UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE … · ESTANDARIZACION DE LAS VARIABLES FISICAS DEL SISTEMA DE...

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE GUAYANA

VICERRECTORADO ACADÉMICO

COORDINACIÓN DE PASANTÍA

PROYECTO DE CARRERA: INGENIERIA INDUSTRIAL

ESTANDARIZACION DE LAS VARIABLES FISICAS DEL SISTEMA DE

ENFRIAMIENTO DE LAS CAJAS DE AGUA, EN EL TREN DE

ALAMBRÓN DE LA SIDERURGICA DEL ORINOCO.

AUTOR:

Tsu. DIAZ MORENO FRANK ALEXANDER

C.I.: 17.632.187

CIUDAD GUAYANA, JULIO DEL 2011








TUTOR ACADÉMICO TUTOR INDUSTRIAL

ING. LILIAN CASTILLO ING. AMILCAR SUAREZ

CIUDAD GUAYANA, JULIO DEL 2011





ACTA DE APROBACIÓN

Quienes suscriben, tutores evaluadores designados por la Universidad Nacional

Experimental de Guayana y la Empresa Sidor, para examinar el proyecto de pasantía

presentada por el bachiller DIAZ MORENO FRANK ALEXANDER, portador de

la Cédula de Identidad V-17.632.187, titulado:



ALAMBRÓN DE LA SIDERURGICA DEL ORINOCO.; para optar al título de

Ingeniero Industrial, consideramos que el mismo cumple con los requisitos exigidos

por los reglamentos vigentes por lo que se confiere su aprobación.

En ciudad Guayana a los Quince Días del Mes de Julio del Año 2011.

TUTOR ACADÉMICO TUTOR INDUSTRIAL

ING. LILIAN CASTILLO ING. AMILCAR SUAREZ

GERENCIA DE BARRAS Y ALAMBRON

2








Autor: Frank Alexander Díaz Moreno

Tutor Académico: ING. LILIAN CASTILLO

Tutor Industrial: Ing. Amílcar Suárez

RESUMEN


3

DEDICATORIA

A mi gran familia que es mi madre, Carmen Yadira de Díaz; a mi padre,

Francisco Díaz; a mi hermana Jenifer Díaz; a mi sobrino, Sergio Alexander

Lozano, y a mi adorado hijo Santiago Alexander; por su gran amor, comprensión,

paciencia y sacrificios. Los Quiero Mucho.

A mi Tía Cecilia Díaz, quien me dio su estimulo para seguir adelante; y sabios

consejos en momentos difíciles. Te Quiero Mucho

A mi Abuela Placida, por su cariño y fortaleza a cumplir mis metas.

A mi Novia Isabel Zuleta, por haber estado conmigo en todo momento

apoyándome, y construyendo nuestro futuro. Te Quiero Mucho.

A mis amigos, por estar en todos los momentos buenos y malos de mi vida. Y por

brindarme su amistad incondicional, Nixon y Héctor.

A toda mi familia por que de una u otra forma me han dado entusiasmo a lo largo

de mi carrera.

A todos mis compañeros de pasantía por su apoyo prestado y su amistad (Paola

Gómez, Oscar Bonalde y Greysmar Lira)

A todos los operadores de las diferentes cuadrillas que desarrollan su trabajo en el

pulpito 4, gracias por su colaboración y ayuda.

Al tutor Industrial por su orientación y ayuda prestada para la realización de mi

trabajo (Ing. Amílcar Suarez).

Y a todos los trabajadores que conforman el departamento de procesos por su

aporte y ayuda prestada.


4

AGRADECIMIENTO

A mi Padre y a mi Madre, quienes siempre me han apoyado, guiado y fortalecido

en mis debilidades.

A Dios, que siempre me a guiado por el camino correcto en todos los momentos

de mi vida y me ha dado esa paciencia y la fortaleza para cumplir mis objetivos.

A la universidad Nacional Experimental de Guayana por brindarme la formación

académica necesaria para el logro de mis metas.

Al ING. Lilian Castillo, Tutor académico, por su orientación en el desarrollo del

proyecto y formación de mi carrera.

Al Ing. Industrial Amílcar Suárez, Tutor Industrial, por guiarme, aclarar mis

dudas en momentos de confusión y brindarme su apoyo en todo momento.

A todo el personal que labora en la Gerencia de Barras y Alambrón por la gran

oportunidad que me brindo de estar en la empresa y por su gran apoyo en la

realización de mi meta.

A todos mis compañeros de pasantías, por brindarme su ayuda y su apoyo en la

realización del proyecto.

A todos los trabajadores (Mujeres y Hombres) de la contratista del área de Barras

y alambrón, a los Supervisores, jefes de departamento y al superintendente por su

valiosa colaboración para poder realizar este estudio.

A todas aquellas personas que de alguna u otra forma me ayudaron en la

culminación de esta meta.

A todos muchas

Gracias.


5

INDICE

INTRODUCCION ............................................................................................. 6


6

INTRODUCCION

La Siderúrgica del Orinoco (SIDOR) C.A. es la siderúrgica más importante

de Venezuela y de la región Andina; se dedica a la fabricación de productos de

acero, desde pellas hasta productos finales planos (láminas en caliente, láminas

en frío, y recubiertos) y largos (barras y alambrón) para satisfacer en cantidad,

variedad y calidad, las necesidades de los principales sectores de la economía

nacional e internacional.

Este informe se enfoca en la estandarización de las variables físicas del

sistema de enfriamiento de las cajas de agua, en el tren de alambrón de la

siderúrgica del Orinoco.

A continuación se presenta detalladamente cada uno de los pasos y procesos

que se llevaron a cabo para realizar la estandarización de las variables físicas así

como también del estudio metalografico realizado para visualizar el impacto del

estado de las cajas de agua que tienen sobre el alambrón de alto carbono

procesado en el tren de alambrón.

Por último se visualizan las inspecciones realizadas en las 2 líneas de

laminación sobre las cajas de agua con la finalidad de obtener un mejor estado de

ellas y así de esta manera poder garantizar un mejor resultado al momento de

realizar el estudio.


7

CAPITULO I

EL PROBLEMA

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

SIDOR desarrolla dos grandes procesos, los primarios que tienen la

finalidad de darle al mineral de hierro las características que lo convertirán en

acero de buena calidad y los procesos de fabricación, cuyo objetivo es darle al

acero las dimensiones y formas físicas requeridas.


8

La Gerencia de Procesos de Barras y Alambrón de la Empresa Siderúrgica

del Orinoco SIDOR, tiene como misión fundamental producir y despachar Barras

y Alambrón de manera eficiente, competitiva y rentable, aplicando de manera

efectiva los Principios de la Calidad total en sus procesos y de igual manera en sus

productos. Esta está conformada de la siguiente manera:

Tres unidades operativas:

Superintendencia de Laminación en Alambrón.

Superintendencia de Laminación en Barras.

Superintendencia de Tornería y Servicios

Una unidad de Staff:

Departamento de Ingeniería de Procesos.

Departamento de Control de Gestión.

Y Complejo Productos Largos:

Tren Laminador de Barras.

Tren Laminador de Alambrón.

Un tren de laminación de alambre o tren de alambrón, es un complejo de

instalación de la industria siderúrgica, que permite mediante un proceso de

laminación en caliente, la obtención de acero en forma de barras de sección

ovalada o cilíndrica en general, que suelen ser enrolladas en forma de bobinas

para su posterior almacenamiento y expedición.

La fabricación de Alambrón se inicia mediante una serie de etapas o

procedimientos que van desde la carga de las palanquillas hasta el empaquetado


9

de rollos. Al final del tren terminador, el alambrón es sometido a un enfriamiento

forzado, pasando a través de cajas de enfriamiento con agua, para obtener así las

propiedades mecánicas requeridas. El agua se agrega a alta presión contra la

superficie del alambrón, removiendo de ésta manera los residuos calcáreos. El

rollo es detenido en éste sector y se le despunta varias espiras del inicio y final del

rollo.

Las cajas de agua es uno de los ejes fundamentales para el sistema

operativo de cada línea de laminación del alambrón y esta cuenta con 2 secciones

que por medio de las líneas 1 y 2, una llamada “zona de compensación del

alambrón” instaladas entre el bloque acabador y el aparato de colocación y

formación de las espiras del alambrón, y el llamado “tiempo de permanencia” del

alambrón en las cajas de agua corresponde aproximadamente 1 segundo, estos

conjuntos efectúan la refrigeración del alambrón de acuerdo con la temperatura de

formación de las espiras.

El sistema de aplicación de agua a través de toberas en las cajas de

enfriamiento depende de una serie de válvulas de 3 vías que son controlados a

través de un sistema neumático y eléctrico, a fin de garantizar la aplicación de

agua en el momento justo que pasa el alambrón por esta zona, para regular la

temperatura del caudal aplicado a la barra alcanzada que va desde 1100°C a

720°C por medio del enfriamiento primario.

Es necesario hacer una evaluación en las condiciones actuales de los

equipos críticos de enfriamiento de las cajas de agua para mejorar el sistema de

control y monitoreo actual de los equipos críticos de enfriamiento, adicionalmente

para garantizar la confiabilidad de los equipos se requiere su plan de

normalización y mantenibilidad de los mismos (de las tuberías, equipos,


10

caballetes, válvulas, bombas, sistemas neumáticos), por otro lado los equipos

industriales y móviles de las cajas de agua, cuentan con información técnica del

fabricante o proveedor, sin embargo dicha información técnica no está

contemplado en un sitio específico, que se pueda emplear para tomar decisiones

en la ejecución del proceso de mantenimiento, al momento de comprar repuestos,

hacer reparaciones, modificaciones o adaptaciones al modelo original.

Desde el punto de vista de control es necesario incorporar sensores que

emitan una medida de presión exactas, y con flujómetros en cada válvula para

incorporar una filosofía de control, en el caudal en vez de la presión y de esta

manera minimizar la variación de enfriamiento en una misma barra, de igual

manera determinar si las válvulas abrieron o no automáticamente y cuantas

válvulas están activas y cuantas pierden la señal de control, todo ello implica las

mejoras y monitoreo de control del sistema.

Hoy día no se controla directamente el caudal si no la presión aplicada en

cada línea y no se cuenta con un control en las válvulas cuyos actuadores están

expuestos a la intemperie y a las vibraciones. Esta nos indicará con exactitud una

medida de presión y como un medidor de caudal nos ayudará a determinar con el

setpoint “que es punto de control de la válvula”, e instrumentos adecuados cuánta

agua está llegando a las líneas 1 y 2, porque tenemos variación de enfriamiento,

qué válvulas abrieron automáticamente o no, cuando las válvulas de control

pierden señal, y realizar la automatización de los elementos de las cajas de agua.

Debido a las exigencias de producción es necesario contar con equipos que

presten altos índices de confiabilidad, disponibilidad y bajos costos en el

mantenimiento, siendo el mantenimiento preventivo la condición pilar para que

esto se cumpla. De acuerdo con estas condiciones este estudio se enfocara en la


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estandarización de las variables físicas del sistema de enfriamiento de las cajas de

agua en el tren de alambrón, con la finalidad de disminuir los defectos en el

alambrón como son la presencia de burbujas y oxidación. Y de esta forma mejorar

la calidad del producto.

El departamento de mantenimiento se encarga de garantizar la planificación,

programación, ejecución y control de las actividades de mantenimiento mecánico

y eléctrico para asegurar el funcionamiento óptimo de los equipos según las

condiciones operativas establecidas para satisfacer las necesidades del cliente en

calidad, cantidad y oportunidad, en un clima de armonía laboral y cumpliendo las

normas de salud y seguridad laboral.

En vista de lo planteado anteriormente se requiere realizar una investigación

para responder las siguientes interrogantes:

¿De qué manera se puede determinar Q (flujo) y P (presión) optima para obtener

una disminución de la temperatura en el formador de espiras y aumentar el

esfuerzo del producto por línea según el tipo de acero y el diámetro a laminar?

¿Determinar aporte del Q (flujo) para cada válvula individual de tres (3) vías en

posición abierta y cerrada?

¿Determinar ΔP (variación) al cerrar todas las válvulas de una sección en cada

línea sin regular la presión y regulando la presión a diferente setpoint?


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¿En qué proporción se identifica las causas, y efectos más probables por el

sistema de enfriamiento de las cajas de agua?

¿Por qué se establece las mejoras del sistema de enfriamiento de las cajas de agua

del tren de alambrón? De continuar y no controlarse esta situación aumenta la

cantidad de productos defectuosos y pérdidas de tiempo de laminación.

OBJETIVOS

Objetivo General.

Estandarización de las variables físicas del sistema de enfriamiento de las cajas

de agua, en el tren de alambrón en la siderúrgica del Orinoco.

Objetivos Específicos.

Identificación de las variables del sistema de enfriamiento de las cajas de

agua, en el tren de alambrón de la siderúrgica del Orinoco.

Diagnostico de las condiciones de los componentes del sistema de

enfriamiento de las cajas de agua en el tren de alambrón.


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Recolección de la información de las practicas operativas de las variables

presión – caudal, caja de agua y las propiedades aceptables para cada tipo de

acero.

Realización del muestreo de las condiciones actuales de las variables por

tipo de acero y de cuadrilla, así como de las propiedades obtenidas.

Aplicación matricial de caudal – presión – válvula, en cada tipo de acero,

para determinar rango de operación.

Determinación del impacto individual, por posición de cada válvula y

número de válvula abierta o cerrada en cada línea de laminación.

Determinación de las variaciones de la micro-estructura del material al

variar la presión y el caudal.

Justificación.

Este informe está dirigida a la estandarización de las variables físicas del

sistema de enfriamiento de las cajas de agua en el tren de alambrón, debido a que

estas no cuentan con un sistema o equipo que nos indique cuanto es el caudal de

agua que está pasando por el sistema de enfriamiento, que nos facilite la toma de

decisión más adecuada y correcta a la hora de laminar un tipo de acero. Y asi de

esta manera lograr su temperatura y especificaciones necesarias. A demás, servirá

para enfocar los principales esfuerzos del departamento en la solución de los

problemas críticos y evitar diluirse en los problemas más irrelevantes del día a día,

lo que conllevará a obtener el mayor rendimiento de los recursos.


14

Alcance

El desarrollo de este proyecto, se realizó en el área de barras y alambrón

específicamente en el tren de alambrón de las cajas de aguas de las líneas 1 y 2.

En donde se encuentran todas las herramientas, personal, y equipos necesarios,

para evaluar las condiciones actuales de los equipos críticos de enfriamiento. Este

departamento se encarga de la refrigeración del alambrón de acuerdo con la

temperatura, que a través de las cajas de enfriamiento dispuestas en series

permiten disminuir la temperatura del material desde 1100°C a 720°C por medio

del enfriamiento primario para la formación de las espiras, y así establecer las

mejoras y automatización que se pueden realizar en el sistema de enfriamiento, lo

que permitirá determinar cuánto es la cantidad de flujo de agua más adecuado que

debe pasa por el sistema de enfriamiento.

CAPITULO II

MARCO TEORICO

Empresa

Descripción de la Empresa


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La siderúrgica del Orinoco C.A. Es un complejo siderúrgico venezolano,

considerado durante los últimos 10 años la mayor siderúrgica de Venezuela, de la

región andina y del Caribe, fundada durante el gobierno de Marcos Pérez Jiménez,

dedicada a la producción de acero con el uso de tecnologías de Reducción Directa

y Hornos Eléctrico de Arco. En esta planta se fabrican productos que satisfacen

las necesidades de clientes provenientes de diversas industrias como lo son la

automotriz, fabricación de envases, metalmecánica, entre otras, ofreciendo a los

clientes una gran variedad de productos planos y largos. Se ubica en la Zona

Industrial de Matanzas Ciudad Guayana, sobre la margen derecha del Río

Orinoco, específicamente, a 17 Km. de la confluencia con el río Caroní y a 300

Km. de la desembocadura del río Orinoco en el Océano Atlántico.


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Figura Nº 1, Ubicación geográfica de Sidor. C.A

Fuente de extracción: http://sidornet/

Sidor está conectada con el resto del país por vía terrestre y con el resto del

mundo por vía fluvial, es decir, por vía marítima. Sus instalaciones se extienden sobre

una superficie de 2200 hectáreas, de las cuales 87 son techadas. Se abastece de

energía eléctrica generada en la represas de Macagua y Guri, ubicadas sobre el Río

Caroní, de igual manera se abastece de gas natural, provenientes de los campos

petroleros del Oriente Venezolano. Además cuenta con una red de comunicaciones

conformada por 74 kilómetros de carreteras pavimentadas, 132 kilómetros de vías

férreas y acceso al mar por un Terminal portuario con capacidad para atracar hasta 6

barcos de 20.000 t de peso muerto cada uno.

Sidor al igual que otras empresas y luego de 35 años de operaciones, pasó por

un proceso de privatización el cual se inicia en el año de 1994. Existen diferentes

causas que llevaron a la privatización a Sidor, entre ellas muchas de las decisiones

empresariales estuvieron influenciadas por política de Estado, que entraban en

http://sidornet/


17

conflicto con los propios intereses de la empresa. Los precios de venta en los

productos a menudo eran fijados para que sirvieran de estimulo a sectores de la

economía nacional, sin tomar en cuenta las posibilidades y necesidades de Sidor

como empresa.

En 1997 se subasta la Siderúrgica del Orinoco al consorcio latinoamericano

Amazonia, integrado por empresas de Venezuela, México, Brasil y Argentina. Luego

de que el Consorcio Latinoamericano Amazonia, adquiriera Sidor, la empresa ha

reducido sus costos de producción y mejorado notablemente la comercialización de

sus productos. Dentro de las ventajas de este proceso de privatización de Sidor, se

encuentran:

Una mayor eficiencia, productividad y mejora en la calidad de sus

productos, que le han permitido a Sidor fortalecer sus relaciones con los clientes.

Mayor éxito en la colocación de los productos en los mercados nacional e

internacional.

La automatización y modernización de estructura tecnológica.

Reducción de costos de producción y evolución en la comercialización de

sus productos.

Aumento de la inversión extranjera.

Razón social

La Siderúrgica del Orinoco C.A. tiene efecto multiplicador sobre la economía

venezolana, al estimular la creación de una serie de industrias metálicas y de

servicios que dan oportunidad para empleos adicionales y suman sus esfuerzos a la


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acción productiva global del país. Por otro lado, esta Siderúrgica promueve una

externa actividad social a través de sus centros comerciales de interés para la

comunidad. Su acción abarca lo cultural y lo deportivo; programando espectáculos,

conferencias y exposiciones plásticas para que el trabajador junto con sus familiares

participen activamente.

Para Venezuela, Sidor no significa dominio de tecnología siderúrgica, sino que

es el factor estratégico en la independencia económica, al producir más del 80% del

acero que el país requiere para su desarrollo.

Misión

Sidor C.A tendrá estándares de competitividad similares a los productores de

acero más eficientes y estará ubicada entre las mejores siderúrgicas del mundo.

Considera a la variable ambiental como uno de los pilares para la fabricación de

aceros de calidad internacional. Por ello, basa sus acciones ambientales en los

siguientes criterios:

Cumplir con la legislación ambiental vigente.

Promover los principios del desarrollo sostenible.

Utilizar racionalmente los recursos naturales.

Aplicar mejoras continuas en los sistemas existentes.

Siguiendo con el cronograma de adecuación ambiental vigente aprobado por el

Ministerio de Ambiente y de los Recursos Naturales, Sidor C.A espera alinearse con


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las empresas de primer nivel mundial, tanto en el punto de vista de sus procesos y

productos, como en el cuidado de su personal y medio ambiente circundante.

