Reporte de PracticasProfesionales.

Emmanuel Balderas Armendariz 1

Facultad de Ingenierıa Mecanica y Electrica Unidad NorteUniversidad Autonoma de Coahuila.

Monclova, Coahuila, Mexico.

22 de Mayo del 2010

1Ingeniero en Electronica Industrial.

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Contenido

Introduccion. vii

1 Datos Generales de la Empresa. 11.1 Datos Generales de la Empresa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11.2 Productos Elaborados. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

1.2.1 Productos Planos Laminados en Caliente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2.2 Productos Planos Laminados en Frio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31.2.3 Perfiles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2 Descripcion del Proceso. 52.1 Proceso de Decapado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2 Proceso de Reduccion de Molino Tandem y Molino 60. . . . . . . . . . . . . . . . 62.3 Proceso de Lavadoras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.4 Proceso de Recocido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.5 Proceso de Templado (Molino Bliss). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.6 Proceso de Recubrimientos Electrolıticos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.6.1 Proceso de Estanado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.6.2 Proceso de Cromado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

3 Fundamentos Teoricos y Practicos. 133.1 Sensores Inductivos o de Posicionamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.2 Transmisores de Nivel por Ultrasonido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133.3 Valvula Solenoide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.4 Transformadores de Aislamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.5 Termopares Tipo J. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.6 Transmisores de Flujo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.7 Transmisor Diferencial de Presion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.8 Sensores Capacitivos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

Conclusiones. 21

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iv CONTENIDO

Lista de figuras

3.1 Valvula solenoide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.2 Transformador de aislamiento en instalacion trifasica. . . . . . . . . . . . . . . . 153.3 Termopar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163.4 Diagrama de principio de funcionamiento de la placa orificio. . . . . . . . . . . . 173.5 Diagrama de montaje del transmisor de flujo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.6 Diagrama electrico a bloques del transmisor diferencial de presion. . . . . . . . . 193.7 Celulas capacitivas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.8 Sensor capacitivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

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vi LISTA DE FIGURAS

Introduccion.

El objetivo de este informe de practicas profesionales es proporcionar informacion detallada dedonde se realizaron las practicas y en que equipos se practico.

El desarrollo de las practicas profesionales se realizo en las instalaciones del taller de Lam-inacion en Frio Siderurgica 1 de Altos Hornos de Mexico, S.A.B. de C.V. Este taller cuentacon varias secciones de proceso las cuales vienen siendo: Proceso de Decapado Push Pull No.2,Proceso de Reduccion de Molino Tandem “Mesta” y Molino 60, Proceso de Lavadoras, Procesode Recocido, Proceso de Templado (Molino Bliss), y Proceso de Recubrimientos Electrolıticosya sea por Proceso de Estanado o por Proceso de Cromado.

Por lo que la justificacion de este informe de practicas profesionales es proporcionar in-formacion en la cual el practicante lograrıa realizar pruebas y/o mantenimiento a equipos dediferentes secciones del taller en mencion en el parrafo precedente poniendo en practica losconocimientos adquiridos durante la estancia en la Facultad de Ingenierıa Mecanica yElectrica perteneciente a la Universidad Autonoma de Coahuila, reflejandose ası en untiempo de realizacion fijado por la misma facultad.

Para el desarrollo de este trabajo, el informe de practicas profesionales esta integrado porlos siguientes capıtulos:

El Capıtulo 1 Datos Generales de la Empresa. Se presenta en este capıtulo la de-scripcion general de la empresa, ramo al que se dedica, productos elaborados, etc.

El Capıtulo 2 Descripcion del Proceso. En este se describe los procesos del area deLaminacion en Frio Siderurgica 1 que tiene por objetivo obtener dos productos fundamentalesque son la lamina y la hojalata.

El Capıtulo 3 Fundamentos Teoricos y Practicos. Se presentan los principios funda-mentales en que se basan lo equipos electronicos y de instrumentacion.

Por ultimo se dan las conclusiones del trabajo.

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viii INTRODUCCION.

Capıtulo 1

Datos Generales de la Empresa.

1.1 Datos Generales de la Empresa.

AHMSA2 se constituyo el 6 de julio de 1942 e inicio operaciones el 2 de junio de 1944. La em-presa crecio gradualmente con la adicion de equipos que le permitieron incrementar capacidady diversificar sus productos. En 1971 operaba cuatro altos hornos e inauguro su primer tallerde aceracion al oxigeno (BOF), instalacion vanguardista para la epoca.

En 1976 inauguro una segunda siderurgica, adyacente a la primera, con el alto horno masgrande y moderno de Mexico, un nuevo taller de aceracion con un convertidor y una maquinade colada continua; en 1983 se adiciono un segundo convertidor y otra colada.

A fines de 1991 fue privatizada y desde 1992 se inicio una intensiva modernizacion, conrehabilitaciones generales e incrementos de capacidad en las principales lıneas operativas. En1995 se instalo una tercera maquina de colada continua y la nueva lınea dual para produccin dehojalata y lamina cromada (Tin-Free Steel).

