro.
Material: Acero inoxidable.
Diámetro: 1.450 mm de diámetro.
Caudal de aire unitario: 40 m3 /seg.
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Motores de ventiladores: (4) cuatro.
Tipo: Trifásico asincrónico cerrado protección IP -44.
Potencia: 110 KW.
Velocidad de giro: Variable mediante variador de frecuencia electrónico de frecuencia por ventilador.
Puerta de carga
Tipo: Tapón.
Desplazamiento: Apertura vertical.
Accionamiento de elevación: Electromecánico con motor freno de 1,5 CV. 1.800 r.p.m.
Sistema de apriete sobre junta Mediante muelles. Con cilindros neumáticos antagonistas para liberar.
Junta Una goma especial.
Refrigeración de junta Circulación de agua en puertas y frontis.
Sistema de Regulación de Temperatura
Zonas de regulación cuatro
Aparatos de regulación Cuatro lazos de regulación PID implementados en el PLC
Aparatos de seguridad Cuatro reguladores electrónicos de acciones “todonada”
Termopares Uno doble y uno simple por zona.
Control Lógico
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En cuanto, a lo requerido y poder realizar las actividades en las mejores condiciones.
Como tercera actividad de la semana seis (6) a la octava (8), la cual era determinar las
tareas para la modificación de las estibas de los hornos de recocido. Se observó y se
determinó que el problema planteado tuvo solución. Se planteó la modificación de estas
estibas de tal modo que permita el recocido tanto de bobinas pequeñas como de bobinas
grandes, con la reutilización del mismo material, pudiendo realizar la modificación de una
forma exitosa con la colaboración del taller central ubicada en las instalaciones de la
empresa, contando con la ayuda de un equipo conformado por dos mecánicos, un
instrumentista y tres soldadores, ya que CVG ALCASA no cuenta con los recursos
suficientes para la fabricación de nuevas estibas, de tal manera se tomaron los cálculos
correspondientes para la realización de dichas estibas.
Control Lógico Controlador PCL
Funciones del autómata
Maniobras, regulación de temperatura, control de combustión y alarmas.
Visualización de los datos Mediante PC.
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Vistas de la estiba modificada
F
Fig.N- 2 Vistas de la estiba modificada
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Estiba modificada
Fig.N-3 Estiba modificada
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e) FACILIDADES Y DIFICULTADES DURANTE EL DESARROLLO DE LA PASANTÍA
Se aplicara a todas las estibas un procedimiento de rediseño, para que cumpla con los
requisitos de operación, mantenimiento y seguridad, eliminando las falencias del diseño
anterior. Para la realización del rediseño se tienen en cuenta, la factibilidad y facilidad de
adaptación al resto del proceso, la posibilidad y facilidad de fabricación y la confiabilidad y
funcionalidad en el futuro servicio. Cuando se procedió a recolectar la información
pertinente con el objetivo de proporcionar una solución que definiera un producto de forma
que satisfaga los requisitos y restricciones aplicados por el área de laminación de la
empresa no se contaba con los manuales necesarios para la investigación. Sin embargo, se
contaba con respaldo de las acciones de mantenimiento emprendidas por personal.
Cabe destacar que durante el período de pasantías se recibió aportes del área de taller
central, del área de mantenimiento y del área de laminación, lugar específico donde se
llevó a cabo la pasantía ya que, se necesitó elaborar la modificación de las estibas de carga
de los hornos de recocido, para la elaboración de la misma se procedió a recolectar la
información de los hornos, mano de obra y materiales con que contaba la empresa, con el
objetivo de hacer un estudio para reducir costos y hacer la adquisición de los insumos más
indispensables para el buen funcionamiento de las actividades programadas.
f) CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS
Durante el período de pasantías se pudo afianzar los conocimientos que se tenían en
cuanto al diseño mecánico y la resistencia de los materiales, la resistencia de un elemento
es muy importante para determinar la configuración geométrica y las dimensiones que
tendrá dicho elemento, en tal caso se dice que la resistencia es un factor importante del
diseño. La expresión factor de diseño significa alguna característica o consideración que
influye en el diseño de algún elemento o, quizá, en todo el sistema. Por lo general se tiene
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que tomar en cuenta varias de esos factores en un caso de diseño determinado. En
ocasiones, alguno de esos factores será crítico y, si se satisfacen sus condiciones, ya no será
necesario considerar los demás. Suelen tenerse en consideración los factores siguientes:
Confiabilidad, corrosión, desgaste, fricción o rozamiento, procesamiento, costo, seguridad,
peso, ruido, estilización, forma, tamaño, flexibilidad, control, rigidez, acabado de
superficies, lubricación, mantenimiento y volumen.
.
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CONCLUSIONES
1. La adecuación de las estibas de carga en los hornos de recocido son
imprescindibles en el área de laminación para cumplir a cabalidad con todas las
actividades de producción.
2. La implementación táctica de reingeniería a las estibas de carga con que cuenta el
área de laminación, es apropiada para que cumpla con los requisitos de operación,
mantenimiento y seguridad necesaria.
3. Es de suma importancia plasmar la información de las necesidades que tengan los
hornos de recocido del área de laminación, con la finalidad de contar con un soporte
al momento de realizar las actividades de mantenimiento correspondiente.
4. Los costos involucrados en la modificación de las estibas de carga de los hornos de
recocido son relativamente menores que los costos que acarrea los daños causado
en los hornos por el uso de estibas no acorde para las actividades operativas del
área de laminación de CVG ALCASA.
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RECOMENDACIONES
1 Se sugiere la modificación de las estibas acorde a la evaluación ya realizada. de área de
laminación CVG ALCASA.
2 Se debe tomar en consideración el mantenimiento preventivo de las estibas y hornos
de área de laminación CVG ALCASA en un tiempo de cada tres meses ya que con
esto se podrá evitar fallas
3 Motivar al personal del área de laminación CVG ALCASA para la recuperación de las
estibas faltantes y transformarla
4 Verificar el trabajo que ejecuta el personal de área de laminación CVG ALCASA
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BIBLIOGRAFÍA
Singer, F y pytel, A (1982). Resistencia de los materiales. México.
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ANEXO Nº 1: Plan de Trabajo
PLAN DE TRABAJO
Fecha de inicio: Fecha de culminación:
ACTIVIDADES SEMANAS
1 2 3 4 5 6 7 8
Inducción
Evaluar la situación actual que presentan los hornos de recocido de laminación de CVG ALCASA.
Describir las condiciones que se encuentran las estibas para los hornos de recocido de la unidad de laminación.
Diseñar las estibas de acuerdo con las especificaciones requeridas para los hornos de recocido en el área de laminación.
Determinar de acuerdo a las necesidades los materiales, equipo, herramientas, mano de obra y tiempo necesario para ejecutar la modificación de las estibas.
Ejecución de informe.
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Tutor Académico Tutor Industrial Asunción rojas Edgar carati.
01 08 11
23 09 11
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ANEXO Nº 2: ESTIBAS ANTES DE MODIFICAR
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ANEXO Nº 3: ESTIBAS EN PROCESO DE MODIFICACIÓN
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ANEXO Nº 4: ESTIBAS EN PROCESO DE MODIFICACIÓN
ESTIBAS MODIFICADAS
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ANEXO Nº 5: Estibas modificadas