Visión

Sidor define su estrategia con una visión de largo plazo y crecimiento,

utilizando tres vectores principales de desarrollo:

La inversión en tecnologías, equipos y expansión.

Desarrollos de los recursos humanos.

La integración con la cadena venezolana del hierro y el acero.

Con ello la visión que adopta se basa en tener estándares de competitividad

similares a los productores de acero más eficientes y estar ubicada entre las mejores

siderúrgicas del mundo.

Valores

Transparencia en la gestión.

Creación de valor para nuestros accionistas.

Compromiso con el desarrollo de nuestros clientes.

Excelencia y desarrollo de los recursos humanos.

Cuidado de la seguridad y condiciones de trabajo.


20

Cultura técnica, vocación industrial y visión de largo plazo.

Objetivos de Sidor

Sidor como empresa portadora del desarrollo integral del país, mediante la

producción de acero, tiene como objetivo:

Optimizar la producción en función de las exigencias del mercado.

Mejorar los beneficios de la empresa mediante la venta de productos

siderúrgicos, cumpliendo con los requisitos y necesidades del mercado, prestando a

los clientes un servicio confiable de una buena calidad y a precios competitivos.

Alcanzar la independencia, dominio y desarrollo de la tecnología siderúrgica

Alcanzar y mantener una estructura financiera sana para la empresa, teniendo

en cuenta los requerimientos propios y la política financiera nacional.

Política de Calidad

Sidor tiene como compromiso la búsqueda de la excelencia empresarial con un

enfoque dinámico que considera sus relaciones con los clientes, accionistas,

trabajadores, proveedores y la comunidad, promoviendo la calidad en todas sus

manifestaciones, como una manera de asegurar la confiabilidad de sus productos

siderúrgicos, la prestación de servicio y la preservación del medio ambiente:

Satisfacer los requerimientos y expectativa de los clientes.

Implementar y mejorar continuamente el Sistema de Gestión de Calidad.

Promover una cultura organizacional que priorice la participación, la

integración, la capacitación, la motivación, la calidad de vida y la seguridad de sus

trabajadores y el bienestar de las comunidades.


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General relaciones confiables de largo plazo con nuestros proveedores,

evaluando la calidad de sus productos y servicios.

Importancia de Sidor

La Siderúrgica del Orinoco “Alfredo Maneiro”, ha significado por muchos

años el avance del desarrollo industrial del país. No sólo por su gran aporte

tecnológico, sino por su contribución al crecimiento de la región, tanto en los

niveles industriales, como sociales, culturales, deportivos, económicos, y

educacionales, por lo cual constituye una pieza fundamental en el desarrollo

del país. Genera empleos directos y beneficios socioeconómicos a más de 12.800

trabajadores. Contribuye a la creación de nuevas industrias en la zona, así como

centros de estudios, viviendas, hospitales, entre otros.

SIDOR ha contribuido con el desarrollo de la industria siderúrgica,

metalmecánica y de la construcción, tal como lo evidencian las obras y

viviendas a todo lo largo y ancho del país que han sido posibles con acero

venezolano; de igual manera ha contribuido a la madurez de otras empresas. Se

han capacitado decenas de millones de venezolanos que prestan valiosos

servicios en instituciones y empresas no solo en Guayana sino en toda la

Geografía Nacional. De hecho, hoy tenemos que el parque industrial y de

prestación de servicio del sector privado, ha ido desarrollando y generando miles

de empleos derivados de la existencia de SIDOR.

Proceso de Producción de Sidor


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Sidor alcanza una producción de 4,3 millones de toneladas de acero apoyada en

inversiones y en la capacitación de los recursos humanos, este año la siderúrgica

estima aumentar esa cifra hasta 4,6 millones de toneladas. La mayor siderúrgica del

país, Sidor, cerró el año 2005 con una producción de 4,3 millones de toneladas de

acero líquido, cifra récord que representa un crecimiento de cerca del 10% respecto

del año anterior y el 48% respecto de 1998.

La acería de Planchones, una de las dos instalaciones que conforman el área de

Aceración de la compañía, se estima que aporte la cifra de 3,1 millones de toneladas

de acero líquido, cantidad también extraordinaria para esa planta que forma parte del

complejo siderúrgico con sede en Matanzas. Además de las condiciones de la

demanda en el mercado del acero, este resultado productivo responde a las estrategias

de crecimiento de la empresa, entre ellas, la inversión sostenida en tecnología y

equipos con el fin de aumentar la capacidad, reducir costos y a obtener mejoras

cualitativas; así como a la capacitación de sus recursos humanos.

Descripción de las Instalaciones

Sidor es un complejo siderúrgico constituido por diversas plantas, las cuales

están divididas en dos grandes grupos: Planta vieja y Plan IV.

Instalaciones de la planta vieja

http://www.monografias.com/trabajos/adpreclu/adpreclu.shtml

http://www.monografias.com/trabajos/ofertaydemanda/ofertaydemanda.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/henrym/henrym.shtml

http://www.monografias.com/Tecnologia/index.shtml


23

La gerencia de Sidor optó por cerrar diversas plantas pertenecientes a planta

vieja que por su grado de obsolescencia tecnológica no eran competitivos, y cuya

continuidad en operaciones generaban cuantiosas pérdidas. Estas plantas son las

siguientes:

Tren Laminador 1100

Tren Laminador 800

Tren Laminador 500

Planta de arrabio

Acería Siemens Martín

Planta de Fundición

Los Trenes Medios y Pequeños de la fábrica de tubos.

Las plantas que se encuentran funcionando son:

Planta de cal: Tiene una capacidad de producción anual de 600.000

toneladas de cal viva y 220.000 toneladas de cal hidratada. Este producto es utilizado

como aglutinante en la Planta de Pellas y como fúndete en la Acería Eléctrica.

Planta de productos Planos: Esta planta consta de un tren de Laminación en

Caliente y dos (2) trenes de Laminación en Frío, en los cuales se producen bobinas y

láminas, a partir de planchones. Su capacidad es de 2.000.000 de toneladas al año.


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Figura Nº 2, Diagrama de la Planta de Planos


Fábrica de Tubos: Actualmente sólo está operando el Tren Grande, el cual

transforma tochos o palanquillas en tubos sin costuras de diferentes longitudes y

diámetros. La capacidad instalada es de 120.000 toneladas acabado por año.

Terminal Portuario: Esta destinado a recibir materiales y equipos para la

industria siderúrgica, despachar productos elaborados y prestar servicio a otras

industrias de la zona. Moviliza un promedio 6.000.000 toneladas anuales. Su longitud

es de 1.195m.

http://sidornet/


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Instalaciones del plan IV

Las plantas que comprende el Plan IV son:

Planta de Pella: Su capacidad es de 6.600.000 toneladas al año. Utiliza agua,

cal hidratada, hierro fino y otros materiales para la fabricación de pellas.

Planta de Reducción directa: La conforman dos plantas: Midrex y H y L.

Utiliza como materia prima las pellas y gas natural, produciendo hierro esponja, el

cual constituye la materia prima fundamental de las Acerías Eléctricas. Su capacidad

de producción es de 4.200.000 toneladas al año.

Figura N° 3, Diagrama de planta de Pellas.


http://sidornet/


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Planta de Acería Eléctrica de Planchones: Esta destinada a producir acero

líquido con capacidad de 1.200.000 toneladas al año y palanquillas con un ritmo de

1.020.000 toneladas al año.

Planta de Acería Eléctrica y Colada de Planchones: Consta de seis hornos

de 200 toneladas y capacidad total de 2.400.000 toneladas de acero líquido por año a

partir de hierro esponja y chatarra. Está acoplada a dos máquinas de colada continua

con capacidad de 250.000 toneladas de Planchones por año.

Figura Nº 4, Vista aérea de la Acería de Planchones.


Planta de Acería Eléctrica y Colada Continua de Palanquillas: Este

conjunto consta de cuatro hornos eléctricos de 150 toneladas de acero líquido por año

a partir de hierro esponja. Está acoplada a tres máquinas de colada continua a una

capacidad de 1.050.000 toneladas al año.

http://sidornet/


27

Figura N°5, Diagrama de la Acería de Palanquillas.


Instalaciones auxiliares

Comprende las plantas que proveen de servicios industriales necesarios para la

producción, las principales son:

Sistema de Vapor de Agua Saturada.

Procesamiento de Chatarra.

HORNOS ELECTRICOS

HRD

+

CAL

CHATARRA

ACERO LIQUIDO ESCORIA

ARGON

HORNO

CUCHARA

CARBON

OXIGENO

COLADA CONTINÚA

CUCHARON

DISTRIBUIDOR

MOLDE

PALANQUILLAS CORTE

ACONDICIONADO

ESTACION

DE ARGON

TREN DE

BARRAS

TREN DE

ALAMBRON

VACIADO POR EL

FONDO

LINGOTERAS

CARRO GANDI

FERROALEACIONE

S

http://sidornet/


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Sistema de Gas Natural.

Planta de Oxigeno.

Talleres de fuel - Oíl.

Centro de Investigaciones

Productos elaborados por Sidor

Sidor elabora productos con más de 1.500 formas específicas. Estos se

clasifican en dos grandes grupos que son productos semi-elaborados y productos

acabados.

Productos semi-elaborados

Dentro de este grupo se encuentran:

Pella: Aglomerados de fino mineral de hierro. Insumo básico para el proceso

de reducción directa para la fabricación de hierro esponja.

Palanquillas: Acero Semi-elaborado utilizado como insumo básico para la

fabricación de tubos sin costuras, perfiles, Cabillas y Alambrón.

Planchones: Acero semi-elaborado utilizado como insumo directo para la

fabricación de productos planas como chapas y bandas.


29

Productos elaborados o acabados.

Dentro de este grupo se encuentran:

Barras: Producto de acero utilizado para la construcción y relaminación.

Cabillas: Barras de acero de sección redonda, utilizada en la construcción,

minería e industria en general.

Alambrón: Productos de acero presentado en rollo, utilizado para la

fabricación de alambre, mallas electro soldadas, clips, ganchos, etc.

Tuberías (sin costuras): Producto de acero que utiliza la industria petrolera

de construcción y minería.

Figura N° 6, Productos elaborados en Sidor.


Almacenaje y despacho de productos

http://sidornet/


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Sidor dispone de amplios y espaciosos almacenes dentro de sus respectivas

plantas para mantener ordenadamente tanto los productos en proceso como los

productos terminados. Los despachos a clientes internacionales se realizan desde allí,

siguiendo las normas establecidas de: carga. Peso, amarre y seguridad.

Los productos que se destinan al mercado internacional están almacenados en

un muelle propio que se caracteriza de la siguiente manera:

Un área de 30.000m2 bajo techo distribuido en diez naves de 3.000m2 cada

una. Las naves tiene una grúa puente con capacidad de 25t, un gancho para utilizar

diferentes equipos de sizaje que garantiza la movilización de 120.000t posee también

áreas de almacenamiento de sus productos en espacios abiertos con una capacidad

aproximada de 7.00m2.Vías férreas internas que permiten el ingreso de los productos

desde diferentes puntos de producción.

Organización

La organización de la Siderúrgica del Orinoco cuenta con una Presidencia

Ejecutiva, actualmente conformada por 8 direcciones ejecutivas encargadas de

realizar diferentes tareas administrativas o de gestión. La Presidencia Ejecutiva,

delega a las Direcciones Generales las funciones relacionadas con el ámbito interno

de la empresa, dentro de las cuales se encuentra la Dirección Industrial.

http://www.monografias.com/trabajos12/alma/alma.shtml

http://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtml

http://www.monografias.com/trabajos12/dispalm/dispalm.shtml


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Figura N° 7, Organización General de Sidor. C.A


La Dirección Industrial se encarga de la manufactura de productos así como de

prestar los servicios industriales requeridos, esta está conformada por un conjunto de

Gerencias Generales, que manejan de alguna manera los principales procesos

productivos de la empresa, se distribuyen de acuerdo a los productos o servicios que

preste, dentro de ellas se encuentra la Gerencia de Barras y Alambrón.

http://sidornet/


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Figura N° 8, Organización de la Dirección Industrial.


Gerencia de Barras y Alambrón

La gerencia de Barras y Alambrón tiene como misión fundamental producir y

despachar Barras y Alambrón de manera eficiente, competitiva y rentable, aplicando

de manera efectiva los Principios de la Calidad total en sus procesos y de igual

manera en sus productos. Esta está conformada de la siguiente manera:

Tres unidades operativas:

Superintendencia de Laminación en Alambrón.

Superintendencia de Laminación en Barras.

Superintendencia de Tornería y Servicios

Una unidad de Staff:

Departamento de Ingeniería de Procesos.

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33

Departamento de Control de Gestión.

Y Complejo Productos Largos:

Tren Laminador de Barras.

Tren Laminador de Alambrón.

Funciones del Departamento de Ingeniería de Procesos de la Gerencia de Barras

y Alambrón

Implantar y mantener el Sistema de Gestión de la Calidad.

Aprobar los procesos de producción a través del Plan de Control Proceso-

Producto.

Proponer soluciones a los problemas tecnológicos y de calidad detectados, que

afectan los procesos y productos.

Coordinar y participar en la emisión de los reportes de acciones correctivas y

preventivas por desvíos de calidad.

Controlar la documentación del Sistema de la Calidad de los laminadores de

Barras y Alambrón y de la Superintendencia de tornería y servicios.

Descripción del Proceso

La Siderúrgica del Orinoco fabrica el acero utilizando proceso de reducción directa

y hornos eléctricos de arcos, complementados con metalurgia secundaria en los

hornos de cuchara. Una vez obtenida las pellas en la planta de pelletización, se inicia

el proceso de fusión del HRD en el horno eléctrico de arco, el acero líquido obtenido

es complementado con metalurgia secundaria en los hornos cuchara, donde se refina


34

y se añaden las ferro aleaciones, posteriormente el acero pasa a las máquinas de

colada continua para su solidificación, obteniéndose semi-elaborados como

planchones o palanquillas. Las palanquillas son cargadas en hornos de

recalentamiento y llevadas a temperatura de laminación para obtener al final del

proceso productos largos como lo son las barras y alambrón.

Figura N° 9, Proceso de Producción de Barras y Alambrón.


El proceso de laminación de Alambrón, comienza con el calentamiento de las

palanquillas en un horno de vigas galopantes, capacidad 120 t/hr, de allí pasan al tren

de laminación de 15 bastidores horizontales instalados en continuo y en dos líneas,

luego pasan al tren terminador constituido por dos bloques cada uno de ellos con 10

pares de anillos de laminación y con velocidad nominal de salida de 70m/seg.

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35

El atado de rollos lo efectúan las prensas compactadoras con una capacidad de a

67 rollos/hora con base a un período de trabajo de 40 - 50 seg/rollo. En cuanto al

almacenaje y el despacho de los productos cuenta con dos naves con capacidad de

almacenamiento de 18.000 t en total.

Tren de Alambrón

Un tren de laminación de alambre o tren de alambrón, es un tipo complejo de

instalación de la industria siderúrgica, que permite mediante un proceso de

laminación en caliente, la obtención de acero en forma de barras de sección ovalada o

cilíndrica en general, que suelen ser enrolladas en forma de bobinas para su posterior

almacenamiento y expedición.

El tren de laminación de Sidor inicia sus operaciones el 17 de Mayo de 1979, fue

diseñado e instalado por la empresa alemana SCHLOEMAN_SIEMAG, tiene una

capacidad nominal de 45000 ton / año, dependiendo de la mezcla de los productos.

Produce Alambrón y Cabillas en rollos en diferentes diámetros y calidades de acero:

Diámetros: 5,5mm – 6,0 mm hasta 12,0 mm.

Cabillas (RE-BARS): 3/8” (9,52 mm) y ½” (12,7 mm).

Calidades del acero:

1. Bajo Carbono: SAE: 1006 – 1008 – 1010 – 1023.

2. Medio Carbono: SAE: 1040 – 1045.

3. Alto Carbono: SAR: 1060 – 1065 – 1070.


36

La materia prima que utiliza son Palanquillas de sección cuadrada de 130 mm. x

130mm x 15 mts. Y peso aproximado 1.971 Kilogramos. La Planta de Alambrón

funciona con un régimen de tres turnos diarios de producción y el mantenimiento se

realiza en paradas de un día, semanal o quincenalmente.

Instalaciones

Los principales componentes del Tren son:

Hornos de vigas galopantes: Con una capacidad de 120 ton /hora.

Tren de laminación: Consta de 15 bastidores instalados en continuo y en el

mismo eje geométrico, para trabajar a dos líneas. A la salida del séptimo bastidor se

encuentra la cizalla que corta despuntes en el material.

Tren terminador (Bloque Morgan): Constituido por dos bloques, cada uno

con diez pares de anillos de laminación. Los primeros dos pares de 8” y los ocho

restantes de 6”, la velocidad nominal de salida es de 70 metros por segundo.

Sistema de enfriamiento: El producto es enfriado con agua por un sistema de

toberas instaladas entre el Tren Terminador y el Formador de Espiras. De aquí el

producto cae a un sistema de transporte de cadena (transportador STELMOR) donde

es enfriado por aire, proporcionado por cinco ventiladores a todo lo largo de cada

transportador Stelmor.

Secuencia de fabricación del Alambrón


37

La fabricación de Alambrón se inicia mediante una serie de etapas o

procedimientos que van desde la carga de las palanquillas hasta el empaquetado de

rollos (Ver Figura 10), las etapas para la fabricación de alambrón son:

Figura N° 10, Secuencia de Fabricación del Alambrón.


Carga de palanquillas

Las palanquillas provenientes de la acería de palanquillas son trasladadas en lotes

de ocho desde el almacén por medio de grúas puente y son depositadas en la mesa de

carga, donde son supervisadas e inspeccionadas para comprobar sus dimensiones y

calidad superficial. Al comprobar que estas cumplen con las especificaciones

requeridas, son pesadas en una báscula y luego continúan al horno de calentamiento.

Calentamiento

Las palanquillas desplazándose hacia el horno son pasadas por separado o por

grupos de dos durante su marcha sobre el camino de rodillos de alimentación, una

vez realizada la operación de pesado mediante la báscula se continúa el transporte de

las palanquillas hacia el horno.

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38

Se cargan las palanquillas al horno de recalentamiento utilizando una barra de

empuje. La entrada de las palanquillas al horno se efectúa a través de un sistema de

separación de las palanquillas dispuesto al lado del camino de rodillos. El objetivo

del horno es lograr una temperatura homogénea en las caras del material, lo cual se

garantiza gracias al hecho de que el horno cuente con un sistema de calentamiento

en la cual las llamas no quemen solamente de arriba abajo sino también de abajo

arriba.

El horno es de tipo “vigas galopantes”, con una capacidad de calentamiento de 120

t/h y bajo condiciones controladas de atmósfera y velocidad de calentamiento que

llegan a temperaturas de laminación por el orden de los 1200 ºC. Este cuenta con una

zona llamada “de calentamiento” y otra llamada “de compensación”. Las zonas de

calentamiento y compensación cuentan cada una con 24 quemadores montados en el

techo del horno así como con 3 quemadores regulables las llamas de los cuales

queman de abajo arriba. El consumo de gas asciende a 5670 Nm3 por hora mientras

que el consumo de aire de combustión corresponde a 61700 Nm3. Una vez en

posición de salida, otra barra empuja las palanquillas fuera del horno.

