Hierro y Acero Edición 44 by AIST México

Octubre - Diciembre 2010

Vol. XI No. 44

AHMSA

ALTOS HORNOS DE MEXICO Calidad con Voluntad de

Quality with the Strenght of

ACERO STEEL Técnicos y operadores altamente capacitados, equipamiento de avanzada y procesos internacionalmente certiﬁcados garantizan la calidad y competitividad mundial de los aceros AHMSA.

Highly trained technicians and operators, advanced equipment and internationally certiﬁed processes guarantee the quality and world-wide competitiveness of the AHMSA steels.

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www.ahmsa.com

editorial Tiempo de celebrar o nuestro

aniversario

Grato momento disfruto al escribir estas sencillas líneas que intentan reconocer un esfuerzo acumulado y permanente durante 15 años, de un grupo de profesionales mexicanos de la industria del acero, que se manifiesta con el exitoso resultado actual. Cuanto más pasan los años tanto más parece el tiempo contraerse, tengo fresco el recuerdo del profesor J. K.Brimacombe, uno de los líderes más vigorosos y claros de mente que ha tenido la ISS (AIST, actualmente) quien en su esfuerzo por internacionalizar el alcance de la asociación me invitó a intentar arrancar una sección local en Monterrey, convirtiéndonos a partir de su iniciativa en la primer sección local de la ISS reconocida fuera de USA. Plantear la idea a los primeros firmantes que eran requeridos para presentar la propuesta en la ISS y sorprenderme del entusiasmo que los objetivos iniciales que dibujamos causó en ellos, no hizo sino animarme a invertir generosamente mi tiempo de descanso y el de aquel pequeño grupo en el desarrollo de las primeras reuniones, la organización, la distribución de las tareas y paulatinamente el logro de los primeros objetivos que a través del paso del tiempo han permanecido y evolucionado para bien hasta llegar al sitio donde ahora se encuentran. No me atrevería a enumerar a todos y cada uno de aquellos fundadores sin embargo, no podría dejar de reconocer a Antonio Uribe y a Florentino Luna cuyo esfuerzo, entusiasmo y trabajo contínuo, consolidó el reconocimiento inicial de nuestra asociación con los acereros de México. Asimismo, el dinamismo y capacidad de gestión aportados por Félix Cárdenas y Octavio Rodríguez en uno de los grandes logros como fue el Curso Acero 2000. La permanente aportación técnica de Marco Herrera a través de su ininterrumpida colaboración de papeles técnicos a la revista y organización técnica de los eventos de la asociación. El soporte inicial y vigente hasta el tiempo presente de las empresas proveedoras de la industria del acero y sin lugar a dudas las empresas siderúrgicas nacionales; HYLSA-TERNIUM, AHMSA, DEACERO, ISPAT-MITTAL, cuyo soporte a la asociación aseguró y justificó su existencia. Es tiempo de celebrar y congratularnos del éxito de la asociación, trabajemos duro para reencontrarnos en el siguiente aniversario conmemorativo. Miguel Angel Pedroza

3 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

directorio Vol. XI No. 44 iembre Octubre - Dic

2010

CONSEJO DE ADMINISTRACIÓN Valente Delgado González, AHMSA Presidente Porﬁrio González Mier, GRUAS PMP Vicepresidente Ignacio Álvarez Elcoro, FIME, UANL Secretario Héctor Morales González, ACEROTECA Tesorero Félix Cárdenas Villarreal, Consejo Consultivo Rafael González de la Peña, Consejo Consultivo CONSEJO EDITORIAL Ramiro A. García Fuentes, GRUPO CAPSA Miguel A. Muñoz Ramírez, UNIVERSIDAD TECMILENIO Ignacio Álvarez Elcoro, FIME UANL Gerardo Maximiliano Méndez, INSTITUTO TECNOLÓGICO DE N.L. Myrna Molina Reyna, AIST MÉXICO

índice

ulo México AIST Capít o ri a rs e iv n 15 A

EDITORIAL

3 • Tiempo de celebrar nuestro 15o aniversario

ACERÍA

5 • Procedimientos de reparación con material refractario proyectable-Estado del Arte • Incremento a la vida útil de ollas de acero de colada continua