En 2006 diseno y desarrolla el Proyecto Fenix para incrementar su capacidad de acero liquidoen 40% con la instalacion de un horno de arco electrico, un horno olla, una maquina de coladacontinua, un molino de placa Steckel y un nuevo alto horno, entre otros equipos.

En 2004, AHMSA fue la primera empresa en Mexico y una de las primeras en America Latinaen certificar un sistema integrado de administracion en sus principales unidades en el denominadoSistema de Administracin AHMSA que incorpora las normas internacionales ISO-9001:2000 paraCalidad, ISO 14001 para Medio Ambiente y OHSAS 18001 para salud y seguridad. AHMSA hatenido que implementar en sus instalaciones, las tecnologıas de vanguardia que conducen a laoptimizacin del proceso productivo, desde la extraccion del mineral de fierro en trozo, hasta sufusion, refinacion y transformacion en un producto de acero solido.

2Empresa Siderurgica Ubicada en Monclova, Coahuila Mexico.

1

2 CAPITULO 1. DATOS GENERALES DE LA EMPRESA.

AHMSA es la mayor siderurgica integrada del paıs con capacidad nominal de 3.8 millonesde toneladas anuales de acero lıquido. Tiene oficinas corporativas en Monclova, en la RegionCentro del estado de Coahuila, a 250 kilometros de la frontera con Estados Unidos.

Con dos plantas, que cubren una extension de aproximadamente 1,200 hectareas, opera pro-cesos desde la extraccion de mineral de fierro y carbon hasta la manufactura de aceros planos y noplanos. Tambien cuenta con minas de carbon metalurgico en Palau, Coahuila, a 110 kilometrosde Monclova, desde donde el mineral se transporta por ferrocarril.

Los principales yacimientos de fierro a cielo abierto se localizan en Hercules, Coahuila, y elconcentrado de ese mineral se recibe a traves de un ferroducto de 295 kilometros que cruza eldesierto coahuilense. Se tiene tambien minas de fierro en los estados de Chihuahua, Durango,Colima, y Michoacan.

Las principales areas operativas son: una Peletizadora, dos plantas coquizadoras, una sinter-izadora, dos altos hornos, dos talleres de aceracion BOF (Basic Oxigen Furnace) y tres unidadesde colada continua de planchon. Ademas cuenta con un departamento de laminacion en calientepara la produccion de lamina en rollo y placa, dos areas de laminacion en frıo con multipleslıneas de proceso, molinos para fabricacion de perfiles pesados y ligeros, ası como un numeroconsiderable de departamentos de servicio.

1.2 Productos Elaborados.

Los productos elaborados son:

1.2.1 Productos Planos Laminados en Caliente.

1. Placa.

• Bajo, medio y alto Carbono.• Para recipientes a presion.• Estructural, Media y Alta resistencia.• Para fabricacion de tuberıa de conduccion, soporte y revestimiento.• Estructural, resistente a la corrosion atmosferica.

2. Rollo.

• Bajo, medio y alto Carbono.• Para recipientes a presion.• De alta formabilidad para piezas automotrices.• Para fabricacion de tuberıa de conduccion, soporte y revestimiento.• Estructural, resistente a la corrosion atmosferica.• Antiderrapante.

1.2. PRODUCTOS ELABORADOS. 3

1.2.2 Productos Planos Laminados en Frio.

1. Aceros Recocidos Templados.

• Al carbono para uso automotriz.

• Al carbono para lınea blanca.

• Al carbono de alta resistencia y baja aleacion (HSLA).

• Alto carbono.

2. Aceros al Carbono sin Recocer.

• Acero base para galvanizar y/o pre pintar.

• Para flejes de alta resistencia.

3. Productos Recubiertos Electrolıticos.

• Hojalata.

• Lamina Cromada.

1.2.3 Perfiles.

1. Perfiles Estructurales.

• Viga perfil estructural IPR.

• Canales CPS.

• Angulos APS.

2. Perfiles Ligeros.

• Solera comercial.

• Solera estructural.

4 CAPITULO 1. DATOS GENERALES DE LA EMPRESA.

Capıtulo 2

Descripcion del Proceso.

En AHMSA existen dos areas de Laminacion en Frio, una en la siderurgica 1 y otra enla siderurgica 2. En ambos talleres se procesan los rollos laminados en caliente para obtenerdos productos fundamentales: lamina y hojalata. El primero, para usarse en manufactura departes automotrices, refrigeradores, estufas, tuberıas, perfiles ligeros, etc.; y el segundo para lafabricacion de envases para productos alimenticios. La descripcion del area situada abajo es lade Laminacion en Frio 1.

2.1 Proceso de Decapado.

En la seccion de DECAPADO3 se le suministra un rollo que proviene de la laminacion encaliente (rollo verde) para su limpieza a traves de acidos; y el mas usual por seguridad es elacido clorhıdrico para limpiarlo de todo oxido superficial que se forma en la superficie de lacinta al momento de ser laminado en caliente y en el enfriamiento posterior a esa etapa.