Laminación

Consiste en la deformación plástica por medio de pasadas sucesivas a través de

cilindros que gradualmente disminuyen la sección transversal y le aumentan la

longitud, hasta llegar a la forma deseada.

El tren de laminación consta de veinticinco bastidores distribuidos cada uno en

tres secciones:

Tren desbastador: cuenta con 7 cajas horizontales accionadas por separado.


39

Las cajas 1-4 van equipadas con cilindros de 540 mm de diámetro x 850 mm

de longitud de tabla.

Las cajas 5-7 van equipadas con cilindros de 470 mm de diámetro x 850 mm

de longitud de tabla.

Tren intermedio: ocho bastidores de laminación horizontal accionadas igualmente

por separado.

Los bastidores 8-11 van equipados con cilindros de 400 mm de diámetro x

730 mm de longitud de tabla.

Los bastidores 12-15 van equipados con cilindros de 330 mm de diámetro x

670 mm de longitud de tabla.

Tren terminador: también denominado bloques acabadores I y II (bloque Morgan),

van equipados con 10 juegos de rodillos de laminación cada uno montados

alternativamente bajo un ángulo de 45° por encima y por debajo de la línea

horizontal. La velocidad de laminación para el diámetro de 5,5 mm oscila entre 76 y

78m/s. Todos los bastidores están instalados en continuo y en el mismo eje

geométrico, para trabajar en dos líneas, una cizalla para el despunte del material

ubicada a la salida del séptimo bastidor, y otra cizalla rotativa para el despunte del

material ubicado a la salida del décimo quinto bastidor.

Enfriamiento

Al final del tren terminador, el alambrón es sometido a un enfriamiento forzado,

pasando a través de cajas de enfriamiento con agua, para obtener así las propiedades

mecánicas requeridas. El agua se agrega a alta presión contra la superficie del


40

alambrón, removiendo de ésta manera los residuos calcáreos. El rollo es detenido en

éste sector y se le despunta varias espiras del inicio y final del rollo.

Formación de Espiras

El alambrón pasa de un movimiento rectilíneo a un movimiento circular a

través del tubo formador de espiras, al formarse las espiras circulares, estas caen

sobre el transportador llamado cadena “Stelmor”, este transportador recoge el

alambrón saliendo del bloque acabador con velocidad elevadísima con el fin de

garantizar su enfriamiento, así como la formación de los rollos de alambrón. Este

enfriamiento se completa mediante 5 ventiladores que soplan por debajo de la

cadena.

La velocidad de enfriamiento del alambrón debe regularse de acuerdo con la

calidad del acero laminado con el fin de dar al alambrón acabado propiedades

específicas resultando favorables para su transformación y elaboración ulteriores. Es

decir las diversas calidades de acero exigen el ajuste de temperaturas adaptadas al

tipo de acero en cuestión delante del aparato de colocación de las espiras, de manera

de garantizar que las propiedades deseadas (propiedades óptimas) sean alcanzadas

desde el punto de vista metalúrgico y mecánico.

Figura N° 11, Tren de Alambrón. Formador de Espiras.


41


Formación de Rollos

Las espiras caen sobre la “vela” de formación de rollos formándose en forma

cilíndrica, luego es transportado en unos ganchos hasta la zona de corte de muestras

(se toman muestras para ser enviadas al laboratorio) e inspección (control de calidad

superficial y dimensional). La estación de formación de los rollos de alambrón

cuenta con un “pozo de recogida” redondo de un diámetro de 1160 mm que recoge

las espiras de alambrón y en el cual se encuentra una caperuza-centradora para el

centrado de las espiras. La altura máxima de los rollos de alambrón puede alcanzar

3600 mm mientras que el peso máximo de los rollos corresponde a 2000 Kg.

Embalaje (compactación del rollo)

El rollo de alambrón obtenido pasa a una prensa compactadora que lo comprime y

le coloca los amarres (4 amarres radiales por rollo en forma equidistante entre sí, con

alambrón SAE 1006 de diámetro 6,00mm). Las operaciones del atado se realizan

inmediatamente después del compactado del rollo. Las prensas compactadora van

ubicadas en un “espacio libre” previsto entre el “ramal de alimentación” y el “ramal

de salida” del transportador de ganchos.

El rollo de alambrón se saca del ramal de alimentación del transportador junto con

el gancho y el carro porta-gancho correspondiente de manera que sea entregado a la

prensa-compactadora. Alcanzada la posición de trabajo dentro de la prensa-

compactadora, se efectúan el compactado y el atado mediante alambre de atado, y

después, se realiza la entrega de rollo acabado al ramal de salida del transportador

dispuesto del otro lado de la compactadora.

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42

Pesaje e identificación

El rollo de alambrón compactado llega a la zona de pesaje donde el rollo es pesado

por una balanza (puente báscula) y luego la maquina impresora estampa la

información requerida en la etiqueta de identificación para ser colocada en el rollo.

Producto terminado

Una vez terminado el producto (Alambrón), es distribuido a los diferentes clientes

de Sidor, específicamente el acero en estudio es distribuido a la empresa VICSON,

principal fabricante de alambre y productos derivados de Venezuela. El alambrón se

destina a la fabricación de alambre galvanizado, malla para gallineros, clavos,

tuercas entre otros.

Figura N° 12 Productos Fabricados a partir del Alambrón de Sidor por la empresa

VICSON.


43


44

Figura Nº 13, Layout de la empresa


Antecedentes de La Investigación

Es de carácter necesario conocer todo hecho previo a la investigación, que este

sustentado en el tema que se investiga, como requisito indispensable para aprovechar

las teorías, formulaciones, e interpretaciones que contribuyan al desarrollo de la

investigación y culminación del mismo. Se atribuyen antecedentes para esta

investigación temas que se relacionan de alguna manera con el mismo, se destacan

los siguientes:

Monasterio, Larry (2009). Realizó un trabajo de investigación titulado, “Diseño

del sistema de enfriamiento de la sala eléctrica de las rebobinadoras de laminación en

frío de la empresa, Sidor”; el estudio es factible de desarrollar como una

investigación documental, de campo, de tipo descriptivo, observación directa,

población y muestra, técnicas e instrumentos para la recolección de datos. Cuyo

objetivo general fue el de diseñar el sistema de enfriamiento de las rebobinadoras de

laminación en frío de la empresa Sidor. La investigación realizada por Monasterio,

tiene relación con el presente, ya que destaca aspectos similares como el de conocer

el sistema de enfriamiento, la recopilación de la información que revela el

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45

funcionamiento del sistema de enfriamiento y como evaluar las condiciones del

sistema de enfriamiento.

Lara, Vanessa (2009). En su trabajo titulado “Optimización de funcionabilidad del

sistema de bombeo de agua potable del Hospital Uyapar I.V.S.S. Puerto Ordaz,

Estado Bolívar”. La técnica de investigación utilizada de campo y nivel descriptivo,

población y muestra, instrumento y recolección de datos, técnicas y análisis de datos.

En los objetivos estratégicos planteados son: conocer el funcionamiento del sistema

de bombeo de agua potable del Hospital Uyapar. Esta investigación se asemeja a la

presentada debido a que ambas utilizaran un diagnostico de la situación actual en el

sistema de enfriamiento e identificar los componentes del sistema de agua para

determinar las alternativas de mejoras con un plan de mantenimiento preventivo para

la elaboración y seguimiento de dicho plan.

Guzmán, Carlos (2009). Realizó la “Elaboración de procedimientos e indicadores

para el mantenimiento preventivo de las bombas centrifugas de la planta de

tratamiento angostura de HidroBolívar en Puerto Ordaz, Estado Bolívar”, teniendo

como objetivo general es Elaborar los procedimientos necesarios para el

mantenimiento preventivo, obteniendo como conclusión que todo equipo debe poseer

los indicadores principales para realizar los diversos formatos que requiere el

mantenimiento preventivo de los equipos que se encuentran en dicha planta. La cual

fue de gran ayuda para mi investigación ya que realizo un bosquejo de los

procedimientos requeridos para el mantenimiento de bombas centrifugas que es

necesario para el desarrollo de la misma y me sirvió para realizar la planificación de

mejoras en el sistema


46

BASES TEÓRICAS

Orígenes históricos de la producción del alambre.

La producción de alambre remonta a la antigüedad, hasta la edad media sólo se

conocía la forja a mano para producir alambre. Todavía hoy admiramos en museos

trenzados de alambre forjado para corazas. En la edad media fue desarrollado el

trefilado a través de una hilera de estirado para alambre preforjado y al rojo mediante

tenazas. Este proceso constituye un complemento de la forja a mano y la reemplaza

en parte. Este tipo de trabajo era también un trabajo manual pesado durante el cual el

estirado de alambre a través de las aberturas correspondientes de la hielera de

estirado mediante tenazas.

Durante el movimiento de balanceo el operador interrumpía este proceso dejando

caer el alambre y efectuando un movimiento de balanceo hacia atrás, tomaba otra vez

el alambre para empezar un nuevo giro. Así era posible fabricar alambre de un Ø de 2

– 3 mm, y de una longitud de 10 – 15 m. Los molinos de alambre desarrollados en el

siglo 14 con un procedimiento análogo a aquel del arriba mencionado (sin embargo,

las tenazas eran tiradas por una rueda hidráulica) constituyeron un mejoramiento

técnico.

A principios del siglo 18 comenzaba la laminación de alambre con los llamados

laminadores de hierro y talleres de corte longitudinal. En este caso los hierros planos

forjados se laminaban, después de haber sido calentados a la temperatura de


47

laminación, hasta el doble de su longitud, se recalentaban y relaminaban, alcanzar el

quíntuplo de su longitud. La capacidad diaria conseguida por este procedimiento era

de 2,7 Ton, o sea 10 veces más que con la forja a mano seguida del estirado del

alambre rojo.

El tren de alambrón de Sidor es una instalación modernísima equipada con bloques

acabadores y transportadores “Stelmor” según la concepción de la casa

estadounidense MORGAN. Se trata de una instalación de alto rendimiento. La

instalación completa cuenta con dos venas de laminación. La velocidad de

laminación garantizada corresponde a 65 metros por segundo. Sin embargo, la

velocidad de laminación máxima pudiendo alcanzarse asciende a 80 metros por

segundo. En lo tocante a la velocidad de laminación de 80 metros/segundo pudiera

contarse con una producción horaria de 100 toneladas para el conjunto de los

diámetros a laminar y a base del llamado “tiempo de laminación teórico”.

Dicho “tiempo de laminación teórico”, corresponde a la marcha continua y sin

interrupciones del tren de laminación. En lo que toca a la velocidad de laminación

garantizada de 61 metros/segundo, hay que mencionar que los redondos de 5,5 mm (=

producción horaria 81,9 toneladas) y de 6,0 mm (producción horaria 97,5 toneladas)

representan los únicos diámetros para los que no alcanzan la cifra de producción de

100 toneladas por hora a base del “tiempo de laminación teórico” arriba mencionado.

Material inicial a laminar:


48

Peso de las palanquillas de toma: 1970 Kg. (nominal)

Sección de toma: 130 x 130 mm

Longitud de las palanquillas de toma: 15.000 mm (nominal)

Programa de laminación:

Redondos lisos de 5,5 – 12,7 mm

Redondos con nervios de 6,0 – 12,7 mm

Peso de los rollos de alambrón (máximo) 1.950 Kg.

Diámetro exterior de los rollos: 1.250 mm

Diámetro interior de los rollos: 860 mm

Altura del rollo no compacto: Redondos lisos aprox. 3.000 mm

Redondos con nervios aprox. 3600 mm

Altura de rollo compacto: Redondos lisos aprox. 1.800 mm

Redondos con nervios aprox. 2.000 mm

El aparato de colocación de las espiras del tipo horizontal coloca las espiras de

alambrón – referido al sentido de laminación del tren – en sentido de las agujas del

reloj”.

Definición


49

La denominación “tren de alambrón” hace referencia al producto que se lamina en

la instalación descrita en el presente manual. La designación “alambrón” o – más

precisamente – “alambrón laminado” corresponde a un producto acabado laminado

en caliente y presentándose en una multitud de calidades en cuanto a la clase del

acero transformado y caracterizado por el hecho de que se enrolla el producto

acabado en estado caliente de modo que se formen “rollos de alambrón” (con espiras

arregladas irregularmente). Por regla general, se hace distinción entre rollos de

alambrón (con espiras arregladas irregularmente) y “bobinas de alambre” (con

espiras arregladas regularmente).

En lo tocante a la sección del alambrón laminado, hay que mencionar que esta

puede ser redonda, ovalada, cuadrada, rectangular, hexagonal, octogonal, semi-

redonda, etc. Normalmente la superficie del alambrón laminado se presenta como

superficie lisa. De acuerdo con las definiciones al respecto, el alambrón cortado a

medida fija y enderezado se llama “acero en barras” (de forma y dimensiones

idénticas a las del alambrón laminado) siempre que las tolerancias correspondientes

fuesen observadas.

De acuerdo con las normas DIN, las dimensiones de alambrón detalladas a

continuación resultan normalizadas:

Tabla N° 1

Forma Dimensiones


50

Redondos 5 a 30 mm

Cuadrados 5 a 30 mm

Hexagonales 6 a 28 mm

Semi-redondos 7 a 16 mm

Alambrón laminado de sección plana 8 x 1,8 a 7 mm

Características Técnicas de las Cajas de Agua.

Cajá de Água I.

Tramo Nº. 1 - Longitud = 6530 mm

Tramo Nº. 2 - Longitud = 5250 mm

Caja de Agua II.

Tramo único - Longitud = 7550 mm

Presión del agua de refrigeración.

Agua alimentada por la red de la fábrica = 6 bares

Agua alimentada por el puesto de multiplicación de la presión = 12 bares.

Descripción del funcionamiento.


51

Cada vena de alimentación del alambrón cuenta con cuatros cajas de agua y una

llamada “zona de compensación del alambrón” instaladas entre el bloque acabador

y el aparato de colocación y formación de las espiras de alambrón. Estos conjuntos

efectúan la refrigeración del alambrón de acuerdo con la temperatura de formación de

las espiras exigidas. El llamado “tiempo de permanencia” del alambrón en las cajas

de agua corresponde aproximadamente 1 segundo. Por consiguiente, habrá que llevar

a cabo una refrigeración intensa del alambrón dentro de este periodo reducido.

A este respecto hay que mencionar que el tiempo de refrigeración así como el valor

de reducción de la temperatura han sido determinados de manera de excluir para

todas las calidades del acero laminado la formación de martensita. Esto significa que

la capa de martensita formándose en la superficie del alambrón refrigerado bajo la

influencia de los chorros de agua debe poder transformarse a través de una especie de

efecto de revenido produciéndose gracias a la temperatura elevada que sigue

existiendo en el interior del alambrón.

A continuación se describe la manera con que cuentan las cajas de agua:

La caja de agua I - Tramo 1 - instalada directamente detrás del bloque acabador,

cuenta con:

4 zonas de refrigeración.


52

La caja de agua I – Tramo 2 – cuenta con:


1 zona llamada “de escurrido de agua” instalada del lado de salida de la caja de

agua.

« Canaletas de guía van incorporadas entre las cajas de agua I y II con el fin de servir

de conjuntos-compensadores de la temperatura».

La caja de agua II cuenta con:


1 zona llamada “de escurrido de agua” instalada del lado de salida de la caja de

agua.

El agua de refrigeración para las diversas zonas de refrigeración se alimentara

directamente a partir de la red de la fábrica (presión de la red = 6 bares).

Las llamadas “zonas de agua de escurrido” funcionan por medio de agua a

presión. La multiplicación de la presión del agua de la red de la fábrica a un valor de

12 bares se efectúa mediante un puesto de multiplicación de la presión.

Las zonas de refrigeración se componen de los tubos lanza-chorros propiamente

dichos y de los tubos de guiado colocados entre éstos.


53

El agua llamado “de escurrido” se dirige hacia el alambrón en sentido opuesto al

sentido de paso del material laminado con el fin de evitar que el alambrón al paso

arrastre al agua de refrigeración fuera de las cajas de agua. Una vez salida de los

tubos lanza - chorros, el agua pasará al sistema de descarga de manera a ser aspirada

otra vez. Por consiguiente, el sistema de agua a presión funciona en circuito abierto.

La intensidad del efecto de refrigeración puede ser variada de acuerdo con la

preselección de las diversas zonas de refrigeración.

En todo caso, el número de las zonas de refrigeración a utilizar es función de la

sección del área del alambrón y de la calidad del material. La abertura de los tubos

lanza – chorros “de escurrido” relativos a una caja de agua se efectuará tan pronto

como la cabeza de la barra laminada salga del lado de salida de esta caja. El ajuste del

momento de abertura de los orificios lanza – chorros puede efectuarse de manera a

garantizar que un trozo de longitud determinado pase a través de la caja de agua sin

refrigerar.

El cierre de los tubos lanza – chorros relativos a las zonas de refrigeración y “de

escurrido” de una caja se efectúa en el momento de la llegada de la cola de la barra

a la caja de agua. Las operaciones de abertura y cierre de los tubos lanza – chorros se

efectúan por medio de válvulas neumáticas.

Instrucciones relativas al montaje de los aparatos


54

La adaptación de la caja de agua comunicando con la caja de salida del bloque

acabador se efectúa en el lugar de la obra durante el montaje. La colocación de las

cajas de agua y de la zona de compensación del alambrón debe efectuarse de manera

a garantizar la alineación perfecta de los diferentes aparatos. Los porta – boquillas

cuentan con tornillos de fijación y de regulación de desmontaje permitiendo la puesta

a nivel exacta de los grupos de refrigeración.

Las canaletas de la zona llamada “de compensación” van montadas en el bastidor

de base mediante resortes de disco. Por consiguiente, resulta posible efectuar la

puesta a nivel de las diversas canaletas con debida precisión. En lo tocante a los

orificios lanza – chorros de refrigeración, habrá que tener en cuenta que es

absolutamente necesario respetar la medida del intersticio anular indicada en los

planos 1/6669720 y 1/6669730.

PLANO DE CONJUNTO Nº SMS Nº SIDOR


55

Plano de conjunto – zona de

refrigeración por agua.

1 / 6667780 832 – 02 – 16 – 00979

Plano de conjunto – Caja de agua I –

Pos. 1 – Disposición derecha

1 / 6668630 832 – 02 – 16 – 00980


Pos. 1 – Disposición izquierda

1 / 6669050 832 – 02 – 16 – 00981


Pos. 2

1 / 6668780 832 – 02 – 16 – 00982

Plano de conjunto – Caja de agua II 1 / 6668140 832 – 02 – 16 – 00983

Plano de conjunto – Porta tubos

Lanza –chorros - Lado de entrada

1 / 6669710

832 – 02 – 16 – 00996


Lanza –chorros – Zona central

1 / 6669720

832 – 02 – 16 – 00997


Lanza –chorros – Zona salida

1 / 6669730

832 – 02 – 16 – 00998


Lanza –chorros - Lado de entrada –

Laminación de barras de armadura

para hormigón.

1 / 7087610

832 – 02 – 16 – 01894


Lanza –chorros – Zona central –



56

Tabla Nº 2, Cajas de agua y zona de compensación

FILTROS

Para asegurar larga vida y un rendimiento adecuado de los componentes

hidráulicos, el fluido hidráulico debe mantenerse limpio. Filtros, colocadores e

imanes pueden ser usados para eliminar partículas extrañas del fluido hidráulico y son

agentes efectivos contra la contaminación. De acuerdo a su construcción, un colador

es un aparato para remover los sólidos del fluido, donde la resistencia al movimiento

de estos sólidos está en línea vertical y un filtro es un aparato para remover los

sólidos del fluido donde la resistencia al movimiento está en una tubería curva lienta.