LAMINACIÓN

17 • Preparado para el futuro mediante modernización - últimas soluciones para laminadores tándem en frío

AIST-SEMBLANZA • Con visión se forja una historia de acero

4 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

INTEGRANTES DE COMITÉS Industrial Acerías: Antonio Uribe, MELTER, Marco Herrera, TERNIUM Florentino Luna, TYPSSA Fernando Zapata, METALOIDES. Demetrio Velasco, AMI GE, Luis Jorge Vélez, AHMSA, Rubén Lule, ARCELOR MITTAL, Ramiro García, GRUPO CAPSA, Javier Sandoval, AHMSA Industrial Laminación: Emiliano Montoya, GRUPO CAPSA, Luis Leduc, FIME, Homero Pérez, AHMSA, Enrique Lara, TERNIUM, Fernando Pruneda, AHMSA, Julio Muñoz SMS SIEMAG, Eliseo Gutiérrez, AHMSA, Rafael Colás, FIME UANL, Héctor Morales, ACEROTECA CONACYT, Programas Educativos y Becas: Rafael Colás FIME UANL, Alberto Pérez FIME UANL, Édgar García, FIME UANL. Museo del Acero: Alberto Pérez, UANL Comunicación Electrónica: Ovidio Molina, TERNIUM Relación AIST EU: Felipe Villarreal, MELTER, Relación CANACERO: Porfirio González, GRUAS PMP Octavio Rodríguez, AMI GE Promoción Membresía: Julio Muñoz SMS SIEMAG PUBLICAMOS TUS ARTÍCULOS Publica tus artículos e investigaciones sobre la industria del hierro y el acero en nuestra revista. Envía tu material escrito (máximo tres cuartillas) y las fotos e ilustraciones necesarias. Asegúrate de que tu escrito tenga enfoque práctico a la mejora de la calidad, la productividad o la solución de problemas específicos, así como una conclusión. Envía tus trabajos debidamente identificados y firmados a: info@aistmexico.org.mx rgarcia@capsagpo.com Revista Trimestral Octubre-Diciembre del 2010. Editor Responsable: Myrna Soledad Molina Reyna. Número de Certificado de Reserva otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor: 04-2004-073014323400-102. Número de Certificado de Licitud de Título: 13029 Número de Certificado de Licitud de Contenido: 10602. Domicilio de la Publicación: Tampico No. 218, Col. Las Brisas, Monterrey, N.L. C.P. 64780. Imprenta: Editora El Sol, S.A. de C.V. Washington No. 629 Ote. Monterrey, N.L. C.P. 64000. Distribuidor, AIST Capítulo México, A.C. Tampico No. 218, Col. Las Brisas , Monterrey, N.L. C.P. 64780. Tiraje: 2,000 ejemplares.

acería

Procedimientos de reparación con material refractario proyectable-Estado del Arte Christian Wolf, Wilhelm Berger-VELCO GmbH

RESUMEN: Desde hace muchos años se emplea el procedimiento de proyectar material refractario para la reparación de revestimientos. Dependiendo de la aplicación y de la capacidad para proyectar material, se utilizan diferentes tipos y tamaños de equipos. En combinación con un manipulador para la aplicación del material proyectable, se pueden reparar hornos o cucharas en condición caliente. El nuevo desarrollo VELCO, el sistema GUNMIX®, mejora considerablemente la humidiﬁcación del material proyectable que resulta en una notable reducción de la formación de polvo y del material que rebota. Hay nuevos campos de aplicación por el hecho de que se pueden aplicar materiales de bajo cemento en un proceso de proyección seco. GUNMIX® es una alternativa económica comparando con procedimientos más costosos como “Shotcreting”.