En esta etapa se eliminan la punta y la cola del rollo ya que presenta en su inicio y fin difer-encias dimensionales y da forma al resto del rollo y las cuales pudieran afectar las operacionesposteriores a esta etapa.

La seccion de DECAPADO se cuenta con tanques horizontales recubiertos con materialantiacido resistente. Cada tanque tiene una solucion a base de agua y acido clorhıdrico, la cintaen proceso se decapa por inmersion pasando de tanque a tanque mientras que la solucion acidasigue un sentido contrario al de la cinta.

El acido clorhıdrico se alimenta por bombeo desde los tanques de almacenamiento al tanquede proceso. La solucion de cada tanque mantiene una temperatura entre 165◦F y 195◦F. Elagregado de acido se efectua de tal forma de mantener el acido entre un seis y diez por cientode concentracion controlado mediante un analisis que se efectua cada dos horas.

En esta seccion se utilizan unas cuchillas circulares para efectuar el desorille para dejar lacinta con el ancho solicitado por el cliente. Posterior a esto la cinta es aceitada por medio de

3Primera seccion del taller de Laminacion en Frio.

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6 CAPITULO 2. DESCRIPCION DEL PROCESO.

rodillos pisadores, esto se realiza con la finalidad de facilitar el proceso de reduccion. En formacondensada, en el decapado se elimina la escama, se da el ancho requerido y se protege contrala oxidacion.

Esta lınea puede ser operada ya sea como una lınea de PUSH PULL o utilizando un grapadopara juntar el inicio y el extremo (punta y cola) de un rollo. Los rollos seran cargados sobre losestantes en la bahıa de almacenaje de rollos y seran transferidos, pesados y cargados sobre los en-rolladores para su procesamiento. El cargado inicial del rollo, hilvanado a traves del enderezador,centrado del hilo despus del enderezador, descarte de extremo de punta, hilvanar el extremo con-ducido dentro del rodillo pinch #6 y centrado del hilo justo antes del grapado y grapado se haceutilizando los dispositivos localizados en varias estaciones. La secuencia de hilvane automaticopuede ser usado para hilvanar el rollo a traves de la seccion del tenso nivelador y de la seccionde decapado de la lınea dentro del extremo de entrada, tambien se puede hacer de forma manual.

Esta seccion maneja un tenso nivelador y se usa para mejorar la forma del material talescomo, combas, ballestas, ajuste de rollos, bordes grandes y centros grandes y proporciona algunosdescascaramientos preliminar del hilo para una mayor eficiencia de la decapada. Esta seccionpuede operarse de tres modos, elongacion, tension y por bypass. Despues de que los rollosson grapados juntos, la lınea se acelerara la velocidad preestablecida de hilvane. El empalmecontinuara a hilvanar a traves de la seccion de decapado y enjuague de la lınea dentro de laseccion de salida de la lınea. Los rodillos escurridores de la seccion acida y los de la seccionde enjuague operaran en modo PUSH PULL para permitir el paso del empalme a traves delos rodillos escurridores. Los rodillos pinch #7 permaneceran cerrados y la mesa de la fosade compensacin permanecera girada hacia abajo cuando el empalme es hilvanado dentro delextremo de salida de la lınea.

2.2 Proceso de Reduccion de Molino Tandem y Molino 60.

Una vez que la lamina ha sido procesada y que esta ha pasado por las lıneas de decapadocontinuo, la lamina queda lista para pasar a los molinos de reduccion; ya sea a traves de losmolinos TANDEM o los llamados molinos reversibles, se cuenta con un tren laminado TANDEM“MESTA” de cinco castillos para reducir. Rolando en frio es un termino generico aplicado ala operacion de procesar un metal entre unos rodillos para reducir el espesor y producir unasuperficie pulida. Reducir en frio es una operacion en la cual el espesor del material es reducidoa otro mas pequeo (mas usual) con una superficie pulida y donde el material reducido tienelas propiedades mecanicas deseadas en los procesos posteriores. La reduccion de la cinta esgeneralmente de 35 a 90 % del espesor.

El objetivo principal de este molino es el de aplicar al acero unas cargas extremas el cual pro-ducen una deformacion. Hasta cierto punto el ascenso de deformacion puede ser proporcional ala carga aplicada y cuando dicha carga es removida, la pieza vuelve a sus condiciones originales.Esta propiedad se llama elasticidad y el maximo permitido sin sufrir deformaciones es el lımiteelastico.

2.3. PROCESO DE LAVADORAS. 7

Si el metal es sometido a cargas que exceden al lımite elastico, el aumento de deformacionno es proporcionado a la carga aplicada y removiendo dicha carga no la induce a remontar asus dimensiones originales. Si se aplican cargas mas altas que las que logren la deformacion, seproduce la ruptura de acero.

En el MOLINO 60 se puede procesar lamina de hasta 60 pulgadas por eso el nombre. Elobjetivo principal de este molino es el de aplicar al acero unas cargas extremas el cual produceuna deformacion. El rolado en un molino reversible consiste en pasar hacia adelante y haciaatras el material entre los rodillos de trabajo, a traves de los cuales se ejerce una alta presiony dandosele varios pases hasta alcanzar el espesor deseado. Para lograr esto, se cuenta con uncarrete antes y despues de los rodillos para enrollar y desenrollar la cinta segun el pase que sele este dando.