Los elementos con los que están hechas las mallas de los filtros son varios, pueden

ser de madera, celosía, plástico, papel poroso y galacita (tierra de Batán). Estos

elementos, normalmente malla, son más finos que los coladores, a veces filtran

para hormigón. 1 / 7087620 832 – 02 – 16 – 01895


Lanza –chorros - Lado de salida –


para hormigón

1 / 7087630

832 – 02 – 16 – 01896

Plano de conjunto – Zona de

compensación del alambrón.

1 / 66689910

832 – 02 – 16 – 01008


57

partículas de dos micrones (un micrón = 0,001 mm), los filtros que están hechos con

galacita o arcilla activada no deben ser usados con fluídos de tipo aditivo porque

estos elementos quitan los aditivos así como las impurezas.

Los filtros son clasificados como de tipo de flujo completo o de tipo proporcional.

El tipo de flujo completo nos da una acción filtradora positiva pero ofrece mayor

resistencia al flujo cuando el fluido se ensucia. Por esta razón el filtro de flujo

completo generalmente incluye una válvula que lo desvía del elemento cuando no

puede manejar todo el flujo a través del filtro de tipo proporcional solo una parte del

fluido pasa a través de los elementos.

FILTRO AUTOLIMPIANTE.

El filtro auto-limpiante es del tipo constructivo mecánico. Está compuesto de

cuerpo con bocas de entrada y salida aceite superior, con la palanca superior, con la

palanca de limpieza. El elemento filtrante consta de un juego ensamblado de discos

espaciadores y láminas u hojas limpiadoras. Accionando la manija, las hojas

limpiadoras barren las impurezas sedimentadas entre los discos. En tamaños mayores,

en lugar de la palanca de limpieza puede ser acoplado un motor eléctrico que actúa

con la señal de un temporizador o presostato a base de grado de saturación y

diferencias entre presiones de entrada y salida de aceite.


58

En todos los filtros de diferentes tipos, de todos modos se debe organizar un

mantenimiento preventivo, que permite a base de datos históricamente comprobados,

un mantenimiento adecuado. Su recambio o limpieza asegura un funcionamiento

correcto y sin fallas excesivas de todo sistema, en una unidad de potencia

oleodinámica.

COLOCACIÓN.

En un sistema oleodinámico, generalmente hay tres lugares o líneas de colocación.

1. En la entrada o aspiración de la bomba dentro o sobre el depósito.

2. En la salida de la bomba o sea línea de trabajo o envío, sobre el mismo

depósito.

3. Tercer lugar de colocación de un filtro es la línea de descarga o retorno.

Generalmente se instala antes de la entrada y sobre el tanque.

SELECCIÓN DE UN FILTRO

La selección de un filtro se rige principalmente por la capacidad del flujo del

sistema. La cantidad de flujo que un filtro limpio puede manejar se determina por la

viscosidad del fluido y la caída de presión admisible. También cuando los

elementos del filtro se llenan de contaminación, la caída de presión aumenta por el

porcentaje de flujo. Entonces un filtro debe ser de tamaño suficiente para dejar pasar


59

el flujo requerido (aún en contaminación máxima con una caída de presión que pueda

ser tolerada por el sistema.

EL PROBLEMA DEL CALOR.

El desarrollo de calor es un fenómeno indeseable pero inevitable que se verifica

indistintamente en todos los procesos de transmisión y de transformación de la

energía. Este calor es la concreta expresión final de todas las pérdidas que se

verifican en el proceso considerado. Basta recordar, a título de ejemplo, las pérdidas

debidas a efecto Joule que se tienen en las redes de transmisión de energía eléctrica o

las pérdidas que se producen en un reductor mecánico por efecto de los rozamientos.

El calor que nace de las pérdidas de energía no es prácticamente recuperable y

representa un verdadero y propio subproducto nocivo del proceso. Hay dos principios

y modelos de intercambiadores, uno enfría por medio del aire y el otro utiliza el agua.

El primero trabaja como un principio de ventilador común o de un radiador de un

automóvil. Consta de una caja rectangular donde se alojan las serpientes conducentes

de aceite. Los tubos de fluidos tienen unas aletas adheridas de aluminio u otro

material que transfiere con facilidad el calor de los tubos hacia el exterior, disipando

el calor. Puede ser utilizado sin o con ventilador propulsado con motor eléctrico. El

ventilador intensifica y aumenta la transferencia del calor hacia el exterior, mejorando

la capacidad de enfriamiento.


60

Otro sistema utilizado es el intercambiador de agua: Es un dispositivo compacto,

de distintos tamaños, de fácil montaje y ubicación en distintos lugares del circuito. El

aceite transfiere el calor al agua y ésta se descarga afuera. El agua utilizada debe ser

limpia (potable, para evitar enlodamiento de tubos y cámaras).

Para mayor compresión el filtro auto-limpiante utilizado en este caso es:

El filtro autolimpiador BEA FILTROMATIC, se usan para la filtración de agua de

mar o de agua industrial con múltiples servicios y en diferentes lugares. Su

concepción es extremadamente simple y han sido proyectos y construidos con

robustez, ya que están previstos para un funcionamiento continuo, 24 horas sobre Sin

embargo, antes de su puesta en marcha y durante su servicio necesitan algunas

intervenciones que consideremos fundamentales para la eficiencia y la duración de

los filtros y para garantizar la continuidad del servicio.

Descripción del Funcionamiento.

El filtro autolimpiador FILTROMATIC tiene como finalidad remover las

impurezas sólidas del agua y eliminarlas automáticamente sin interrumpir el proceso

de filtración. Los elementos filtrantes están colocados en la placa de soporte en una o

varias circunferencias y las impurezas sólidas retenidas se descargan hacia el extremo

mediante la rotación del brazo de controlavado, usando como fluido de controlavado

la misma agua ya filtrada.


61

Esta operación se puede programar automáticamente colocando el conmutador

situado en el cuadro eléctrico en la posición “AUT”, o manualmente, dislocando el

conmutador a la posición “MAN”. Si el conmutador se encuentra en automático, el

filtro operara de la siguiente manera: La continúa acumulación de impurezas sólidas,

retenidas en el interno de los elementos filtrantes, provocara el incremento de la

presión diferencial entre entrada y salida. Cuando dicha presión alcance el valor

previamente fijado en el presostato diferencial DPS, este enviara la señal al cuadro

eléctrico, el cual, por consiguiente, accionara el motor reductor que hace girar el

grupo de controlavado provocando simultáneamente la apertura de la válvula de

drenaje.

De esta forma el elemento filtrante que se encuentra en correspondencia del brazo

rotante de limpieza, queda en comunicación con el drenaje presión atmosférica y por

lo tanto, el agua que se encuentra en el interno del elemento mismo junto con el agua

externa bajo presión ya filtrada, se descargan hacia el externo arrastrando el

contaminante retenido.

El filtro proveerá el controlavado de los elementos filtrantes durante un tiempo pre-

establecido por el timer “TRD”: cuando se vence el tiempo, cuando el presostato

vuelve a leer la presión diferencial y si la misma ha vuelto a la normalidad,

interrumpe el controlavado deteniendo el motor reductor y cerrando la válvula, si por

el contrario el controlavado tuvo una duración de insuficiente para limpiar los

elementos filtrantes, el presostato prolonga el tiempo de controlavado hasta cuando se

produzca un disminución de la presión diferencial al valor prefijado.


62

Si el conmutador se encuentra en posición manual, el filtro continuara a

controlavarse hasta cuando el operador no disloque el conmutador hasta la posición

automática.

Nota:

En el cuadro está previsto un segundo timer (cíclico) “TR”, que

independientemente de la intervención del presostato, provee automáticamente cada 8

horas (o según el tiempo indicado por el operador – de 0 a 60 horas) a activar el ciclo

de controlavado durante el tiempo indicado en el primer timer “TDR”

SECUENCIAS OPERATIVAS

CONDICIONES DE

FUNCIONAMIENT

O

PRESOSTATO

MOTO

R

VÁLVUL

A

DRENAJ

E

I CONTACTO

PARA

CONTROLAVAD

O

II

CONTACT

O

ALARMA

Filtro limpio P

normal.

Abierto Abierto Parado Cerrada

Filtro succión ∆P Cerrado Abierto En Abierto


63

superior normal. Función

Tiempo lavado

vencido con ∆P

normal.

Abierto Abierto Parado Cerrada

Tiempo lavado

vencido con ∆P

superior al normal.

Cerrado

Abierto

En

Función

Abierta

Tiempo lavado

vencido con ∆P en

alarma.

Cerrado Cerrado En

Función

Abierta

Timer de

controlavado de

seguridad TR

(cíclico).

Abierto

Abierto

En

Función

Abierta

Controlavado manual.

Conmutador AUTO-

MAN en posición

MAN.

Abierto

Abierto

En

Función

Abierta

Tabla N° 3

FICHA SEÑALIZACIÓN DAÑOS


64

ANOMALIA CAUSA POSIBLE TIPO DE

INTERVENCIÓN

El filtro una vez

alcanzado el ∆P no

interviene y no provee el

controlavado.

Presostato conectado en

forma errónea.

Error en la calibración

del instrumento.

Presostato roto.

Controlar las conexiones

según el esquema

eléctrico.

Controlar la calibración.

Proveer a la sustitución y

usar como alternativa el

comando manual.

Aunque interviene ante la

señal del presostato el

filtro no provee al

controlavado.

Ruptura del perno

dinamométrico.

Elevada absorción del

motor, con intervención

de la protección térmica.

Fusibles de protección

del circuito primario y

secundario quemados.

Sustitución del perno

después de encontrar la

causa de su ruptura.

Reactivación manual en

el tablero de la protección

térmica.

Sustitución de los fusibles

después de encontrar la

causa de la anomalía.

Intervención de la señal

de alto ∆P. Cuando el

presostato este equipado

de II contacto de alarma

por alto ∆P.

Ruptura del perno

dinamométrico.

La válvula de descargue

motorizada no se abre.

Sustitución del perno.

Control de la conexión

válvula tablero.

Control de la válvula de

descargue.


65

Controlavado ineficiente. La válvula de descargue

motorizada no se abre.

Elevada caída de presión

en la tubería de

descargue.

Patín muy desgastado.

Control de la conexión

válvula – tablero. Control

de la válvula.

Eliminar en lo posible

curvas u otras fuentes de

caídas de presión. El

drenaje del agua debe ser

libre sin resistencias

Sustituir el patín.

No funciona la válvula

motorizada de descarga.

Conexión eléctrica.

Fusible quemado.

Eventuales cuerpos

extraños en el asiento de

la esfera.

Micro interruptores del

final del recorrido

descalibrados (cuando

previsto)

Actuador.

Controlar las conexiones

con el esquema.

Reemplazar bobina y

fusible.

Control visual de la

esfera.

Proveer a la calibración

de los micros

interruptores de final de

recorrido.

Ver ficha técnica. Si la

causa permanece

remplazar válvula y

actuador.

El filtro funciona a saltos Aflojamiento de la tuerca Apretar las tuercas


66

durante el controlavado. y de la contratuerca de

fijación del eje motor

reductor y consiguiente

desconexión del injerto

interno.

controlando la distancia

entre el patín y la placa

porta-elementos.

Demasiada distancia

entre patín y placa porta-

elementos o roce

excesivo entre los dos.

Aflojamiento de la tuerca

y contratuerca de fijación

del eje motor reductor.

Apretar las tuercas hasta

regular la distancia patín

placa a 3 mm. Bloquear la

regulación con la

contratuerca.

Tabla N° 4

Mantenimiento.

Desensamblaje y/o mantenimiento del filtro.

Para el desensamblaje del filtro y/o de los varios componentes (Plano N° AL-01)

proceder como sigue:

Grupo reductor (Plano N° AL-02)

Quitar las tuercas (pos.48)

Desmontar los tornillos (pos. 54) y las tuercas (pos. 43)

Sacar el anillo SEEGER (pos. 45)

Quitar el perno de seguridad (pos. 16)


67

Sacar el reductor (pos. 67)

Sacar el árbol del reductor (pos. 13)

Recuperar la clavija (pos. 46)

Sustitución del perno de seguridad (Plano AL- 02 Pos. 16)

Cuando se deba proceder a la sustitución del perno de seguridad se debe:

Sacar el anillo SEEGER (pos. 45)

Quitar las dos partes del perno roto (pos. 16)

Limpiar la sede del perno de los eventuales residuos

Instalar el nuevo perno de seguridad en bronce controlando que la instalación

será precisa

Montar nuevamente el anillo SEEGER (pos. 45).

Prensaestopas (Plano N° AL-02 y AL-05 Part. B)

Para el Desensamblaje completo del prensaestopas efectuar las operaciones

descritas en el punto grupo reductor y sucesivamente:

Destornillar las tuercas (pos. 55) de los tornillos prisioneros (pos. 50)

Sacar la brida (pos. 18)


68

Desarmar la estopa (pos.34)

Elementos filtrantes (Plano N° AL-03)

Para desmontar los elementos filtrantes se puede proceder de dos formas:

I. Llevar a cabo las operaciones previstas en los puntos del grupo reductor y

prensaestopas.

II. Desmontar solamente el perno de seguridad (pos. 16) y quitar la tapa del filtro

completo con prensaestopas y linterna.

Desmontar las astas y las tuercas (pos. 62 y 63)

Quitar la tapa del filtro

Recuperar el empaque (pos. 35)

Destornillar las tuercas (pos. 59)

Desmontar el disco que presiona el elemento filtrante (pos. 7)

Si es necesario, destornillar las astas (pos. 9)

Desmontar los elementos filtrantes (pos. 8).

Placa porta elementos filtrantes (pos. 6) (Planos N° AL-03 y AL-05 Part. D)

Continuando el desensamblaje del filtro para quitar La placa porta elementos e

necesario efectuar las siguientes operaciones:


69

Desmontar los tornillos (pos. 60)

Recuperar las tuercas (pos. 49)

Sacar la placa (pos. 6)

Tubería drenaje externa (pos. 15) (Planos MN. AL-04 y AL-05)

Desmontar las tuercas (pos. 56)

Extraer del fondo del filtro toda la tubería (pos. 15)

Recuperar el empaque (pos. 39)

Desmontar el cojinete (pos. 30)

Eje interno (pos. 13) (Plano N° AL-03 y AL-04)

Desmontar el filtro hasta extraer la tapa y para el desensamblaje del eje interno

proceder como sigue:

Mediante la portezuela quitar el perno (pos. 51) y sacar por encima el eje (pos. 13)

Sustitución del patín (pos. 28) (Planos N° AL-04 y AL-05)

Reemplazar el patín cuando el espesor de la brida que rueda contra la placa se

reduce a 5 mm.


70

La sustitución del patín interno puede ocurrir a través de la portezuela de

inspección como sigue y se puede proceder de dos formas:

Destornillar completamente las tuercas (pos. 48) que se encuentran en cima al

filtro.

Desarmando la tubería de drenaje (plano AL-04 pos. 14)

Manual de instalación.

FILTRO AUTOLIMPIANTE

MOD.

AL 3024

CLIENTE TECHINT

SPA

N° PEDIDO CLIENTE 461 / FT

REFERENCIA BEA FILTRI 01.0.197

ITEM

NUMERO DE FABRICACIÓN 9293 / 9294

Tabla N° 5


71

MEDIDOR DE CAUDAL

García Clemente (1980) define que:

Un medidor de caudal o de tasa es un aparato que determina, generalmente una

medida única, la cantidad (peso volumen) por unidad de tiempo que pasa por una

sección transversal dada. Dentro de los diferentes medidores de caudal se incluyen los

orificios, el medidor venturi, el rotámetro, el vertedero y la tobera.

MEDICIÓN DEL CAUDAL EN TUBERÍAS

En el caso de tuberías, la sección transversal es conocida con la suficiente

precisión. Para la medición de la velocidad se utilizan, entre otros los siguientes

procedimientos:

Mediante el uso de correntómetro

Mediante el uso de instrumentos basados en el efecto Doppler

Mediciones mediante el tubo de Pitot

Introduciendo un estrangulamiento del tubo, el que puede ser gradual,

mediante una pieza especial denominada Tubo de Venturi o abrupta, mediante la

inserción de un diafragma.

La selección eficaz de un medidor de caudal exige un conocimiento práctico de la

tecnología del medidor, además de un profundo conocimiento del proceso y del fluido

que se quiere medir.

http://es.wikipedia.org/wiki/Corrent%C3%B3metro

http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Doppler

http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo_de_Pitot

http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Venturi


72

Entre los principales medidores que se estudian se citan, en primer lugar, los

medidores de presión diferencial. Después se estudian los medidores con

accionamiento mecánico, es decir, los medidores de desplazamiento positivo y los

medidores de tipo turbina, para finalizar con los medidores de caudal de tipo

electromagnético y los medidores de tipo ultrasónico. Aunque los medidores de tipo

másico no se abordan, ya que la ponencia trata de medidores de caudal de tipo

volumétrico, en ocasiones es más importante conocer el caudal másico que el caudal

volumétrico, principalmente en la industria química, donde es necesario conocer los

caudales másicos con el fin de determinar balances energéticos en las plantas de

proceso.

Se indican también las ventajas e inconvenientes de emplear uno u otro tipo de

medidor de caudal, tanto técnica como económicamente.

MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL

La medida de caudal en conducciones cerradas, consiste en la determinación de la

cantidad de masa o volumen que circula por la conducción por unidad de tiempo. Los

instrumentos que llevan a cabo la medida de un caudal se denominan, habitualmente,

caudalímetros o medidores de caudal, constituyendo una modalidad particular los

contadores, los cuales integran dispositivos adecuados para medir y justificar el

volumen que ha circulado por la conducción.


73

Los medidores de caudal volumétrico pueden determinar el caudal de volumen de

fluido de dos formas:

Directamente, mediante dispositivos de desplazamiento positivo, o

indirectamente, mediante dispositivos de: presión diferencial, área variable,

velocidad, fuerza, etc.

Puesto que la medida de caudal volumétrico en la industria se realiza,

generalmente, con Instrumentos que dan lugar a una presión diferencial al paso del

fluido, abordaremos en primer lugar los medidores de presión diferencial. Esta clase

de medidores presenta una reducción de la sección de paso del fluido, dando lugar a

que el fluido aumente su velocidad, lo que origina un aumento de su energía cinética

y, por consiguiente, su presión tiende a disminuir en una proporción equivalente, de

acuerdo con el principio de la conservación de la energía, creando una diferencia de

presión estática entre las secciones aguas arriba y aguas abajo del medidor.

PRINCIPALES MEDIDORES DE PRESIÓN DIFERENCIAL

Entre los principales tipos de medidores de presión diferencial se pueden destacar

los siguientes:

Placas de orificio

Toberas

Tubos Venturi


74

Tubos Pitot

Tubos Annubar

Codos

Medidores de área variable

Medidores de placa.

Se estima que, actualmente, al menos un 75% de los medidores industriales en uso

son dispositivos de presión diferencial, siendo el más popular la placa de orificio.

Las principales ventajas de dichos medidores son:

Su sencillez de construcción, no incluyendo partes móviles,

Su funcionamiento se comprende con facilidad,

No son caros, particularmente si se instalan en grandes tuberías y se comparan

con otros medidores,

Pueden utilizarse para la mayoría de los fluidos, y hay abundantes

publicaciones sobre sus diferentes usos.