1. Descripción de los procesos de reparación con material proyectable La reparación por medio de material proyectable es un procedimiento probado para aplicar material refractario de una forma rápida y económica. Es utilizado para el revestimiento o la reparación del revestimiento refractario (reparación en caliente) o incluso para la reparación en caliente de cucharas, hornos de fusión, etc. En general se hacen diferencias entre el proceso en seco y en húmedo. En el proceso de material proyectable seco, se descarga el material de la máquina en condición húmeda con una humedad propia máximo de 5%. Por medio de una corriente de aire se transporta a la tobera pulverizadora, dónde se añade el agua necesaria (5 – 10 %). En caso del proceso de proyección húmedo, se moja el material a proyectar en un mezclador con agua y por medio de un tornillo sinfín excéntrico o una bomba de émbolo, se bombeada a una manguera y al ﬁnal de la manguera, se dispersa el material con aire comprimido o – si es necesario – se añade un aglutinante líquido (Shotcreting). 2. Máquinas de proyectables de diferentes tipos Para el proceso de reparación con material proyectable se utilizan tanto máquinas de rotor como de cámara de presión. La Figura 1 muestra una máquina de sistema de rotor diseñada para alimentación manual por sacos.

Fig. 1- Máquina de material proyectable de rotor. 5

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acería Este tipo de máquina es móvil, fácil de manejar y económica. Sin embargo, su diseño en principio causa desgaste entre el rotor y los discos de obturación de goma, por eso en muchos casos se utilizan maquinas de cámara de presión (Figura 2). Para capacidades de reparación mayores . Muchas veces la alimentación de material se realiza por medio “BIG BAG”s que disponen de tolvas de almacenaje con volúmenes de 1.000 a 3.000 litros.

Diseñando y fabricando partes por más de 19 años, actualmente exportando más del 60% de nuestra producción a E.U.A., Canadá, el Caribe, Centro y Sudamérica. Sirviendo a la Industria del Acero con: Componentes enfriados por agua.

Fig. 2- Máquina de material proyectable de Cámara de Presión Hay equipos de reparación de cámara de presión simples con sistema dosificador neumático y máquinas con sistema dosificador mecánico. (Figura 3). El sistema dosificador garantiza un flujo de masa uniforme, incluso en caso de material refractario apelmazado, causado por aire comprimido húmedo o por vibraciones en la plataforma de horno.

Plantas de Tratamiento de Agua (con la tecnología de Ravagnan, SpA, líder europeo en este campo).

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Certificaciones • Estampas: “U”, “S” y “R”. • ISO - 9001-2000

Fig. 3- Ruedas dosiﬁcadoras

3. MANIPULADORES DE MATERIAL REFRACTARIO PROYECTABLE PARA LA REPARACIÓN EN CALIENTE La reparación con material refractario proyectable en caliente de convertidores, cucharas, hornos de fusión de arco eléctrico, trompas RH, etc. es una alternativa al paro de equipo productivo y la reparación total para renovar el revestimiento refractario completo. Este proceso aumenta considerablemente la vida útil de los elementos, y adicionalmente resulta en un ahorro de energía de calentamiento. Por la reparación rápida se puede reducir la cantidad de los elementos en circulación (p.ej. cucharas).

6 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

Para la Industria en General: Recuperadores de calor, economizadores y enfriadores de aire.

Nuestra Política de Calidad La satisfacción de nuestros clientes es nuestra mayor prioridad

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acería El uso de manipuladores de material refractario proyectable es necesario para crear condiciones de trabajo más seguras y confortables para el personal de operación, Además permiten una reparación controlada de los lugares objeto de la reparación y mayor capacidad de material proyectable (100 – 300 kg/min.), lo que reduce considerablemente el tiempo de reparación y la pérdida de calor de los elementos productivos .

Fig. 5- Manipulador de material proyectable para cucharas

Fig. 4a- Manipulador de material proyectable HYTOP para horno de arco (HEA)

La Figura 5 muestra un manipulador para la reparación de cucharas en posición horizontal (capacidad de acero líquido aprox.150t) en la planta de Voest Alpine Stahl en Linz /Austria. El operador arranca el manipulador y realiza todas las operaciones por medio de radio telemando o telemando de cable. Se efectúan las reparaciones en la línea de escoria y de los ladrillos perforados. El consumo de material refractario para la línea de escoria es aproximadamente 0,4 kg / t de acero. El robot de reparación sirve para mejorar las condiciones de trabajo para el operador, de manera que no se expone a la fuerte radiación térmica durante la reparación manual.