2.3 Proceso de Lavadoras.

La cinta de acero viene cubierta con oxidos de fierro y otros componentes de acero, como com-puestos de resinas organicas, residuos de sal de agua de enfriamiento evaporada, grasa, aceite yotras suciedades de la seccion de reduccion en frio.

Todo lo mencionado en el parrafo precedente debe ser removido antes de aplicar cubiertascomo la de cromo o estano. La limpieza electrolıtica remueve el aceite, grasa y la suciedadmediante limpieza de la lamina electrolıticamente a traves de una solucion fuerte de detergentealcalina y caliente. Para lograr la limpieza en la lamina, esta es conectada a un rectificador elcual produce corriente directa para la electrolisis. La corriente directa fluye del polo positivo alnegativo a traves de la solucion de la limpieza.

Si la corriente entra a la solucion despues de la lamina, la lamina se llamara anodica (pos-itiva) y las parrillas son instaladas en la solucion o a un lado de la lamina como un caminode salida para la corriente. Las parrillas (negativa) son conectadas mediante barras de cobre ocables las cuales reciben el regreso de la corriente del rectificador, si la direccion de la corrientees invertida, esto puede ser dado cambiando la posicion de un interruptor de polaridad en elpanel del control y la corriente va a la solucion despues a la lamina y al rodillo conductor, lalamina se llamara catodica, ası la polaridad se refiere a la direccion que la corriente fluye en lalamina y el tipo de control de la reaccion quımica que se da.

Si la lamina es anodica, se producira oxigeno en la lamina y la cantidad de volumen deoxigeno producido es controlada por la cantidad de corriente electrica o amperes a traves de lasolucion.

Si la lamina es catodica, se producira hidrogeno en la lamina en lugar de oxigeno, pero conla misma corriente el volumen de hidrogeno generado sera el doble que el volumen de oxigenoque podrıa ser generado en forma anodica. El gas es generado en la superficie de la lamina bajo

8 CAPITULO 2. DESCRIPCION DEL PROCESO.

los solidos acumulados.

Un volumen largo de gas producira una accion efectiva de tallado, por esta razon la polar-idad catodica es la mas deseable para usarse en solucion alcalina. Algunos limpiadores debencontener mezclas de hidroxido de sodio, fosfato de sodio y carbonato de sodio con un pequenoporcentaje de un agente flotador en paquete. Este paquete flotador debera contener agenteshumectantes emulsificadores, se puede suministrar en forma granular o lıquidos concentradores.

Para alimentar de rollo a la lavadora se corta primero el fleje circunferencial del rollo instal-ado en los conos desenrolladores y en caso necesario se elimina la parte danada de la punta delrollo. Despues de esto se guıa manualmente la punta de la cinta (rollo) sobre la mesa de trabajode entrada, pasandola a traves de las cuchillas de la tijera transversal, apoyandose en las barraspisadoras (clamp’s) doblan la punta hacia atras. Aunado a ello, situan la parte doblada de lalamina y proceden a soldar.

Una vez soldada esta parte, estiran la parte doblada hacia la mesa de entrada del tanque 1,sujetan el doblez pasando alambre por en medio de este y se amarran los extremos del alambre alas cadenas de arrastre y por consiguiente se acciona el control de la cadena de arrastre. Despuesde que se acciona el control de arranque del motoreductor del mecanismo de las cadenas de ar-rastre hara que pase la cinta a traves de los tanques de lavado, rodillos cortina, cepillos y rodillosexprimidores; se acciona la valvula del sistema neumatico de piston de rodillo de arrastre paraque este baje y sujete la cinta y se sueltan los amarres de las cadenas de arrastre y se saca elalambre del doblez, se estira suficiente cinta para cortar el doblez.

Posteriormente se guıa manualmente la punta de la cinta a traves de los tubos en “v” del sis-tema de secado y de los rodillos tensores, enseguida se acciona la valvula del sistema neumaticodel piston de rodillo pisador para que este baje y sujete la punta.

Haciendo uso del “jog” de rodillos tensores estira la cinta hasta llegar a la cuchilla de la tijeraneumatica de salida (tipo cizalla) para efectuar el corte para escuadrar la punta y se retira eltramo de la lamina cortada, se levanta la cuchilla y permite el paso de la cinta hacia el enrol-lador, se gua manualmente la punta de la cinta colocndola en la mordaza del carrete enrollador(mandril) y despues se expande dicho carrete quedando sujetada la punta, se introduce flejeentre la cinta y el carrete a la altura de la mordaza (con dos vueltas de anticipo) y se doblanlos extremos del fleje hacia adentro para que este sujete las primeras vueltas del enrollado, yenseguida se tensa la cinta, se enciende el horno de calentamiento de aire del sistema de secado,se agrega detergente a los tanques para preparar la solucion de lavado, se abren las valvulas desuministro de agua a regaderas de primer y segundo grupo de cepillos, se efectua el ajuste de lacarga de los cepillos y se indica el momento de dar arranque a la lınea.