Sus principales desventajas son:

La amplitud del campo de medida es menor que para la mayoría de los otros

tipos de medidores, pueden producir pérdidas de carga significativas, la señal de

salida no es lineal con el caudal, deben respetarse unos tramos rectos de tubería aguas

arriba y aguas abajo del medidor que, según el trazado de la tubería y los accesorios


75

existentes, pueden ser grandes, pueden producirse efectos de envejecimiento, es decir,

acumulación de depósitos o la erosión de las aristas vivas, la precisión suele ser

menor que la de medidores más modernos, especialmente si, como es habitual, el

medidor se entrega sin calibrar.

PLACAS DE ORIFICIO

La placa de orificio consiste en una placa perforada que se instala en la tubería. El

orificio de la placa, como se muestra en la figura 14, puede ser: concéntrico,

excéntrico y segmental.

Fig. 14. Tipos de orificio.

Con el fin de evitar arrastres de sólidos o gases que pueda llevar el fluido, la placa

incorpora, normalmente, un pequeño orificio de purga. Entre los diversos perfiles de

orificio que se utilizan, según se muestra en la figura 15, se pueden destacar los

siguientes: de cantos vivos, de cuarto de círculo y de entrada cónica. El más utilizado

es el de cantos vivos, aunque también se usan las placas de cuarto de círculo y las de

entrada cónica, especialmente cuando el fluido es viscoso.


76

Fig. 15. Perfiles de orificios.

Para captar la presión diferencial que origina la placa de orificio, es necesario

conectar dos tomas, una en la parte anterior y otra en la parte posterior de la placa. La

disposición de la toma, según se muestra en la figura 16, puede ser: en las bridas, en

la vena contraída, y en la tubería.

Fig. 16. Tomas de presión alternativa.

Las tomas en la brida se usan para tamaños de tubería de 2 in (50,8 mm) o

superiores. En el caso de las tomas en la vena contraída, la toma antes de la placa se


77

sitúa a 1 in (25,4 mm) de distancia de la placa, mientras que la toma posterior se debe

situar en el punto de mínima presión, donde la vena alcanza su diámetro más

pequeño. Las tomas en la tubería se sitúan a 2 1/2 y 8 diámetros de tubería

respectivamente, antes y después de la placa de orificio.

TOBERAS

Las toberas son de dos tipos, las de radio grande y las de radio pequeño

(denominadas toberas ISA 1932 [30, 31]). La tobera, con su entrada suave

redondeada, elimina prácticamente la vena contracta y da coeficientes de descarga

(Cd) próximos a la unidad. Las pérdidas no recuperables siguen siendo grandes, ya

que, no hay difusor para la expansión gradual posterior. Éstas se pueden utilizar como

elementos medidores de caudal tanto en conductos (tuberías) como en cámaras

impelentes y se instalan con bridas roscadas con un macho, de acuerdo con las

normas ASME o con otras especificaciones de normas.

Si se requiere instalar un medidor de caudal (Q) aguas abajo de una válvula, de un

codo o de otro accesorio, se debe colocar también un tramo rectilíneo de tubería entre

el accesorio y el medidor; para las toberas se pueden necesitar un tramo de tubería

rectilínea hasta de 4 veces el diámetro. La tobera cuesta menos que el medidor

venturi. Tiene la desventaja de que las pérdidas totales son mucho más grandes

debido a la falta de guía del chorro aguas abajo de la abertura de la tobera. En la

figura 17 se muestran dos tipos de toberas normalizadas. Con este tipo de tobera se

utilizan, normalmente, tomas de presión en ángulo, tal como se indica en la figura.


78

Fig. 17. Tobera ISA 1932.

Tubos Venturi

En la figura 18 se muestra el perfil de un tubo Venturi clásico, donde se puede

apreciar la disposición de las tomas de presión para determinar la presión diferencial.

Fig. 18. Tubo Venturi.

Como se aprecia en la figura se pueden destacar tres partes fundamentales: a) una

sección de entrada cónica convergente en la que la sección transversal disminuye, lo

que se traduce en un aumento de la velocidad del fluido y una disminución de la

presión; b) una sección cilíndrica en la que se sitúa la toma de baja presión, y donde

la velocidad del fluido se mantiene prácticamente constante, y c) una tercera sección

de salida cónica divergente en la que la sección transversal aumenta, disminuyendo la

velocidad y aumentando la presión. La incorporación de esta sección de salida


79

permite una recuperación de la mayor parte de la presión diferencial producida y, por

tanto, un ahorro de energía.

Con el fin de reducir las pérdidas de carga causadas por una tobera, puede

acoplarse a continuación de la tobera una sección divergente similar a la utilizada

para un tubo Venturi, resultando una combinación que se denomina Venturi-tobera,

como se muestra en la figura 19, donde pueden apreciarse las tomas de presión.

Fig. 19. Combinación Venturi-tobera.

En la figura 20 se muestra una comparación entre varios elementos de presión

diferencial con respecto a la recuperación de la presión.


80

Fig. 20. Comparación entre diferentes dispositivos de presión diferencial con

respecto a la recuperación de la presión.

Las principales limitaciones de los tubos Venturi son su elevado costo y la

longitud necesaria para su instalación, sobre todo para grandes tamaños de tubería.

TUBO PITOT

El tubo de Pitot es quizá la forma más antigua de medir la presión diferencial y

también conocer la velocidad de circulación de un fluido en una tubería. En la figura

21 se muestra, en su forma más sencilla, un pequeño tubo con la entrada orientada en

contra del sentido de la corriente del fluido. La velocidad del fluido en la entrada del

tubo se hace nula, al ser un punto de estancamiento, convirtiendo su energía cinética

en energía de presión, lo que da lugar a un aumento de presión dentro del tubo de

Pitot.

Fig. 21. Tubo Pitot en su forma más sencilla.


81

Los tubos de Pitot son instrumentos sencillos, económicos y disponibles en un

amplio margen de tamaños. Si se utilizan adecuadamente pueden conseguirse

precisiones moderadas y, aunque su uso habitual sea para la medida de la velocidad

del aire, se usan también, con la ayuda de una técnica de integración, para indicar el

caudal total en grandes conductos y, prácticamente, con cualquier fluido.

Probablemente la principal desventaja sea su dificultad para medir bajas velocidades

del aire.

TUBO ANNUBAR

El tubo Annubar es una innovación del tubo de Pitot. En la figura 22 se muestra un

tubo Annubar clásico, donde se aprecia un tubo exterior, situado a lo largo de un

diámetro transversal de la tubería, y dos tubos interiores. El tubo exterior presenta

cuatro orificios en la cara aguas arriba de la corriente, que se utilizan para interpolar

los perfiles de velocidad y realizar un promedio, y otro orificio en el centro del tubo

pero en la cara aguas abajo de la corriente.


82

Fig. 22. Tubo Annubar.

De los dos tubos que están en su interior, uno sirve para promediar las presiones

obtenidas en los cuatro orificios, midiendo la presión total, mientras que el otro tubo,

que se encuentra en la parte posterior, mide la presión estática en el orificio central

aguas abajo de la corriente. Existen diferentes tipos de tubos Annubar, cuya

selección depende del tamaño de la línea y su aplicación. El tubo Annubar tiene

mayor precisión que el tubo de Pitot, así como una baja pérdida de carga, utilizándose

para la medida de pequeños y grandes caudales de fluidos.

CODOS

Cuando un fluido circula por el codo de una tubería, está sujeto a una aceleración

angular. La fuerza centrífuga resultante crea una presión diferencial entre el radio

interior y el radio exterior. La raíz cuadrada de esta presión diferencial es

proporcional al caudal, siendo la base fundamental de estos medidores de caudal. En

la figura 23 se muestra un codo con las tomas de alta y baja presión.

Fig. 23. Tomas de presión en un codo.


83

La toma en el codo presenta la ventaja de que como la mayoría de las

configuraciones de tuberías tienen codos, pueden situarse en ellos la toma de presión.

Esto permite una instalación económica, sin pérdidas de presión, y sin introducir

obstrucciones en la línea. Debe ponerse especial cuidado para alinear los orificios de

las tomas de presión en ambos planos. Si el codo esta calibrado, su precisión puede

ser comparable a la de una placa de orificio.

MEDIDORES DE ÁREA VARIABLE

Los medidores de área variable funcionan sobre la base de mantener una presión

diferencial constante, permitiendo aumentar el área eficaz de flujo con el caudal.

Existen varios tipos de medidores de orificio variable, pero el más utilizado es el que

está formado por un tubo cónico de eje vertical y un flotador. Como se muestra en la

figura 24, el fluido circula en sentido ascendente por el tubo desplazando un flotador

que, habitualmente, lleva unas ranuras que dan lugar a que el flotador gire,

proporcionándole la estabilidad y efecto de centrado necesario. Esta rotación es la que

ha dado origen al nombre de rotámetro.

Fig. 24. Rotámetro de tubo de vidrio cónico y flotador.


84

La precisión que puede conseguirse con los medidores de área variable no suele

ser mejor que ± 2% de desviación a plena escala, por lo que no son aconsejables

cuando se requiere una elevada precisión.

MEDIDORES DE PLACA

El principio de funcionamiento del medidor de placa de resistencia al avance de la

corriente se muestra en la figura 25.

Fig. 25. Medidor de placa.

Una placa circular se mantiene en el centro de la tubería por medio de una barra

normal al flujo. Teniendo en cuenta que la aceleración del fluido en el espacio anular

entre la placa y la tubería crea una presión reducida sobre la cara aguas abajo de la

placa, la fuerza ejercida por el fluido sobre la placa será la diferencia entre las

presiones sobre las superficies aguas arriba y aguas abajo de la placa, la cual tiende a


85

mover la placa en la dirección del flujo y, está limitada a tamaños de tubería hasta

100 mm.

MEDIDORES CON ACCIONAMIENTO MECÁNICO

En este capítulo se incluirán los medidores con accionamiento mecánico,

habitualmente de tipo rotativo, que miden el volumen total o el caudal volumétrico de

un fluido circulando por una tubería.

MEDIDORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO

Los medidores de desplazamiento positivo miden la cantidad de fluido que circula

por un conducto, dividiendo el flujo en volúmenes separados y sumando los

volúmenes que pasan a través del medidor.

En cada medidor, se pueden destacar tres componentes comunes:

Cámara, que se encuentra llena de fluido,

Desplazador, que bajo la acción del fluido circulando, transfiere el fluido

desde el final de una cámara a la siguiente, y

Mecanismo (indicador o registrador), conectado al desplazador, que cuenta el

número de veces que el desplazador se mueve de una parte a otra en la cámara de

trabajo.


86

Un problema importante que se debe tener en cuenta al fabricar un medidor de

desplazamiento positivo es conseguir una buena estanqueidad de las partes móviles,

evitando un par de rozamiento inaceptable y que la cantidad de líquido de escape a

través del medidor sea moderada. Por esta razón, es necesario calibrar el medidor de

desplazamiento a varios caudales, dentro del margen de utilización, con un fluido de

viscosidad conocida.

MEDIDORES DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO PARA LÍQUIDOS

En principio, los medidores de desplazamiento positivo para gases deberían ser

similares a los utilizados para líquidos, sin embargo, en la práctica hay una diferencia

importante. Por consiguiente, los medidores de desplazamiento positivo para gases

tienen que tener una baja resistencia a la fricción.

Dentro de los diferentes tipos de medidores para líquidos se consideran los

siguientes:

Medidores de tipo pistón,

Medidores de paletas deslizantes, y

Medidores de engranajes.


87

MEDIDOR DE PISTÓN OSCILANTE

En la figura 26 se aprecia una sección transversal de un medidor de pistón oscilante

mostrando las cuatro etapas de su ciclo de funcionamiento.

Fig. 26. Etapas de funcionamiento de un medidor de pistón oscilante.

Consiste de un pistón hueco montado excéntricamente dentro de un cilindro. El

cilindro y el pistón tienen la misma longitud, pero el pistón, como se aprecia en la

figura, tiene un diámetro más pequeño que el cilindro. El pistón, cuando está en

funcionamiento, oscila alrededor de un puente divisor, que separa la entrada de la

salida de líquido.

MEDIDORES DE PALETAS DESLIZANTES

En la figura 27 se muestra un medidor de paletas deslizantes, que consta de un

rotor con unas paletas, dispuestas en parejas opuestas, que se pueden deslizar

libremente hacia adentro y hacia afuera de su alojamiento. Los miembros de las


88

paletas opuestas se conectan rígidamente mediante varillas, y el fluido circulando

actúa sobre las paletas sucesivamente, provocando el giro del rotor.

Fig. 27. Medidor de paletas deslizantes.

MEDIDORES DE ENGRANAJES

Entre los más importantes medidores de engranajes se pueden destacar los

siguientes:

Medidores de rueda oval, y

Medidores helicoidales.

Medidores de rueda oval


89

El medidor de rueda oval, que se muestra en la figura 28, dispone de dos ruedas

ovales que engranan entre sí y tienen un movimiento de giro debido a la presión

diferencial creada por el flujo de líquido. La acción del líquido actúa de forma

alternativa sobre cada una de las ruedas, dando lugar a un giro suave de un par

prácticamente constante. Tanto la cámara de medida como las ruedas están

mecanizadas con gran precisión, con el fin de conseguir que el deslizamiento entre

ellas se produzca con el mínimo rozamiento, sin que se formen bolsas o espacios

muertos y desplazando la misma cantidad de líquido en cada rotación.

Fig. 28. Medidor de rueda oval.

Medidores helicoidales

En la figura 29 se muestra un medidor de tipo helicoidal, cuyo funcionamiento es

similar al de la rueda oval, por lo que no merece más detalles.


90

Fig. 29. Medidor de engranajes helicoidales.

MEDIDORES DE TURBINA

Los medidores para gas y para líquido funcionan bajo el mismo principio. La

figura 30 muestra la sección transversal de un medidor de turbina típico para líquidos.

Consta de una longitud de tubería en el centro de la cual hay un rotor de paletas

múltiple, montado sobre cojinetes, para que pueda girar con facilidad, y soportadas

aguas arriba y aguas abajo por un dispositivo de centrado tipo cruceta que,

habitualmente, incorpora un enderezador de la vena fluida.

Fig. 30. Sección transversal de un medidor de turbina para líquidos.


91

OTROS MEDIDORES VOLUMÉTRICOS

Medidores de caudal electromagnéticos

El medidor de caudal electromagnético utiliza el mismo principio básico que el

electro generador, es decir, cuando un conductor se mueve a través de un campo

magnético se genera una fuerza electromotriz en el conductor, siendo su magnitud

directamente proporcional a la velocidad media del conductor en movimiento. Si el

conductor es una sección de un líquido conductor circulando por un tubo aislado

eléctricamente, a través de un campo magnético y se montan los electrodos

diametralmente opuestos en la pared de la tubería, tal como se muestra en la figura

31, la fuerza electromotriz generada a través de los electrodos es directamente

proporcional a la velocidad media del fluido.

Fig. 31 Elementos de un medidor electromagnético.

Entre los materiales más utilizados se pueden citar los siguientes: acero inoxidable

no magnético, platino/iridio, monel, hasteloy, titanio, y circonio para líquidos

particularmente agresivos.


92

Entre las ventajas más fundamentales se pueden señalar las siguientes:

No presentan obstrucciones al flujo, por lo que son adecuados para la medida

de todo tipo de suspensiones, barros, melazas, etc.

No dan lugar a pérdidas de carga, por lo que son adecuados para su instalación

en grandes tuberías de suministro de agua, donde es esencial que la pérdida de carga

sea pequeña.

Se fabrican en una gama de tamaños superior a la de cualquier otro tipo de

medidor.

No son prácticamente afectados por variaciones en la densidad, viscosidad,

presión temperatura y, dentro de ciertos límites, conductividad eléctrica.

No son seriamente afectados por perturbaciones del flujo aguas arriba del

medidor.

La señal de salida es, habitualmente, lineal.

Pueden utilizarse para la medida del caudal en cualquiera de las dos

direcciones.

Entre las desventajas se pueden destacar las siguientes:

El líquido cuyo caudal se mide tiene que tener una razonable conductividad

eléctrica. Para fines industriales el límite práctico es del orden de 10 & hom cm-1.

Esto significa que los líquidos acuosos pueden manejarse adecuadamente, lo que no

ocurre con líquidos orgánicos.


93

La energía disipada por las bobinas da lugar al calentamiento local del tubo

del medidor.

MEDIDORES ULTRASÓNICOS

Dos tipos de medidores ultrasónicos son utilizados, fundamentalmente, para la

medida de caudal en circuitos cerrados. El primero (tiempo de tránsito o de

propagación) utiliza la transmisión por impulsos, mientras que el segundo (efecto

Doppler) usa la transmisión continua de ondas.

Medidores ultrasónicos por impulsos

Los medidores ultrasónicos modulados por impulsos son los más precisos y se

utilizan, con líquidos limpios, aunque algunos tipos permiten medidas de líquidos con

cierto contenido de partículas y gas. El método diferencial de medida por tiempo de

tránsito, se basa en un sencillo hecho físico.

Medidores ultrasónicos utilizando el efecto Doppler

Los medidores ultrasónicos de tipo Doppler utilizan el concepto de que si se deja

pasar el ultrasonido en un fluido en movimiento con partículas, el sonido será

reflejado de nuevo desde las partículas. La variación de frecuencia del sonido

reflejado será proporcional a la velocidad de las partículas. Respecto a la precisión,


94

los medidores de tipo magnético pueden llegar hasta un ± 0,25% del caudal real,

mientras que los de tipo de ultrasonidos hasta un ± 0,5 %. Su fácil instalación reduce

los costos de mantenimiento, y además la medición, sin apenas pérdida de carga,

reduce los costos energéticos.

HIDRANTES

Peter Gerhart Gross (1995) dice que:

En su forma más sencilla, los hidrantes son una combinación de dos elementos en

un mismo cuerpo, es decir, una válvula hidráulica y un contador de agua, como se

muestra de forma esquemática en la figura 32. La válvula hidráulica tiene la

actuación de apertura y cierre por membrana, lo que reduce el número de piezas que,

habitualmente, se utilizan para esas funciones, simplificando con ello también el

diseño global de la válvula.

Fig. 32. Hidrante en su forma más sencilla.


95

Al hidrante se le puede incorporar una válvula de solenoide para abrirlo y cerrarlo

a distancia mediante una señal eléctrica. Más completos que los anteriores, en cuanto

a componentes se refiere, existen otro tipo de hidrantes, muy utilizados para el

suministro de agua de riego simultáneamente a diversas parcelas de terreno, y que se

muestran en la figura 33. Los elementos de que están integrados ejercen las siguientes

funciones:

a) Válvula de control, que se encuentra dentro de un alojamiento y donde sus partes

internas se mueven haciendo variar el caudal gradualmente al abrir o cerrar, y

protegiendo la red de posibles golpes de ariete.

Fig. 33. Hidrantes con diferentes salidas.

b) Contador, que se encuentra en derivación en conexión con una tobera, la cual se

encuentra dentro de la tubería de salida. El totalizador ofrece una lectura directa,

estando protegido contra la manipulación.


96

c) Regulador / estabilizador de la presión, cuya misión es regular y estabilizar la

presión aguas abajo, una vez que el flujo está abierto.

d) Controlador del caudal, que está formado por un diafragma de goma calibrado.

Cuando el caudal aumenta, el diafragma se deforma, alterando la apertura del caudal.

Una serie de retenes permite usar el controlador hasta presiones de 12 bar.