Fig. 4b – Selección del área de reparación para un horno de arco La Figura 4 a+b muestra un manipulador de material proyectable para la reparación del horno de arco. El manipulador tipo HYTOP en la planta de Deutsche Edelstahlwerke, Siegen, Alemania se utiliza en la reparación de un horno de arco de 140 t. La tobera pulverizadora se puede mover a la posición de trabajo deseada después de haber girado la bóveda del horno. El operador arranca la máquina para la reparación y la controla por medio de radio telemando. Alternativamente, se pueden aplicar programas de reparación preprogramados. Utilizando un robot para la reparación, el tiempo de reparación se puede reducir de los 30 a 40 min con lanza manual a 5 a10 min con robot.

Fig. 6-Manipulador de material proyectable para la reparación de trompas RH La Figura 6 muestra un manipulador para la reparación de trompas RH de la instalación RH de 265 t en OX2 de la planta de ThyssenKrupp Steel en Duisburg/Alemania. Se pueden reparar las trompas en el interior y exterior. Si el 7

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acerรญa manipulador estรก equipado de 2 lanzas para reparaciรณn, se puede realizar la reparaciรณn simultรกnea de una trompa por dentro y de la otra por fuera. Sรณlo en caso de utilizar un robot es posible la reparaciรณn de la trompa en el interior. 4. MEZCLA DE AGUA Y MATERIAL Es necesaria una humidi๏ฌ caciรณn รณptima del material para una buena reparaciรณn con material proyectable. El primer requerimiento para una reparaciรณn exitosa es un equipo de reparaciรณn con material proyectable de alta calidad que garantice el transporte uniforme del material proyectable. Ademรกs hay que mezclar homogรฉneamente la masa de material refractario con agua. En el caso de las cabezas de mezcla estรกndar, el agua se inyectada por agujeros radiales. Para compensar una mala humidi๏ฌ caciรณn, el operador frecuentemente trabaja con un exceso de agua para reducir la formaciรณn de polvo, esto, sin embargo, muchas veces resulta en el hecho de que la relaciรณn requerida de agua y cemento no es la adecuada, lo que provoca una consistencia de๏ฌ ciente del material de reparaciรณn. Para corregir esta problemรกtica se utiliza el uso de bombas para aumentar la presiรณn; el chorro de agua aumenta su presiรณn y llega mรกs al centro de la secciรณn transversal de la tobera.

5. EL SISTEMA GUNMIXยฎ En el caso del sistema de humidi๏ฌ caciรณn GUNMIXยฎ (Patente no.: 1153861) de la empresa VELCO, el agua se dispersa por medio de un chorro de aire comprimido y despuรฉs la masa de material proyectable se humedece con la niebla de agua generada. La proporciรณn de agua se puede ajustar y medir exactamente, esto permite mantener y reproducir una dosi๏ฌ caciรณn exacta de material proyectable y de agua. La Figura 7 muestra la unidad de mezcla GUNMIXยฎ con conexiones para aire comprimido y agua para el proceso.

Fig. 7- Unidad de mezclado para GUNMIX La mejor humidi๏ฌ caciรณn con el sistema GUNMIXยฎ reduce considerablemente el polvo en la tobera y el rebote de material proyectable, ademรกs, garantiza una alta calidad

7HFQRORJtD SDUD ODV SODQWDV HOpFWULFDV GH DFHUR 6LVWHPDV GH ,Q\HFFLyQ

6LVWHPDV GH 3UR\HFFLyQ

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8 HIERRO yACERO/AIST Mร XICO

โ ข PDTXLQDV GH JXQLWDU SDUD WRGR WLSR GH UHSDUDFLR QHV UHIUDFWDULDV โ ข 3UR\HFWRU FHQWULIXJR GH PDJQHVLWD VHFD y K~PHGD HQ HO KRUQR HOHFWULFR GH DUFR

acería uniforme del concreto refractario proyectable. Se puede emplear el sistema GUNMIX® para la reparación en frío y en caliente, incluso materiales convencionales pueden ser procesados con menor generación de polvo y disminución del rebote de material.