Tambien se verifica el centro de la cinta en la entrada de la lınea y se da luz verde para iniciarel enrollado, se bajan los rodillos exprimidores, rodillos cortina y cepillos accionando valvulasde sistema neumatico de pistones y se va aumentando la velocidad gradualmente hasta lograr

2.4. PROCESO DE RECOCIDO. 9

una velocidad tal que la lamina continue saliendo limpia y si ası es se mantiene la velocidad.

2.4 Proceso de Recocido.

La cinta (rollo) al ser laminada en los molinos de reduccion adquiere mayor dureza y baja duc-tilidad porque el trabajo mecanico en frio origina movimiento en la estructura interna del metalquedando la cinta con esfuerzos internos, por la deformacion que sufrio en la reduccion de espe-sores.

El recocido de un material endurecido por el trabajo mecanico consiste de un calentamientorapido seguido de un enfriamiento relativamente lento. El proceso de recocido es esencialmentede recristalizacion, durante el cual, los granos originalmente deformados alargadamente por eltrabajo mecanico son reemplazados por granos normales. La velocidad de crecimiento de es-tos nuevos granos depende de la temperatura y duracion de calentamiento, ası como tambiende la cantidad de deformacion previa; el tamano de grano tiende a ser mayor para cantidadespequenas de trabajo en frio, que para cantidades mayores.

Existen dos tipos de horno de recocido para el proceso de lamina reducida en frio: hornosde reducido cıclico y continuo.

El horno que esta localizado en Laminacion en Frio 1 es el de RECOCIDO CONTINUO,en el cual la operacion inicia en la seccion de entrada en el desenrollador, de ahı se cortan aescuadra los extremos de los rollos en la tijera, para pasar a la soldadora y unirlos. Enseguida lacinta pasa por el horno de flama directa para precalentar y limpiar la superficie. En este horno lacinta debe de alcanzar una temperatura de 600◦F, del horno de flama, la cinta pasa al horno derecocido donde se recoce propiamente y se controla enfriando hasta su salida del horno, cuya tem-peratura de la cinta no ha de ser mayor a 300◦F, para no producir oxidacion del medio ambiente.

Un horno de recocido continuo debe mantener en su interior una atmosfera protectora todoel tiempo, para mantener una presion positiva en el interior y no permitir la entrada de aire queproduce oxidacion.

2.5 Proceso de Templado (Molino Bliss).

Una vez que el material ha pasado por las lıneas de recocido, es necesario templarlo para poderutilizarlo en la manufactura de sus productos; ya que de no hacerlo, el material presentara losdefectos de lınea de esfuerzo superficiales, dandole mal aspecto. Por ejemplo, en caso de fabricarcualquier pieza de forma cilındrica y si el material no ha sido templado, la pieza presentara unaserie de aplastamientos en lugar de ser un cilindro liso.

El proceso de TEMPLADO tiene como finalidad el adecuar el material de acuerdo al usoque le van a dar los clientes; para cumplir con esto, se le da la elongacion (aumento de longitud)suficiente para eliminar el punto donde cede el material; a la vez, se suprimen las imperfecciones

10 CAPITULO 2. DESCRIPCION DEL PROCESO.

de la superficie, se da acabado superficial y se mejora la forma de la cinta.

El templado se logra presionando la cinta a traves de los rodillos de trabajo, y de dartension entre estos siendo prioritario este ultimo paso. Este proceso es muy importante, ya queen el se controla la calidad y se da la decision final de enviar a los clientes el producto terminado.

El acabado final del material es producto de los rodillos de trabajo; es decir si dichos rodillosson opacos, el rollo resultara opaco; mientras que sı los rodillos son brillantes, la cinta tendraun acabado igual.

La elongacion que se da al rollo es de 0.5 a 1.5 por ciento y va de acuerdo con el uso finalque le vaya a dar el cliente.

En la siderurgica 1 se cuenta con un molino templador “Bliss” de dos pasos (dos castillos)su produccion de lamina templada esta destinada para la fabricacion de hojalata, dandose unacabado normal opaco de 40 a 50 micropulgadas o bien un acabado brillante de maximo 25micropulgadas.

2.6 Proceso de Recubrimientos Electrolıticos.

2.6.1 Proceso de Estanado.

La funcion de esta seccion es la de recubrir electrolıticamente la cinta con una capa de estano.La cinta es sumergida en una solucion y por medio de un flujo de corriente electrica (electrolisis)se deposita el estano sobre la superficie de la cinta. El producto se debe enjuagar y secar antesde abandonar esta seccion.

Esta seccion esta formada por un tanque de Preinmersion y cuatro tanques de electrode-positacion.