FOTOCÉLULA

Fotocélula o Célula fotoeléctrica, componente electrónico basado en el efecto

fotoeléctrico. En su forma más simple, se compone de un ánodo y un cátodo

recubierto de un material fotosensible. La luz que incide sobre el cátodo libera

electrones que son atraídos hacia el ánodo, de carga positiva, originando un flujo de

corriente proporcional a la intensidad de la radiación. Las células fotoeléctricas

pueden estar vacías o llenas de un gas inerte a baja presión para obtener una mayor

sensibilidad. La foto tubo multiplicador es capaz de detectar radiaciones

extremadamente débiles, por lo que es una herramienta esencial en el área de la

investigación nuclear.


97

Figura N° 34

CAUDALÍMETRO

Instrumento empleado para la medición del caudal de un fluido o Gasto másico.

Estos aparatos suelen colocarse en línea con la tubería que transporta el fluido.

También suelen llamarse medidores de caudal, medidores de flujo o flujo metros.

Figura N ° 35, Caudalímetro volumétrico de agua.

Existen versiones mecánicas y eléctricas. Entre las mecánicas se encuentran los

viejos contadores de agua instalados a la entrada de una vivienda para determinar

cuantos metros cúbicos de agua se consumieron. Un ejemplo de Caudalímetro

eléctrico lo podemos encontrar en los calentadores de agua de paso que lo utilizan

para determinar el caudal que está circulando o en las lavadoras para llenar su tanque

a diferentes niveles.

http://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento

http://es.wikipedia.org/wiki/Caudal

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

http://es.wikipedia.org/wiki/Gasto_m%C3%A1sico

http://es.wikipedia.org/wiki/Tuber%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua

http://es.wikipedia.org/wiki/Calentador_de_agua

http://es.wikipedia.org/wiki/Lavadora

http://es.wikipedia.org/wiki/Nivel


98

Figura N° 36, Caudalímetro para gas.

TIPOS DE CAUDALÍMETROS

Mecánicos visuales (de área variable) (rota metros)

Se trata de un cono transparente invertido con una bola plástica en su base. El

fluido al circular impulsa la bola hacia arriba, a mayor caudal más sube la bola. La

gravedad hace bajar la bola al detenerse el flujo. El cono tiene unas marcas que

indican el caudal.

http://es.wikipedia.org/wiki/Cono

http://es.wikipedia.org/wiki/Transparente

http://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad


99

Figura N° 37, Caudalímetro visual.

Generalmente empleado para medir gases en lugares donde se requiere conocer el

caudal con poca precisión. Un ejemplo lo podemos ver en los hospitales, unidos de la

llave del suministro de oxígeno. A continuación podemos ver dos caudalímetros para

agua indicando los caudales.

Figura N° 38. Caudalímetro visual.

Mecánico de molino

Consisten en un molino cuyas aspas están transversales a la circulación de fluido.

El flujo hace girar el molino cuyo eje mueve un contador que acumula lecturas.

Electrónicos de molino

Sus partes mecánicas consisten en un molino con aspas transversales a la

circulación de flujo, el molino tiene en un extremo un imán permanente. Cuando este

http://es.wikipedia.org/wiki/Gas

http://es.wikipedia.org/wiki/Hospital

http://es.wikipedia.org/wiki/Ox%C3%ADgeno

http://es.wikipedia.org/wiki/Molino

http://es.wikipedia.org/wiki/Aspa

http://es.wikipedia.org/wiki/Transversal

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

http://es.wikipedia.org/wiki/Im%C3%A1n_(f%C3%ADsica)


100

imán gira genera un campo magnético variable que es leído por un sensor de efecto

de campo magnético (Hall Effect Switch), después el circuito electrónico lo convierte

en pulsos que transmite a través de un cable.

Figura N° 39

En otra versión de este tipo de Caudalímetro se instalan imanes en los extremos de

las aspas. Al girar los imanes pasan cerca de un reed switch que cuenta los pulsos. La

desventaja de este diseño está en la limitación de las RPM que puede alcanzar a leer

un reed swith. También existe de tipo de caudalímetro de molino en versión

transparente donde solo se requiera confirmar que existe circulación sin importar el

caudal.

Vortex

Está basado en el principio de generación de vórtices. Un cuerpo que atraviese un

fluido generará vórtices flujo abajo. Estos vórtices se forman alternándose de un lado

al otro causando diferencias de presión, esta son censadas por un cristal

http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9tico

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_electr%C3%B3nico

http://es.wikipedia.org/wiki/Reed_switch

http://es.wikipedia.org/wiki/Revoluciones_por_minuto

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%B3rtice


101

piezoeléctrico. La velocidad de flujo es proporcional a la frecuencia de formación de

los vórtices. Son equipos de bajo mantenimiento y buena precisión.

Figura N° 40, Vortex montado en una cañería.

Desplazamiento positivo

Separan el líquido en porciones que llenan un recipiente mientras se desplaza.

Después cada porción es contada para medir el caudal. Existen muchas variantes de

este sistema. De tornillo, de engranajes, pistones, etc.

Figura N° 41, Interior de un equipo.

http://es.wikipedia.org/wiki/Piezoel%C3%A9ctrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia


102

FLUIDOS.

Todas las sustancias que existen en la naturaleza se dividen en sólidas líquidas y

gaseosas.

Figura N° 42

Las sustancias líquidas y gaseosas están definidas como fluidos por cuanto tienen

propiedades fundamentales que los diferencian de los sólidos. Desde este punto de

vista los líquidos pueden ser considerados como elementos medios entre los sólidos y

los gases. El concepto de fluido deriva sustancialmente de la actitud y facilidad con

que estos pueden ser conducidos atravesando conductos rectos o curvos.

SOLIDAS PARTICULAS

COMPACTAS

LIQUIDAS


103

LIQUIDOS.

Los líquidos a diferencia de los sólidos, no tienen forma propia pues toman la

forma del recipiente que los contiene.

Figura N° 43

La característica principal que diferencia a los líquidos de los gases, es que los

líquidos mantienen constante su volumen, cualquiera sea la forma del recipiente. Se

debe tener presente que el volumen del líquido varía con la variación de la

temperatura, este fenómeno lo observa más cuando se rompen, botellas o cañerías al

congelarse el agua que contienen (el agua aumentó su volumen).

PRESIÓN.

Cuando sobre la superficie ejercemos una fuerza el resultado obtenido es una

presión, esta presión la podemos expresar de la siguiente manera:


104

P = FUERZA

SUPERFICIE

Generalmente esta presión se expresa en Kg/cm2 (existen otras unidades que

veremos más adelante). Desde el punto de vista de la hidráulica, es muy importante el

concepto de presión. La Ley de Pascal, enunciada sencillamente dice: la presión

aplicada a un fluido confinado se transmite integralmente en todas las direcciones y

ejerce fuerzas iguales sobre áreas iguales, actuando estas fuerzas normalmente a las

paredes del recipiente.

TRANSMISIÓN DE LA POTENCIA HIDRÁULICA.

La hidráulica es un medio para transmitir energía empujando un líquido confinado.

El sistema hidráulico no es una fuente de potencia. La fuente de potencia es un

accionador primario – un motor eléctrico es otro tipo de motor – que acciona la

bomba.

CAUDAL.

Es la cantidad de líquido que pasa por un punto, por unidad de tiempo. Se mide en

litros/minutos (para caudales pequeños cm3/minuto). El caudal origina el movimiento

del actuador. La fuerza puede transmitirse mediante presión únicamente, pero el


105

caudal es esencial para producir movimientos. El caudal del sistema hidráulico es

suministrado por la bomba.

VELOCIDAD DE FLUIDOS.

Se ha visto que los fluidos pueden moverse a lo largo de las redes de distribución.

Por lo tanto, es evidente que si se mueven, poseen una cierta velocidad. Por velocidad

de un fluido se entiende la relación entre el espacio recorrido de las partículas que lo

constituyen y el tiempo empleado en recorrerlo.

CAUDAL Y VELOCIDAD.

Decimos que caudal representa la cantidad de fluido que paso a través de una

sección en determinado tiempo. El tiempo está dado por el producto entre la

velocidad del fluido y por la sección del tubo.

De donde: y

CAUDAL = VELOCIDAD x SECCIÓN

Q = V x S

V = Q

S

S = Q

V


106

NOTA:

El cambio de velocidad por variación de la sección del tubo trae aparejado una

variación de presión, es decir a mayor velocidad menor presión y a menor velocidad

mayor presión.

VENTAJAS DE LA HIDRÁULICA.

Vemos aquí cuáles son las ventajas fundamentales de los mandos hidráulicos.

1.- Velocidad Variable

La mayoría de los motores eléctricos funcionan a una velocidad constante. El

actuador (lineal o rotativo) de un sistema hidráulico, sin embargo, puede moverse a

velocidades infinitamente variables, variando el suministro de la bomba o usando una

válvula de control de caudal.

2.- Reversibilidad.

Pocos accionadores primarios son reversibles, generalmente deben desacelerarse

hasta una parada completa antes de invertirlos. Un actuador hidráulico puede

invertirse, instantáneamente, en pleno movimiento, sin problemas.


107

3.- Protección Contra las Sobrecargas.

La válvula limitadora de presión de un sistema hidráulico lo protege contra las

sobrecargas. Cuando la carga es superior al tiraje de la válvula, el caudal de la bomba

se dirige al depósito limitando el par o la fuerza de salida. La válvula limitadora de

presión también proporciona el medio de ajustar una máquina para un par o fuerza

predeterminada, como en una operación del bloqueo.

4.- Tamaños Pequeños.

Los componentes hidráulicos, debido a su elevada velocidad y capacidad de

presión, pueden proporcionar una potencia de salida elevada con pesos y tamaños.

5.-Pueden Bloquearse.

El bloqueo de un motor eléctrico causa daños o funde un fusible. Igualmente, las

máquinas no pueden bloquearse bruscamente e invertirse su sentido sin necesidad de

arrancar de nuevo. Un actuador hidráulico, sin embargo, puede quedar bloqueado sin

que se produzcan daños, al estar sobre cargado, y arrancará inmediatamente en cuanto

disminuye la carga. Durante el bloqueo, la válvula de seguridad simplemente dirige el

caudal de la bomba al depósito. La única perdida experimentada es la potencia que se

disipa inútilmente.


108

LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA CARGA LA BOMBA.

Normalmente la entrada de una bomba está cargada con aceite, debido a la

diferencia de presiones entre el depósito y la entrada de la bomba. Generalmente la

presión en el depósito es la presión atmosférica, que es de 1,03 kg/cm2. Es necesario

tener un vacío parcial o una presión reducida a la entrada de la bomba, para que ésta

pueda aspirar aceite.

PRESIÓN EN LOS MANDOS HIDRÁULICOS.

La presión se origina cuando el flujo encuentra resistencia. La resistencia puede ser

debido a la carga del actuador o a una restricción (u orificio) en las tuberías. Esto

debemos aclararlo en relación a las bombas usadas en los sistemas hidráulicos, que se

clasifican como de desplazamiento positivo. Esto significa que exceptuando los

cambios de rendimiento la salida de la bomba es constante, aislado de la entrada de

forma que cualquier cosa que entre se ve forzado a salir por el orificio de salida. El

único objeto de la bomba es dar flujo, la presión como dijimos antes es originado por

la resistencia al caudal. Aunque existe la tendencia de culpar a la bomba por la

pérdida de presión, con pocas excepciones, la presión puede perderse solamente

cuando hay fugas que desvían todo el caudal procedente de la bomba.

UNIDADES DE PRESIÓN.


109

Normalmente en el tema anterior a los manómetros como instrumentos para medir

presión. Ellos registran en diferentes unidades la presión generada en el circuito

hidráulico. Antes de ver las unidades en que se mide la presión, digamos que existen

dos tipos de presión: La presión relativa y la presión absoluta.

PRESIÓN RELATIVA.

Es la presión que indican los manómetros comunes y la empleada para el cálculo

de fuerza de los cilindros o actuadores.

PRESION ABSOLUTA.

Resulta de tomar como presión de referencia (el cero de la escala) al radio

absoluto. Es decir que presión relativa o manométrica será aquella medida sobre la

presión atmosférica y presión absoluta aquella medida sobre el 0 absoluto (vacío

absoluto). Las presiones absolutas son poco usados en la práctica por lo tanto

nosotros nos referiremos comúnmente a presiones manométricas o relativas.

UNIDADES DE PRESIÓN.

P = F

S


110

Veremos aquí cuales son las diferentes unidades para medir un único parámetro es

decir, la presión además se dan los factores de conversación.

1 kg/cm2

= 14.22 psi (Libra sobre pulgada cuadrada)

1 Bar = 100000 Pascal = 1,019 kg/cm2

= 14,50 psi = 0,98 atm.

1 atmósfera = 1,02 Bar = 1,033 kg/cm2

= 14,69 PSI

1 Pascal = 0.00001 bar = 0,000145 psi = 0,00001019 kg/cm2

760 mm hg (Mercurio) = 1,033 kg/cm2

= 1 atm = 14,69 psi = 101325 pascales =

10,33 m H2O

TABLA Nº 6

Para una orientación rápida en relación a las presiones que se pueden estar

mejorando tenga presente que:

100 psi = 7 kg/cm2

Diagrama Causa-Efecto.

El diagrama causa-efecto o diagrama Ishikawa es un método grafico que refleja

la relación entre una característica de calidad (muchas veces un área problemática) y


111

los factores que posiblemente constituyen a que exista. En otras palabras, es una

grafica que relaciona el efecto (problema) con sus causas potenciales.

El diagrama Ishikawa (DI) es una grafica en el cual, en el lado derecho, se

anota el problema y en el lado izquierdo se especifican por escrito todas sus causas

potenciales, de tal manera que se agrupan o se estratifican de acuerdo con sus

similitudes en ramas y sub-ramas. Por ejemplo, una clasificación típica de las causa

potenciales de los problemas en manufactura son: mano de obra, materiales, método

de trabajo, maquinaria, medición y medio ambiente. En ella, cada posible causa se

agrega en alguna de las ramas principales.

El diagrama causa-efecto es una herramienta muy útil para detectar las causas

de los problemas y así será de mayor efectividad en la medida en que dichos

problemas estén mejor localizados y delimitados.

El diagrama Ishikawa es una manera de identificar las fuentes de variabilidad.

Para confirmar si una posible causa es una causa real se recurre a la obtención de

datos o al conocimiento que se tiene sobre el proceso. Este diagrama es usado para:

Visualizar, en equipo, las causas principales y secundarias de un problema.

Ampliar la visión de las posibles causas de un problema, enriqueciendo su

análisis y la identificación de soluciones.

Analizar procesos en búsqueda de mejoras.

Conduce a mejorar procesamientos, métodos, costumbres, actitudes o hábitos,

con soluciones-muchas veces-sencillas y baratas.

Educa sobre la comprensión de un problema.

Sirve de guía objetiva para la discusión y la motiva.


112

Muestra el nivel de conocimientos técnicos que existe en la empresa sobre un

determinado problema.

Prevé los problemas y ayuda a controlarlos, no solo al final, sino durante cada

etapa del proceso.

Figura N°44: Diagrama de Ishikawa (diagrama de causa y efecto).

Fuente: www.monografía.com, mayo 2011.

Identificar el problema: Identificar y definir con exactitud el problema,

fenómeno, evento o situación que se requiere analizar. Este debe plantearse de

manera específica y concreta para que el análisis de las causas se orienten

correctamente y se eviten confusiones.

Identificar las principales categorías dentro de las cuales pueden

clasificarse las causas del problema: Para identificar las categorías de un

diagrama causa-efecto, es necesario definir los factores o agentes generales

que dan origen a la situación, evento, fenómeno o problema que se quiere

análisis y que hacen que se presente de una manera determinada. Se asume

que todas las causas del problema que se identifiquen, pueden clasificarse

dentro de otra categoría. Generalmente, la mayor estrategia para identificar la

mayor cantidad de categorías posibles, es realizar una lluvia de ideas con el


113

equipo de trabajo. Cada categoría que se identifique debe ubicarse

independientemente en una de las espinas principales del pescado.

Identificar las causas: Mediante una lluvia de ideas y teniendo en cuenta las

categorías encontradas, se identifican las causas del problema. Ésta son por lo

regular, aspectos específicos de cada una de las categorías que, al estar

presente de una u otra manera, generan el problema. También puede ocurrir

que al realizar la lluvia de ideas resulte una de las causas del problema que no

pueda clasificarse en ninguna de las categorías previamente identificadas. En

este caso, es necesario generar una nueva categoría e identificar otras posibles

causas del problema relacionadas con ésta.

Asignar la importancia de cada factor y marque los factores realmente

importantes que parece tener un efecto significativo sobre las características

de calidad o influyan en el problema.

Registre cualquier información que pueda ser de utilidad.

Ventajas adicionales que tiene el uso del Diagrama Causa-Efecto.

Las causas del problema se busca activamente y los resultados quedan

plasmados en el diagrama.

Muestra el nivel de conocimientos técnicos que se han logrado sobre el

proceso.

Sirve para señalar todas las posibles causas de un problema y como se relacionan

entre sí, con lo cual la solución del problema se vuelve un reto y se motiva así el

trabajo por la calidad.

Glosario de Términos Básicos


114

Alambrón: Es un semielaborado de acero, obtenido de la laminación en caliente a

partir de palanquillas y está destinado a procesos de transformación posteriores que

requieren una significativa deformación o producción de área. Se produce en

diámetros desde 5,50mm hasta 12,70mm.

Acero: Aleación compuesta de la combinación del hierro y el carbono.

Enfriamiento: Proceso mediante el cual se disminuye en forma controlada la

temperatura del material en la laminación. Contemplándose en el caso del alambrón

dos tipos de enfriamiento:

Enfriamiento Primario: Suministrado por agua a través de un conjunto de cajas de

enfriamiento, dispuestas en serie que permiten disminuir la temperatura del material

desde 1100°C a 720°C.

Enfriamiento Secundario: Suministrado por aire forzado a través de ventiladores

colocados en serie a lo largo de plano de las cadenas stelmor que permiten bajar

gradualmente la temperatura del alambrón hasta 100°C para la formación de rollos.

Cajas de Agua: Es un conjunto que le concede al material el enfriamiento primario,

de acuerdo a las especificaciones requeridas.


115

Cadena Alimentadora: Es el medio que permite la separación de las espiras y la

entrada del material en la cámara del formador de rollos.

Carta de Control: Herramienta diseñada para el registro y control de las variables

que afectan la calidad del proceso y el producto con el fin de corregir las desviaciones

para mantener el proceso bajo control estadístico.

Carbono Equivalente: Relación entre el carbono y manganeso que permite estimar

las propiedades mecánicas de un acero que viene dado por: %ce = %C + 1/6 ×

%Mn; donde %C, %Mn son los porcentajes de carbono y manganeso

respectivamente de la colada.

Cadena Stelmor: Consiste de un mecanismo formado por dos (2) cadenas, que

permiten la recolección y transporte de las espiras, mediante levas provistas en las

cadenas transportadoras dispuesta con una distancia fija la una con respecto a la otra.

Grado de Acero: Esta definido de acuerdo al contenido de carbono del acero.

Flujómetro: Es un caudalímetro de agua. Instrumento empleado para la medición del

caudal de un fluido o gasto másico. Estos suelen colocarse en línea con la tubería que

transporta el fluido. También suelen llamarse medidores de caudal, medidores de

flujo o flujómetros.


116

Manómetro: Es un instrumento utilizado para la medición de la presión en los

fluidos, generalmente determinando la diferencia de la presión entre el fluido y la

presión local.