2.6.2 Proceso de Cromado.

La lamina cromada, tambien conocida como TFS (Tin Free Steel), es uno de los productos dealto valor agregado que AHMSA incluyo en sus proyectos de modernizacion, debido a que cadavez son mas altas las exigencias de calidad del mercado. Este producto sustituye en gran partea la hojalata, y su desarrollo comenzo al inicio de los 60’s donde surge una alternativa parareemplazar a la lamina estanada debido a los siguientes factores:

• Los altos precios del estano.

• La disminucion en las reservas mundiales de estano.

• La disponibilidad estrategica.

2.6. PROCESO DE RECUBRIMIENTOS ELECTROLITICOS. 11

El sustituto de estano deberıa cumplir con lo siguiente: que no fuera venenoso, capaz deresistir la deformacion, buena adhesion de la laca.

En el acero cromado (Tin Free Steel), la lamina se cubre con una capa delgada de cromo y otrade oxido de cromo hidratado para darle mayor proteccion. El nombre oficial de este productoes: ECCS (Electrolytic Chrome Coated Steel), que en espanol seria Acero electrolıticamentecubierto con cromo.

En este momento ya se usa el acero cromado para el envasado de cerveza, jugos, cafe, gal-letas, carne, pescado, aceite, productos engrasados, pintura, pilas, etc. La dificultad del acerocromado para ser soldado, fue al inicio la razon principal para que se usara unicamente parafondos y tapas de latas.

En este proceso se recubre la cinta electrolıticamente con una capa de cromo metalico yuna delgada capa de oxido de cromo, para dar proteccion al producto. Esta seccion esta com-puesta por cuatro tanques de electrodepositacion, que estan localizados despues del tanque deenfriamiento del estanado y antes del tanque de tratamiento quımico.

12 CAPITULO 2. DESCRIPCION DEL PROCESO.

Capıtulo 3

Fundamentos Teoricos y Practicos.

3.1 Sensores Inductivos o de Posicionamiento.

Estos sensores son una clase especial de sensores que sirven para detectar materiales metalicosferrosos.

Los sensores de proximidad inductivos contienen un devanado interno. Cuando una corrientecircula por el mismo, un campo magnetico es generado. Cuando un metal es acercado al campomagnetico generado por el sensor de proximidad, este es detectado.

La bobina del sensor inductivo induce CORRIENTES DE FOUCAULT en el material adetectar. Estas, a su vez, generan un campo magnetico que se opone al de la bobina del sensor,causando una reduccion en la inductancia de la misma. Esta reduccion en la inductancia de labobina interna del sensor, trae aparejado una disminucion en la impedancia de esta.

En resumen, el circuito detector reconocera el cambio en la impedancia de la bobina delsensor (debido a las corrientes de Foucault inducidas en el objeto a detectar) y enviara unasenal al amplificador de salida, el cual cambiara el estado de la misma. Cuando el metal adetectar es removido de la zona de deteccion, el oscilador podra generar nuevamente el campomagnetico con su amplitud normal. Es en este momento en que el circuito detector nuevamentedetecta este cambio de impedancia y envıa una senal al amplificador de salida para que sea estequien, nuevamente, restituya el estado de la salida del sensor.

3.2 Transmisores de Nivel por Ultrasonido.

En los tanques de la seccion de DECAPADO (ya sea en tanques de recirculacion4 o de enjuague5)se utilizan los TRANSMISORES DE NIVEL POR ULTRASONIDO.

4Tanques horizontales desde los cuales se bombea la solucion acida a los tanques de proceso.5Tanques verticales los cuales contienen agua de osmosis.

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14 CAPITULO 3. FUNDAMENTOS TEORICOS Y PRACTICOS.

Primeramente definire a que se le denomina ultrasonido. Un oıdo normal tiene un rangode frecuencia audible que va de los 20 a los 20 KHz aproximadamente. Una onda sonora queposee una frecuencia por sobre este rango se denomina ultrasonido. Existen dos metodos parala medicion de nivel por ultrasonido: medicion por resonancia y medicion por eco.

El metodo utilizado para medir el nivel en estos tanques es el de eco (Tiempo de Retorno). Eleco se produce cuando una onda sonora que viaja en un medio se encuentra con una superficiey como resultado de ello, parte de ella retorna al medio. Para el caso de la medicion de nivel, laidea consiste en enviar un pulso de ultrasonido de tal manera que al incidir sobre la superficieparte de la onda es reflejada de regreso al medio y recibida luego por el transductor.

Para implementar los metodos senalados se hace uso de los cristales piezoelectricos. Estoscristales tienen la propiedad de expandirse o contraerse al excitarlos con un determinado voltajede polarizacion. En estado natural, el cristal se encuentra polarizado, al aplicar un voltaje ensentido directo, el cristal se contrae. Por el contrario, si se aplica un voltaje inverso, el cristalse expande. El cristal provee la fuente de vibracion mecanica a dicha frecuencia necesaria paragenerar la onda sonora. Sin embargo, no es suficiente la amplitud de la vibracion como paragenerar la onda sonora por sı misma, se hace uso de una membrana que en definitiva se encargade generar la onda sonora. Finalmente, las senales son sometidas a etapas de acondicionamientoelectronico y procesamiento.