Propiedades Mecánicas: Son aquellas que caracterizan la capacidad que tienen los

materiales para reaccionar a la deformación o destrucción bajo la acción de fuerzas

externas. Las propiedades mecánicas dependen del tipo de material, su tratamiento,

estructura interna, forma de la pieza y otros factores.

Rollos de Acero con Resaltes: Producto de acero con núcleo circular cuya superficie

presenta salientes regularmente espaciados con el fin de aumentar adherencia.

Stelmor: Sistema de transporte del alambrón previsto de cadenas y ventiladores que

permiten el enfriamiento secundario del alambrón.

Sistema de Control y Supervisión: El sistema de control y supervisión consta de un

grupo de pc's industriales y ppc's (touch panel). La fuente de los datos está dada por

la comunicación directa con plc's, las cuales proveen información de las variables en

tiempo real, y el servidor de base de datos donde almacena todos los datos que no son

de tiempo real.


117

Sopladores (Ventiladores): Sistema de ventilación que permite el enfriamiento

secundario del alambrón, mediante el insuflado de aire, dándole al material las

propiedades exigidas por las normas.


118

CAPITULO III

MARCO METODOLOGICO

Metodología.

En el marco metodológico del estudio se presentan los diferentes procedimientos

utilizados para la recopilación, presentación y análisis de datos, con la finalidad de

cumplir con el propósito general de la investigación planteada, que permita la fácil

comprensión de los resultados obtenidos. Sabino Carlos (2000) considera que la

metodología es la “ciencia del método que indica el cómo alcanzar los resultados de

una investigación”.

Tipo de Investigación

Según el nivel de investigación es:

Investigación Descriptiva: Arias (2006), dice: “La investigación descriptiva consiste

en la caracterización de un hecho, fenómeno, individuo o grupo, con el fin de

establecer su estructura o comportamiento. Los resultados de este tipo de

investigación se ubican en un nivel intermedio en cuanto a la profundidad de los

conocimientos se refiere” Esto permite a que el estudio se base en un modelo de

aplicación que está dirigida a la evaluación de las condiciones actuales de los


119

equipos de enfriamiento, y su plan de normalización para las cajas de agua del tren

de alambrón.

Según la estrategia es:

Investigación de Campo: Sabino Carlos (2000), la define en los siguientes

términos: “El diseño de campo son todos aquellos datos de interés que se recogen en

forma directa de la realidad, mediante el trabajo correcto el investigador y su

equilibrio se basa en información o datos primordialmente obtenidos directamente de

la realidad, como igual con datos secuénciales que son recolectados de otras

investigaciones” (Pág.60)

El diseño metodológico de la presente investigación corresponde a un estudio de

campo basado en métodos o técnicas que permitan recoger datos en forma directa de

la realidad donde se presenta el problema a investigar, a través de consultar al

personal que labora directamente en el departamento de mantenimiento,

instrumentación y producción.

Según el propósito es:

Investigación Aplicada: Porque busca conocer, que nos lleva a producir la

evaluación de las condiciones actuales de los equipos de enfriamientos, y de esta

manera poder realizar la investigación de manera eficiente. Al respecto La


120

Universidad Nacional Abierta (2000) establece que la investigación aplicada es la que

se realiza con la intención de buscar conocimientos con fines de aplicación inmediata

a la realidad para modificarla. Su propósito es presentar solución a problemas

prácticos. (Pág. 60)

Población y Muestra

Según Arias (2000), define que la población es el “conjunto para el cual serán

validas las conclusiones que se obtengan en el estudio”. Para la obtención de la

información y datos necesarios para evaluar las condiciones actuales de los equipos

críticos de enfriamiento y su plan de normalización contemplados para las cajas de

agua del tren de alambrón conformada por las dos líneas de colada donde se

encuentran involucradas en el proceso todas las actividades de mantenimiento.

La muestra es un subconjunto de la población que selecciona el investigador de las

unidades en estudio, con la finalidad de obtener información confiable y

representativa. Sabino Carlos (2002) la define como “Un subconjunto definido en sus

características la cual extrae con la finalidad de obtener información confiable y

representativa”.

La muestra descansa en el principio de que las partes representan al todo, y por tal

refleja las características que definen la población de la que fue extraída, por lo cual

indica que es representativa. La muestra quedo conformada por las dos unidades que


121

conforman las cajas de aguas del tren de alambrón. La llamada “zona de

enfriamiento2 y el llamado “tiempo de permanencia”.

Técnicas e Instrumentos para La Recolección de Datos.

La recolección de datos define las estrategias que se implementa para estudiar el

conjunto de recursos naturales, fenómenos y problemas por medio del cual el

investigador busca una solución más aceptada de dicha investigación. Rojas (1996)

“Opina que estos no son más que aparatos que ayudan a obtener información precisa

sobre la investigación”.

Para lograr una excelente recolección de datos que permita obtener resultados

efectivos para evaluar las condiciones actuales de los equipos críticos de enfriamiento

y su plan de normalización, contemplados para las cajas de agua del tren de

alambrón, recurriendo a las siguientes técnicas:

Observación Directa: Se utilizó la observación directa ya que fue necesaria e

indispensable la visualización del funcionamiento del sistema de enfriamiento y

mantenimiento de los equipos, con el fin de lograr un conocimiento óptimo,

utilizando para ello los sentidos orientados a la capacidad de la realidad de lo que se

quiere estudiar. Al respecto Sabino Carlos (1984), reseña: “Son aquellos que se

disponen de un modo espontáneo, libre, donde existe para la información de

preguntas y respuestas” (Pág. 44)


122

Entrevista: Del tipo directa no estructuradas con la finalidad de obtener información

precisa y detallada de las actividades realizadas para llevar a cabo el mantenimiento

semanal, semestral y anual a fin de detectar evidencia de la situación planteada y

hallar posibles soluciones.

Tamayo y Tamayo (2001) expresa, “Entrevista no estructurada se realiza sin prever

preguntas, es decir, que ni las preguntas ni las respuestas estén predestinadas

completamente, se dispone de un modo espontáneo libre, donde no existe un patrón

formal” (Pág. 38)

Revisión Documental: Esta es la técnica cuyo propósito está dirigido principalmente

a racionalizar la actividad investigativa, para que este se realice dentro de las

condiciones que aseguren la obtención y autenticidad de la información que se busca,

con relación al estudio de un tema en particular. La investigación consiste en la

revisión y análisis de libros, informes, prácticas operativas, manuales de

procedimientos, Internet y todo tipo de material documental para la investigación.

Instrumentos de recolección de datos.

Los instrumentos son los recursos o medios materiales que nos sirven para

recuperar, almacenar, procesar, analizar e interpretar los datos e información

obtenida a través de las distintas técnicas utilizadas en la recolección de los datos.


123

Internet, Intranet de Sidor a través del correo Outlook, biblioteca de documentos de

Sidor, el CIT (Centro de Información Técnica de Sidor, biblioteca universitaria,

sistemas operativos (SIPCA y SGL).

Para obtener los datos que sirvieron de base para los análisis estadísticos del

comportamiento mecánico y químico del acero alto carbono, se utilizaron los

sistemas operativos SIPCA y SGL.

Figura 45. Sistemas Operativos (a) SIPCA, (b) SGL.


a) b)

http://sidornet/


124

La búsqueda de documentos (antecedentes, papers, libros técnicos, trabajos de grado,

prácticas profesionales), sirvieron de base teórica, ésta búsqueda se realizó en la

biblioteca de documentos de Sidor.

Paquetes computarizados

Los paquetes utilizados para la recolección y procesamiento de datos fueron el

Microsoft Office Excel 2003, el Access 2003, el Process Explorer (paquete

estadístico, desarrollado internamente en Sidor) y el STATGRAPHICS

CENTURION también utilizado en los análisis estadísticos de los datos.

Análisis de tracción

Los ensayos de tracción se realizaron en el laboratorio de Barras y Alambrón. A

través de este ensayo se obtuvieron los resultados de la Resistencia a la Tracción, (%

A) porcentaje de alargamiento de las probetas ensayadas, así como él % de reducción

de área.


125


126

Capítulo IV

Resultados



ALAMBRÓN EN LA SIDERURGICA DEL ORINOCO.

Tace 717, colada 115696

Los 1000 valores de Col_1 tienen una media de 195,615 y una desviación

estándar de 5,16042. También se muestran intervalos de confianza del 95,0% para la

media y la desviación estándar de Col_1. La interpretación clásica de estos intervalos


127

es que, en muestreos repetidos, estos intervalos contendrán la media verdadera ó la

desviación estándar verdadera de la población de la que fueron extraídas las muestras,

el 95,0% de las veces. En términos prácticos, puede establecerse con 95,0% de

confianza, que la media verdadera de Col_1 se encuentra en algún lugar entre

195,295 y 195,935, en tanto que la desviación estándar verdadera está en algún lugar

entre 4,94374 y 5,39711.

Ambos intervalos asumen que la población de la cual proviene la muestra

puede representarse por la distribución normal. Mientras que el intervalo de

confianza para la media es bastante robusto y no muy sensible a violaciones de este

supuesto, los intervalos de confianza para la desviación estándar son muy sensibles.

Si los datos no provienen de una distribución normal, el intervalo para la desviación

estándar puede ser incorrecto. En este caso, el valor-P para la prueba de Shapiro-

Wilk es menor que 0,05 indicando una desviación significativa de la normalidad con

un nivel de significancia del 5.

El coeficiente de autocorrelación lag 1, que es igual a 0,906733, mide la

correlación entre valores adyacentes de los datos en la muestra. Puesto que el

intervalo de confianza del 95,0 no contiene el 0, la correlación es estadísticamente

significativa con un 5,0% de nivel de significancia.

La salida también incluye un gráfico de caja y bigote para Col_1. Un gráfico

de caja y bigotes es un buen instrumento para mostrar varias características de una

muestra de datos. La parte rectangular del diagrama se extiende desde el cuartil

inferior hasta el cuartil superior, cubriendo la mitad central de la muestra. La línea


128

del centro dentro de la caja indica la localización de la mediana de la muestra. El

signo más indica la localización de la media muestral. Los bigotes se extienden desde

la caja hasta los valores mínimo y máximo en la muestra, excepto por cualquier punto

alejado ó muy alejado, los cuales serán graficados por separado. Puntos alejados son

aquellos que se encuentran a más de 1,5 veces el rango intercuartílico por arriba ó por

debajo de la caja y se muestran como pequeños cuadrados. Los puntos muy alejados

se encuentran a más de 3,0 veces el rango intercuartílico por arriba ó por abajo de la

caja y se muestran como pequeños cuadrados con un signo más dentro de ellos. En

este caso, hay 16 puntos alejados y 100 puntos muy alejados. La presencia de puntos

muy alejados puede indicar la presencia de valores aberrantes ó una distribución muy

sesgada.


129

Los 1000 valores de Presion_Agua_Sec1_L1 tienen una media de 3,92635 y

una desviación estándar de 0,0941788, mientras que los 1000 valores de

Presion_Agua_Sec2_L2 tienen una media de 3,88713 y una desviación estándar de

0,106319. El procedimiento realiza una prueba-t para comparar las medias de las dos

muestras, y una prueba-F para comparar las varianzas. Puesto que el valor-P para la

prueba-t es menor que 0,05, existe una diferencia estadísticamente significativa entre

las medias, con un 5% de nivel de significancia. NOTA: estos resultados no asumen

que las varianzas de las dos muestras sean iguales. Esto se basa en una prueba-F, la

cual tiene un valor-P menor ó igual que 0,05.Los resultados anteriores asumen que las

poblaciones de las cuales provienen las muestras pueden ser representadas por

distribuciones normales. Mientras que la prueba-t para la media es bastante robusta y


130

no muy sensible a violaciones de este supuesto, la prueba-F para las varianzas es muy

sensible. Si los datos no provienen de distribuciones normales, la prueba-F puede ser

incorrecta.

El coeficiente de autocorrelación lag 1, el mayor de los cuales es igual a

0,476505, mide la correlación entre valores adyacentes de los datos en la muestra.

Puesto que el intervalo de confianza del 95,0 no contiene el 0, la correlación es

estadísticamente significativa con un 5,0% de nivel de significancia.

La salida también incluye un gráfico de caja y bigote para cada muestra. La

parte rectangular de la gráfica se extiende desde el cuartil inferior hasta el cuartil

superior, cubriendo la mitad central de cada muestra. La línea central dentro de cada

caja indica la localización de la mediana de cada muestra. El signo más indica la

localización de la media de cada muestra. Los bigotes se extienden desde la caja

hasta los valores mínimo y máximo de cada muestra, excepto para cualquier punto

alejado ó muy alejado, los cuales se grafican en forma individual. Puntos alejados

son aquellos que quedan a más de 1,5 veces el rango intercuartílico por arriba ó por

debajo de la caja y se muestran como pequeños cuadrados. Puntos muy alejados son

aquellos que quedan a más de 3,0 veces el rango intercuartílico por arriba ó por abajo

de la caja, y se muestran como pequeños cuadrados con un signo más en su interior.

En este caso, hay 64 puntos alejados y 120 puntos muy alejados.La presencia de

puntos muy alejados puede indicar valores aberrantes ó una distribución altamente

sesgada.


131


132

Los 1000 valores de FLUJOMETRO_AGUA_ENFR_L2 tienen una media de

187,603 y una desviación estándar de 8,09898. También se muestran intervalos de

confianza del 95,0% para la media y la desviación estándar de

FLUJOMETRO_AGUA_ENFR_L2. La interpretación clásica de estos intervalos es

que, en muestreos repetidos, estos intervalos contendrán la media verdadera ó la



confianza, que la media verdadera de FLUJOMETRO_AGUA_ENFR_L2 se

encuentra en algún lugar entre 187,101 y 188,105, en tanto que la desviación estándar

verdadera está en algún lugar entre 7,75892 y 8,47045.














133

La salida también incluye un gráfico de caja y bigote para

FLUJOMETRO_AGUA_ENFR_L2. Un gráfico de caja y bigotes es un buen

instrumento para mostrar varias características de una muestra de datos. La parte

rectangular del diagrama se extiende desde el cuartil inferior hasta el cuartil superior,

cubriendo la mitad central de la muestra. La línea del centro dentro de la caja indica

la localización de la mediana de la muestra. El signo más indica la localización de la

media muestral. Los bigotes se extienden desde la caja hasta los valores mínimo y

máximo en la muestra, excepto por cualquier punto alejado ó muy alejado, los cuales

serán graficados por separado. Puntos alejados son aquellos que se encuentran a más

de 1,5 veces el rango intercuartílico por arriba ó por debajo de la caja y se muestran

como pequeños cuadrados. Los puntos muy alejados se encuentran a más de 3,0

veces el rango intercuartílico por arriba ó por abajo de la caja y se muestran como

pequeños cuadrados con un signo más dentro de ellos. En este caso, hay 117 puntos

alejados y 98 puntos muy alejados. La presencia de puntos muy alejados puede

indicar la presencia de valores aberrantes ó una distribución muy sesgada.


134


135

Los 1000 valores de PRES_AGUA_L2_SEC_1 tienen una media de 3,85703

y una desviación estándar de 0,119383, mientras que los 1000 valores de

PRES_AGUA_L2_SEC_2 tienen una media de 3,87399 y una desviación estándar de




las medias, con un 5% de nivel de significancia. NOTA: estos resultados asumen que

las varianzas de las dos muestras son iguales. Esto se basa en una prueba-F, la cual

tiene un valor-P mayor ó igual que 0,05.Los resultados anteriores asumen que las





incorrecta.














136






sesgada.

Tace 365, Colada 115622


137




138
























139















140


141














incorrecta.



Puesto que el intervalo del intervalos de confianza del 95,0 no contiene el 0, la

correlación es estadísticamente significativa con un 5,0% de nivel de significancia.











142





sesgada.


143


144





















intervalo del intervalos de confianza del 95,0 no contiene el 0, la correlación es





145















146


147




0,0660992. El procedimiento realiza una prueba-t para comparar las medias de las

dos muestras, y una prueba-F para comparar las varianzas. Puesto que el valor-P para

la prueba-t es menor que 0,05, existe una diferencia estadísticamente significativa

entre las medias, con un 5% de nivel de significancia. NOTA: estos resultados no

asumen que las varianzas de las dos muestras sean iguales. Esto se basa en una

prueba-F, la cual tiene un valor-P menor ó igual que 0,05.Los resultados anteriores

asumen que las poblaciones de las cuales provienen las muestras pueden ser

representadas por distribuciones normales. Mientras que la prueba-t para la media es

bastante robusta y no muy sensible a violaciones de este supuesto, la prueba-F para

las varianzas es muy sensible. Si los datos no provienen de distribuciones normales,

la prueba-F puede ser incorrecta.














148






sesgada.



149


150
























151

















152


153






la prueba-t es menor que 0,05, existe una diferencia estadísticamente significativa

entre las medias, con un 5% de nivel de significancia. NOTA: estos resultados no

asumen que las varianzas de las dos muestras sean iguales. Esto se basa en una

prueba-F, la cual tiene un valor-P menor ó igual que 0,05.Los resultados anteriores

asumen que las poblaciones de las cuales provienen las muestras pueden ser

representadas por distribuciones normales. Mientras que la prueba-t para la media es

bastante robusta y no muy sensible a violaciones de este supuesto, la prueba-F para
















154






sesgada.


155


156
























157

















158


159














incorrecta.














160






sesgada.



161


162
























163

















164


165






prueba-t es mayor ó igual que 0,05, no existe una diferencia estadísticamente

significativa entre las medias, con un 5% de nivel de significancia. NOTA: estos

resultados no asumen que las varianzas de las dos muestras sean iguales. Esto se basa

en una prueba-F, la cual tiene un valor-P menor ó igual que 0,05.Los resultados

anteriores asumen que las poblaciones de las cuales provienen las muestras pueden

ser representadas por distribuciones normales. Mientras que la prueba-t para la media

es bastante robusta y no muy sensible a violaciones de este supuesto, la prueba-F para

















166





sesgada.


167


168
























169

















170


171

Los 1000 valores de PRES_AGUA_L2_SEC_1 tienen una media de 4,3367 y

una desviación estándar de 0,11983, mientras que los 1000 valores de





las medias, con un 5% de nivel de significancia. NOTA: estos resultados asumen que

las varianzas de las dos muestras son iguales. Esto se basa en una prueba-F, la cual

tiene un valor-P mayor ó igual que 0,05.Los resultados anteriores asumen que las





incorrecta.















172





sesgada.



173


174
























175

















176




177












incorrecta.

















178



sesgada.


179


180
























181

















182


183






la prueba-t es mayor ó igual que 0,05, no existe una diferencia estadísticamente

significativa entre las medias, con un 5% de nivel de significancia. NOTA: estos

resultados no asumen que las varianzas de las dos muestras sean iguales. Esto se basa

en una prueba-F, la cual tiene un valor-P menor ó igual que 0,05.Los resultados

anteriores asumen que las poblaciones de las cuales provienen las muestras pueden

ser representadas por distribuciones normales. Mientras que la prueba-t para la media

es bastante robusta y no muy sensible a violaciones de este supuesto, la prueba-F para
















184






sesgada.

Realizar un Diagnostico de las condiciones de los componentes del sistema

de enfriamiento de las cajas de agua en el tren de alambrón.

Dada las condiciones del sistema de enfriamiento de las cajas de agua, se observan

muchas dificultades como el deterioro total de la infraestructura del equipo.

Entre las condiciones podemos encontrar:

Falta de Calibración de las Toberas

Falta del Rin del Asiento de la Tobera con el Caballete

Tuberías deterioradas

Juntas Expansivas dañadas entre Tuberías y el Caballete donde pasa el Agua.

A través de la Estructura Metálica tenemos:

Accesorios:

Bases Toberas; Caballetes; Tubos Internos; Boquillas, Tubos de refrigeración;

Válvulas Manuales; Juntas de Expansión; Enfriamiento de Válvulas.

Sistemas de Fluidos:


185

Central Lubricación Nº 5, El sistema de enfriamiento mejora con el cambio

del (Agua / Aire) antiguo filtro principal por un auto-limpiante.

Parte de Control – Operativa:

Monitoreo de las presiones a través de (pantalla) del púlpito.

Sistema de contra flujo original está Stand B y A y la alternativa a usar es aire

comprimido.

Identificar las causas y efectos más probables por el sistema de enfriamiento de

las cajas de agua.

Los equipos están catalogados según su importancia, la función que realizan

dentro del proceso de generación:

1.- Supervisión

2.- Control

3.- Protección

Los equipos de supervisión, permiten dar información local o remota al personal

de operaciones acerca de valores y variables de proceso, para dar a conocer el estado

de funcionamiento de los sistemas asociados.

Los equipos de control, permiten interactuar con los elementos finales de control

para modificar las condiciones operativas del proceso y adecuarlas a las exigencias

del sistema de potencia, o establecer los valores de la variable que han sufrido alguna

desviación con respecto a sus referencias nominales de operación.


186

Los equipos de protección tienen como función fundamental, preservar la

integridad física de los componentes, a equipos críticos, presentando anomalías

severas, que originan un paro completo o parcial de las unidades.

Las fallas más comunes son:

El excesivo enfriamiento en el material. Este no es uniforme u homogéneo

(físicamente). Y la característica que se puede observar es un lado más oscuro y

otro más claro.

Electro–válvula. No tiene un equipo que nos indica cuando está fallando, o no abre

o cierra (eléctricamente).

Indicador de caída de presión. Afecta el enfriamiento del material.

Pérdida de presión del agua. Se debe a que la válvula no está funcionando

correctamente.

Filtros tapados. Provoca que el material salga con burbujas y erizos y falla el

sistema mecánico.

A continuación se cita una lista con las causas, efectos, la zona donde se produce

el problema y las acciones a tomar:

Listado Presentes en las Cajas de Agua por Demoras en Alambrón.

CAUSA EFECTO ZONA ACCION

1.- Regulación de

presión / caudal.

- Encalle

- Salida a la primera sección

de las cajas de agua.

- Se pierde presión de agua

- Se cambia flanche

de tubo guía a la

entrada del

formador de espiras


187

- Burbujas

- Línea II, Salida del

material.

- Perdida de

presión

- Línea II, Válvula 2 de la

sección abierta.

2.- Apertura de

válvulas de

control a

destiempo.

- Sistema de

enfriamiento

- Enfriamiento línea II /

Sistema eléctrico.

- Se verifica cajas y

el sistema de

enfriamiento

3.- Regulación

operativa de

válvulas/secciones.

- Encalle

- Línea II, Cajas de agua

tratan de abrirlas manual.



- Cierre de las válvulas

1,3,4,y7

- Introducen cajas

de agua #1 y 10-11

para reducir

problemas.

- Personal eléctrico.

- Burbujas

- Línea II, hay acumulación

de ganchos en la zona de

corte de punta y cola.

- Línea I, hay acumulación

de ganchos en la zona de

corte de punta y cola.

- Personal eléctrico.


188

4.- Calibración

guías/ canaletas/

tubos.

- Encalle



- Se encalla bloque #1 a la

salida del bastidor #25

- Se produce al abrirse la

tapa de una de las canaletas

compensatorias.

- Línea I, las tapas de las

guías están sujetas con

alambres que al momento de

calentarse se aflojan y

rompen.

- Segunda sección de las

cajas de agua

- Se cambia tubo en la

primera sección de las cajas

de agua.

- Se cambia flanche

de tubo guía a la

entrada del

formador de espiras

5.- Variación de

enfriamiento.

- Encalle

- Línea II, Salida al final del

bastidor.

- Ritmo de

laminación

- Línea II, Se lamina

intervalos de espacios

6.- Material

incrustado en

- Encalle - Salida en la primera

sección de las cajas de agua.


189

canaleta/toberas.

- Se detecta material en la

tercera tobera en la segunda

sección de las cajas de agua.

- Línea I, la canaleta seca

#11de la segunda sección de

las cajas de agua #1

7.- Cola de

material

deformada.

- Encalle

- Salida del bastidor 21 y 25,

de la primera sección de las

cajas de agua.

8.- Filtro de aire

tapado.

- Burbujas

- Línea II, Dañado y tapado

el filtro del primer tramo de

la sección 1 de las cajas de

agua, sistema mecánico.

- Cambio del filtro.

9.- Fotocélula

sucia.

- Prueba

- Las cajas de agua no abren

en automático, se detecta

mascarilla interrumpiendo

haz de la luz que controla la

apertura de las cajas

10.- Revisión de

válvulas.

- Prueba

- Línea II, Se pasa barra de

prueba y se revisa válvulas

en físico.

11.- Tobera con - Encalle - Línea I, En la segunda

sección de cajas de agua #1, - Reestructuración


190

punta partida.

al pasar barra tobera con

punta partida.

de tobera.

12.- Válvula de

contra flujo con

señal de apertura

constante.

- Encalle

- Línea II, En la primera

sección de cajas de agua, el

solenoide de la válvula de

contra flujo emite señal de

apertura.

- Revisión del

sistema eléctrico.

13.-Válvulas de

control no abren

en forma

automática.

- Encalle

- Línea I, Válvula que pasa

agua para las cajas 6/7 no

abría de forma automática.

14.- Válvulas de

control pierden

señal.

- Encalle

- En la salida cuando las

válvulas de control de las

cajas de aguas pierden señal

permite que pase fluido

libremente enfriando

demasiado el material.


191

CONCLUSIONES

Una vez finalizado este trabajo de investigación se llegaron a las siguientes

conclusiones:

Se describió la situación actual a los equipos críticos de enfriamiento de las cajas

de agua, esta funciona en circuito abierto, que a través de la temperatura y presión

obtenemos las propiedades mecánicas del alambrón.

Se diagnóstico que a través de las condiciones y componentes del sistema de

enfriamiento se observa el deterioro total de la infraestructura, falta de calibración

de las toberas, tuberías deterioradas, juntas expansivas dañadas entre tuberías y el

caballete.

Se Estandarizo los valores de Presión y caudal para la laminación de diferentes

tipos de aceros, para de esta manera conservar las propiedades mecánicas y

metalúrgicas mas ideales en los distintos tipos de aceros que se laminan.

Se realizo un seguimiento minucioso a diferentes coladas de Alto carbono para

determinar el impacto que tienen el estado de las cajas de agua en las propiedades

del producto, de esta manera observando que es de suma importancia ya que se

observaron cambios en diferentes condiciones de laminación.

La planificación oportuna en el sistema de enfriamiento permite tener mejor

capacidad de respuesta y controlar el mantenimiento de las unidades. Lo cual,


192

dependerá del compromiso del personal calificado por medio Tabla de Control

Periódico, Historial del Equipo, Inspecciones Especiales y Prácticas Operativas.


193

RECOMENDACIONES

En función de los resultados y conclusiones del estudio se recomiendan tomar las

siguientes acciones:

Se debe evaluar periódicamente el sistema de enfriamiento de las cajas de agua y

sus componentes, con el objetivo de realizar oportunamente su mantenimiento

para que las propiedades mecánicas sean las correctas.

Efectuar los mantenimientos o cambios oportunos a equipos e infraestructuras sin

esperar llegar al punto a que los mismos se deterioren.

Realizar inspecciones físicas programadas las cuales, nos permite corregir posibles

fallas detectadas en el sistema de enfriamiento.

Realizar la individualización de las cajas de agua en el Sistema Digital para poder

activar y desactivar cada una por separado.

Se establecieron las siguientes proposiciones de mejoras en el sistema de

enfriamiento:

Efectuar el Mantenimiento Preventivo.

Aminorar el Mantenimiento Correctivo.

Disponer de equipos y/o herramientas adecuadas.


194

Efectuar el mantenimiento programado.

Se debe cuidar que la muestra no se sobre ataque, esto ocasionaría que no se

revele la condición real de la microestructura, afectando la medición de la perlita

gruesa.

Eliminar toda la posible suciedad y humedad, antes y después de atacar la

muestra.


195

CAPITULO V

ANALISIS DE RESULTADOS

Ensayos de análisis químico

Para conocer la composición química del acero de las coladas en estudio.

Estudios metalográficos

Comprende la preparación de muestras (embutido, desbaste grueso, fino y pulido),

toma de imágenes, análisis de la información (porcentaje de perlita gruesa, porcentaje

de fases, segregación). Para la evaluación de la correlación microestructural del acero

SAE J403 grado 1075M con las propiedades mecánicas del alambrón.

Para estudiar la correlación de las propiedades mecánicas con la microestructura

del alambrón de alto carbono.

1. La selección de las muestras para los ensayos metalográficos se realizó luego de

obtenidos los resultados de los ensayos de tracción, para este proceso de

selección, se tomaron en consideración ciertos criterios:

Se establecieron correlaciones en función del carbono equivalente para,

evaluar la influencia de las variables en estudio en las diferentes coladas

procesadas, ver tabla Nº5.

Correlaciones establecidas para estudio metalográfico


196

Condicion de laminacion y Composicion quimica

Fecha Grado Colada N° Rollo Linea Tipo ace Presión Caudal Válvulas

cerradas

Válvulas

abiertasInicio Fin Inicio Fin Inicio Fin C.E

V. Cadena

Stellmor

V. Cadena

Alimentado

ra

Diametro

Laminacio

n

Velocidad

Morgan

V. Rodillo

Tractor

V.

formador

Espiras

T. Espiras C Mn

13/05/2011 1075 316204 1 1 713 4,1 212 1 10 0,89 0,75 0,87 5,5 66,7 69,6 67,7 810 0,77 0,72

13/05/2011 1075 316204 2 2 713 3,9 233 0 11 0,89 0,65 0,94 5,5 67,4 67,2 66,6 846 0,77 0,72

09/05/2011 1075 115906 75 1 713 4,5 184 0 11 0,91 0,75 0,87 5,5 75,8 79,2 78,3 758 0,79 0,718

09/05/2011 1075 115906 76 2 713 4,2 234 0 11 0,91 0,6 0,9 5,5 75,7 79,3 76,5 814 0,79 0,718

10/05/2011 1075 115905 1 1 713 4,6 171 0 11 0,911 0,75 0,87 5,5 75,9 78,8 76,1 768 0,788 0,735

10/05/2011 1075 115905 2 2 713 4,3 237 2 9 0,911 0,61 0,9 5,5 76,1 77,8 77,1 810 0,788 0,735

10/05/2011 1075 115905 74 1 713 4,6 171 0 11 0,911 0,75 0,87 5,5 75,9 78,8 76,1 780 0,788 0,735

10/05/2011 1075 115905 75 2 713 4,3 237 2 9 0,911 0,61 0,9 5,5 76,1 77,8 77,1 816 0,788 0,735

10/05/2011 1075 115907 1 1 713 4,89 180 0 11 0,894 0,75 0,87 5,5 76,3 79,9 77,5 760 0,77 0,745

10/05/2011 1075 115907 2 2 713 4,33 237 2 9 0,894 0,7 0,99 5,5 77,2 77,6 77,6 824 0,77 0,745

10/05/2011 1075 115907 19 2 713 4,33 237 2 9 0,894 0,7 0,99 5,5 77,2 77,6 77,6 829 0,77 0,745

16/05/2011 1060 316265 35 1 855 4,1 210 0 11 0,745 0,72 0,86 5,5 68,4 72,3 76,1 660 0,635 0,661

16/05/2011 1060 316265 36 2 855 4,3 217 0 11 0,745 0,63 0,94 5,5 67,8 74,2 73,7 710 0,635 0,661

16/05/2011 1060 316265 75 1 855 4,1 208 0 11 0,745 0,72 0,86 5,5 68,4 72,3 76,1 668 0,635 0,661

16/05/2011 1060 316265 76 2 855 4,3 221 0 11 0,745 0,63 0,94 5,5 67,8 74,2 73,7 714 0,632 0,661

28/03/2011 1065 115647 1 1 87 4,8 238 2 9 0,82 0,65 0,77 5,5 72,5 78,2 78,6 680 0,7 0,72

28/03/2011 1065 115647 43 1 87 4,6 234 2 9 0,82 0,55 0,84 5,5 73,9 78,1 78,3 829 0,7 0,72

28/03/2011 1060 115640 1 1 855 4,7 232 2 9 0,745 0,68 0,79 5,5 76,5 78,2 78,4 650 0,635 0,66

28/03/2011 1060 115640 64 2 855 4,6 226 2 9 0,745 0,54 0,84 5,5 77,2 78,2 77,8 832 0,635 0,66

19/05/2011 1065 316268 1 1 87 4,2 207 0 11 0,785 0,73 0,86 5,5 75,2 78,3 77,8 874 0,667 0,708

19/05/2011 1065 316268 2 2 87 4 225 0 11 0,785 0,63 0,95 5,5 74,7 75,7 76,1 833 0,667 0,708

19/05/2011 1065 316268 20 2 87 4,2 209 0 11 0,785 0,73 0,86 5,5 75,2 78,3 77,8 874 0,667 0,708

19/05/2011 1065 316268 43 1 87 4 221 0 11 0,785 0,63 0,95 5,5 74,7 75,7 76,1 833 0,667 0,708

esfuerzo Fluencia Alargamiento

Tabla N°5

Se seleccionaron las muestras en punta y cola de aquellos rollos de

alambrón que presentaron mayor diferencia de esfuerzo máximo entre estos

dos puntos, para un total de 11 rollos en estudio.

2. Se cortaron las muestras en la punta y la cola de los 6 rollos seleccionados, cada

una de estas muestras fueron cortadas en 2 secciones de aprox. 5 mm de alto

(ver figura Nº 3.2), para un total de 48 muestras de alambrón.


197

Figura 46. Metodología para el corte de muestras para ensayos metalográficos.

3. El corte se realizó con una microcortadora, modelo: VC – 50, marca: LECO.

(Ver figura Nº 3.3).

Figura 47. Microtadora, modelo: VC – 50, marca: LECO

Fuente: Fotografía tomada en el lab. De materia prima Sidor.

4. Para la preparación metalográfica de las muestras, se embutieron, se les realizó

un desbaste grueso con lijas 80, 240 y un pulido fino con las lijas 320, 400 y

600. Se pulieron con una solución de pasta de diamante de 3 micras para el

pulido grueso y de 1 micra para el pulido fino. Se secaron y observaron en la

lupa estereoscópica para visualizar presencia de rayas.

Punta

Cola

Rollo de Alambrón

Cola

Punta


198

Se introdujeron en un beaker y se cubrieron con etanol, luego fueron

introducidas en el limpiador ultrasónico por espacios de tiempo de 5 min., para

sacarle la mayor cantidad de suciedad y grasa posible. Luego se secaron

nuevamente y se llevaron a la cámara de vacío para eliminarle la humedad

presente y evitar la oxidación de las mismas. Ver figura 47.

Figura 48. Muestras montadas y preparadas en baquelitas, para estudios

metalográficos.

5. Se realizó la medición del porcentaje de perlita gruesa a cada muestra (10

campos x muestra), a través de la metodología descrita en el anexo 2.

(Metodología para medir el porcentaje de perlita gruesa). En el banco

metalográfico Leitz Wetzlar (Microscopio MM6).

6. Se tomaron 3 fotomicrografías en diferentes campos, al total de las 110

muestras, con un aumento de 456X, a las cuales posteriormente se les realizó la

medición del porcentaje de fases, utilizando el analizador de imágenes Image

Pro Plus 4.5.1.


199

7. Se realizó la medición del nivel de segregación para cada muestra, siguiendo la

metodología descrita en el anexo 3. (Metodología para medir el nivel de

segregación).

Medición de la perlita gruesa

• Se utiliza el método de fracción volumétrica de la Norma ASTM E-565, en el

cual, se utiliza una rejilla micrométrica de 5x5 cuadros, siguiendo los siguientes

pasos:

1. Sobre la muestra marcar un cuadro en el área central de la misma.


200

2. Ajustar el revolver del microscopio a una magnificación de 456X, a este

aumento la perlita gruesa es visible en la microestructura.

3. El área tomada de la rejilla considerada efectiva para realizar la medición es la

sombreada en la figura.

4. Si la perlita gruesa incide en la intersección de los cuadros es considerado 1

punto, si incide en las líneas es considerado ½ punto.

5. Moverse dentro del área marcada, y realizar la medición de perlita gruesa en

10 campos diferentes.

+

+

+ +

+ + +

+

+

+

½ Punto

1Punto


201

6. Cuantificar el conteo de puntos (Pp):

Procesamiento de la información

La información obtenida a través de los instrumentos de recolección de datos, los

cuales fueron trabajados estadísticamente, se representaron a través de gráficos de

capacidad de proceso, anovas, diagrámas de pareto, gráfico de efectos y de superficie

de respuesta, obtenidos de los diferentes análisis realizados con la ayuda del paquete

estadístico STATGRAPHICS CENTURION.

La correlación de las microestructuras representativas con las propiedades mecánicas

del alambrón alto carbono SAE J403 grado 1075M, obtenido bajo seguimiento, se

presentará por medio de imágenes en donde se observa la microestructura del

material procesado asociada con la propiedad mecánica y las características

metalúrgicas evaluadas a través de los diversos métodos, cómo lo son: el porcentaje

de perlita gruesa, el porcentaje de fases y la segregación presente en la misma, en

caso de existir.

100*nPo

PPp

Po

n

P :Sumatoria de puntos

:# campos medidos

:Total de # de puntos de la rejilla


202

ANEXOS

Pulido Grueso con pasta de diamante de 3 Micras

Pulido Grueso con pasta de diamante de 3 Micras


203

Observación microscópica de las muestras

Observación microscópica de las muestras


204

Caudalimetro Línea 1

Caudalimetro Línea 2


205

Ventiladores de la mesa de enfriamiento

Carros CTI


206

Silla Basculante

Silla Basculante introduciendo el alambrón en los ganchos CTI


207

Formador de rollo

Mesa de Enfriamiento


208

Formador de Espira

Formador de Espira


209

Cajas de agua Sección 2 de la línea 1

Cajas de agua Sección 2 de la línea 2


210

Muestras de Bajo Carbono

Muestras de Alto carbono


211

Muestras Bajo carbono

Muestras de bajo y alto carbono


212

Muestras de bajo y alto carbono

Baquelitas con corte longitudinal y transversal (Alto Carbono)


213




214


Inspección de las juntas de expansión


215

Inspección de las juntas de expansión

Pruebas a las válvulas


216

Tobera

Prueba de válvulas


217

Juntas de expansión en buen estado

Junta de expansión en mal estado


218

Fugas de agua por junta de expansión en mal estado

Fugas de agua en juntas de expansión


219

Fugas por juntas de expansión en mal estado

Patio de Palanquilla


220

Tobera

Válvula


221

Barómetro de la Sección 1 y 2

Perlita gruesa


222

Perlita Gruesa

Perlita Gruesa


223

Perlita gruesa

Perlita gruesa


224

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE … · ESTANDARIZACION DE LAS VARIABLES FISICAS DEL SISTEMA DE...

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