3.3 Valvula Solenoide.

Figura 3.1: Valvula solenoide.

La valvula de solenoide sirve para el control de presion de aire, flujo de lıquidos o gases, etc.

3.4. TRANSFORMADORES DE AISLAMIENTO. 15

Es un dispositivo operado electricamente, y puede usarse para controlar la presion de aire apli-cada en un actuador neumatico en posicion completamente abierta o completamente cerrada.La valvula de solenoide no regula la presion de aire aunque puede estar siempre completamenteabierta o completamente cerrada.

La valvula de solenoide es una valvula que se cierra por gravedad, por presion o por la accionde un resorte; y es abierta por el movimiento de un embolo operado por la accion magnetica deuna bobina energizada electricamente, o viceversa.

La aguja de la valvula esta unida mecanicamente a la parte inferior del embolo. En estavalvula en particular, cuando se energiza la bobina, el embolo es levantado hacia el centro dela bobina, levantando la aguja del orificio donde esta sentada, permitiendo ası el flujo. Cuandose desenergiza la bobina, el peso del embolo hace que caiga por gravedad y cierre el orificio,deteniendo el flujo.

3.4 Transformadores de Aislamiento.

Un Transformador de Aislamiento es uno que cuenta con devanados (primario y secundario)separados. La relacion de transformacion puede ser cualquiera (220/220, 460/220), no tiene queser unitaria. Un transformador de aislamiento apropiado para equipo electronico sensible debecontar con al menos un blindaje electrostatico (blindaje Faraday) para disminuir la intercapac-itancia entre los devanados. Un transformador de aislamiento con blindaje Faraday reduce elruido de modo comun, mas no reduce el ruido de modo diferencial.

Figura 3.2: Transformador de aislamiento en instalacion trifasica.

Los transformadores de aislamiento pueden reducir el voltaje de neutro a tierra. La existen-cia de cierto voltaje de neutro a tierra no es un problema para la mayorıa de las cargas; perohay cargas a las cuales les afecta la presencia de dicho voltaje, este tipo de carga es equipoelectronico sensible. El voltaje de neutro a tierra es el voltaje que se produce por la corrientede retorno que pasa por el neutro.

16 CAPITULO 3. FUNDAMENTOS TEORICOS Y PRACTICOS.

El voltaje de alimentacion al transformador de aislamiento puede ser de 480 v o de 220 v,siendo mejor opcion la de 480 v pues se requieren conductores mas delgados para los mismosKVAs. Conviene anotar que no es necesario llevar cinco hilos desde el primer transformador ala carga, si se usa un transformador de aislamiento ∆ Y solo se llevan cuatro hilos (tres de fasey uno de tierra).

Si la lınea tiene baja impedancia un transformador de aislamiento debe ser agregado antes decualquier equipo electronico sensible como por ejemplo un drive, para incrementar la impedanciade lınea. Sı la impedancia de lınea es demasiada baja, los picos de voltaje o interrupciones puedencrear picos de corriente excesivos que causaran que se fundan los fusibles por entradas fastidiosasen el caso de un drive, y pueden causar danos a la estructura de potencia.

3.5 Termopares Tipo J.

Los Termopares son quiza los mas faciles de visualizar. Basicamente, un termopar se componede dos metales diferentes que han sido soldados o fusionados por un extremo para conformar lajunta caliente o junta de medicion; el extremo abierto es la junta frıa o junta de referencia.Cuando la junta caliente recibe calor, se genera un voltaje proporcional a las diferencias detemperatura entre la junta caliente y la junta frıa, mas que a la temperatura absoluta. Esnecesario mantener la temperatura de referencia a un grado conocido para obtener medicionesprecisas y repetibles.

Figura 3.3: Termopar.

Los Termopares utilizados en la seccion de DECAPADO en la laminacion en Frıo son de tipoJ. Tipo J: (-210◦C a +1200◦C). Hierro/Constantan.

• No se recomienda su uso en temperaturas bajo cero debido a que el hierro produce her-rumbre y tiende a volverse quebradizo.

• Se utiliza en atmosferas de succion, oxidacion, reduccion o inertes.

• La oxidacion ocurre mas velozmente a temperaturas por encima de los 500◦C.

Los sensores basicos para termopares son fabricados de una funda metalico mineral aisladocompletamente recocida. No puede usarse a temperaturas superiores a la mencionada ya que

3.6. TRANSMISORES DE FLUJO. 17

una abrupta transformacion magnetica causa una descalibracion permanente. La descalibraciones el proceso de alterar accidentalmente la conformacion del cable del termopar. Tiene unasensibilidad de 52µV/◦C.

3.6 Transmisores de Flujo.

El elemento primario de flujo opera bajo el siguiente principio de funcionamiento:

En el orificio de la placa la velocidad de flujo es mayor que en el resto del tubo. Segun laecuacion de Bernoulli esto se traduce en una reduccion de la presion estatica. La diferencia depresion entre la presion estatica del lado de alta y de lado de baja de la placa orificio se midepor medio de un transmisor de presion diferencial.

El valor de la presion diferencial depende de la razon del diametro (β), del diametro interiordel orificio (d) del agujero al diametro interior del tubo (D). Despues del orificio la presionrecupera parte de su valor original. Hay una perdida de presion restante ∆ω.

Figura 3.4: Diagrama de principio de funcionamiento de la placa orificio.

Placas de orificio y otros dispositivos similares son tambien designados como elementos pri-marios. La relacion entre el caudal (Q) y presion diferencial (ρ) es una funcion raız cuadrada.

Q:√

∆ρ.A continuacion se muestra las partes de montaje para el transmisor de flujo, donde:

1. Placa de orificio.

2. Valvulas de corte de suministro.

18 CAPITULO 3. FUNDAMENTOS TEORICOS Y PRACTICOS.

Figura 3.5: Diagrama de montaje del transmisor de flujo.

3. Tres valvulas de escape.

4. Transmisor de presion diferencial.

5. Separador.

6. Valvulas de dren.

3.7 Transmisor Diferencial de Presion.

Los transmisores de diferencial de presion usan sensores capacitivos (celulas capacitivas) comoelementos detectores de presion. La diferencia de capacitancia entre el diafragma y las laminasdel capacitor, en ambos lados del diafragma, es convertida electronicamente para un par decables.

El lazo de entrada consiste de un oscilador controlado por voltaje (VCO), la celula de presioncapacitiva, el demodulador y el inversor de corriente. Estos componentes actuan juntos como unlazo de retroalimentacion para el amplificador de control VCO, el cual controla la amplitud defrecuencia de la salida VCO tal que la suma de las corrientes de capacitancia de las dos celulasigualan la corriente a traves de un resistor. La diferencia de la corriente capacitiva es alimentadaal lazo de salida como la analoga electrica de la entrada de presion. Esta diferencia de corriente eslineal con la presion del diafragma que es aproximadamente cero en la presion del diafragma cero.

3.8. SENSORES CAPACITIVOS. 19

El funcionamiento se basa en una presion de operacion que deforma el diafragma, el movimientode diafragma se transmite por medio del fluido el cual varıa la capacitancia.

Figura 3.6: Diagrama electrico a bloques del transmisor diferencial de presion.

Figura 3.7: Celulas capacitivas.

3.8 Sensores Capacitivos.

Los sensores capacitivos pueden detectar materiales conductores y no conductores, en formalıquida o solida. La funcion del detector capacitivo consiste en senalar un cambio de estado,basado en la variacion del estimulo de un campo electrico. Los sensores capacitivos detectanobjetos metalicos, o no metalicos, midiendo el cambio en la capacitancia, la cual depende de laconstante dielectrica del material a detectar, su masa, tamano, y distancia hasta la superficiesensible del detector.

20 CAPITULO 3. FUNDAMENTOS TEORICOS Y PRACTICOS.

Los detectores capacitivos estan construidos en base a un oscilador RC. Debido a la influen-cia del objeto a detectar, y del cambio de capacitancia, la amplificacion se incrementa haciendoentrar en oscilacion el oscilador. La senal de salida del oscilador alimenta otro amplificador, elcual a su vez, pasa la senal a la etapa de salida.

Cuando un objeto conductor se acerca a la cara activa del detector, el objeto actua comoun condensador. El cambio de la capacitancia es significativo durante una larga distancia. Sise aproxima un objeto no conductor, solamente se produce un cambio pequeno en la constantedielectrica, y el incremento en su capacitancia es muy pequeno comparado con los materialesconductores.

Los detectores capacitivos son particularmente adecuados para determinar niveles a travesde las paredes no metalicas de un deposito, pero el uso que se les da en el taller de Laminacionen Frio es de posicion para centrar la cinta (rollo que procesan) en la lınea.

Figura 3.8: Sensor capacitivo.

Conclusiones.

En este informe de practicas profesionales se desarrollo la descripcion del taller de Lami-nacion en Frio de la siderurgica No.1 de Altos Hornos de Mexico para conocer la produccion dedicha empresa y de algunos equipos que manejan en este taller ya sea electrico, electronico y deinstrumentacion.

El equipo electrico-electronico y de instrumentacion que manejan las secciones de las difer-entes lıneas de Laminacion en Frio No.1 desempena un papel importante en el aprendizaje, en laspruebas y/o mantenimiento del practicante, estos nuevos conocimientos mejoraran el desempenolaboral del mismo ya que tiene una o unas perspectivas del funcionamiento de los equipos masdefinidas.

A partir de la metodologıa del aprendizaje, el practicante se ve beneficiado por el conocimientoadquirido ya que en la teorıa solamente se mencionaban dichos equipos.

Tambien se observo a raız la instalacion de equipo de la lınea de DECAPADO No.2 consus pruebas de funcionamiento adecuado de la lınea, en esta lınea se implemento la instalacionde bridas de entrada y salida (conjunto de rodillos) y el tensonivelador, esto viene siendo loinnovador de esta lınea, esto sin mencionar el equipo electronico, de instrumentacion y progra-macion.

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