Fig 8 a – Cuchara de arrabio antes de reparar

Fig 8 b – Cuchara de arrabio después de reparar

Otro campo de aplicación es el procesamiento de concretos de bajo cemento por medio de proyección de material en seco. Por la humidiﬁcación óptima obtenido por GUNMIX® se pueden procesar estos materiales con la adición de una pequeña cantidad de aglutinante líquido (silicato, ácido o agua). Comparando con una instalación convencional de concreto refractario vaciado, no requiere el andamiaje utilizado en este sistema. El tratamiento con GUNMIX® también es una alternativa económica con respecto a procedimientos más costosos como Shotcreting, porque se trabaja con una maquinaria más simple y se pierde menos material durante el ajuste y limpieza de la máquina.

La Figura 8 a+b muestran la aplicación del sistema GUNMIX® para concretos de bajo cemento en la parte superior de una cuchara de arrabio. La Figura 8a muestra la cuchara antes de la reparación y la Figura 8b después de la reparación. Estas fotografías fueron tomadas en HKM Duisburg/Germany. La Figura 9 muestra la reparación con concreto de bajo cemento proyectable del canal de vaciado del alto horno y la Figura 10 muestra la reparación en caliente con concretos de bajo cemento a la salida del carro torpedo. Estas fotografías fueron tomadas en la planta de Voest Alpine Stahl Linz/Austria.

Fig 10 – Reparación del carro torpedo

Fig 9Reparación del canal de vaciado del Alto Horno

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acería

Grupo de Mejora: V.U. OLLAS DE C.C. Objetivo: Incrementar la vida útil de ollas de Acero en BOF y C.C. Periodo: Marzo 2008 a Diciembre 2008 Meta: Incrementar la cantidad de coladas vaciadas por ollas directas de 79 a 85 antes de efectuar cambio de ladrillo refractario en BOF y C.C. en un periodo de 6 meses.

• Pertenecemos a las subdirección de Acerías. Siderúrgica 2 Siderúrgica 2 • Altos Hornos de México, S.A.B. de C.V. Siderúrgica 1

Estamos ubicados en ambas Siderúrgicas de la Empresa

BOF 2

Área territorial: 1,200 Hectáreas

BOF 1

Distancia: 7 Kms.

Metodología Utilizada: DMAIC Por la naturaleza del problema y la complejidad de las variables. Facilitador: Sergio Zapata Zamora Asesor: Oscar Eduardo Ríos Carrera

Subdirector Acerias Capacitación

Grupo Vida Útil de Ollas Líder: Francisco Serrato Alarcón

Tratamiento del Acero

Administrador: Integrante: Integrante: Integrante:

Ing. de Procesos Tratamiento del Acero Mantenimiento Mecánico Operación

Nidia Rivera Villarreal Luis Alberto González Rodríguez José Luís Villarreal Palos Enrique Aguilar Álvarez

Colaboradores: Cia. RHI Cia. Mayerton.

10 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

acería Beneficios: Significativa disminución en el consumo de ladrillo y materiales por incremento de Vida útil de ollas de BOF y CC. Se continúa a la fecha dando seguimiento al mejoramiento. Descripción del Proyecto: “Incremento a la vida útil de ollas de acero de C.C.” 2008 Derivado de la baja disponibilidad de ollas de acero de Colada Continua, ocasionada por desgastes prematuros y desprendimientos de ladrillo en líneas de escoria de ollas de acero, el subdirector de Acerias solicita la formación de un Grupo de Mejora a participar en el análisis y solución de este problema, con el objetivo de: Incrementar la vida útil del ladrillo de Ollas de acero de BOF y C.C., disminuir los eventos por cambio de líneas de escoria y pérdidas de productividad por disponibilidad de ollas que ocasionan demoras a los convertidores. El grupo de mejora formado por especialistas de diferentes áreas de la empresa, incluyendo a proveedores de ladrillo y prestadores del servicio de mantenimiento (RHI y Mayerton) inician la labor de encontrar la mejor solución a este problema. Utilizando la metodología DMAIC debido a la gran cantidad de variables que interactúan, el grupo empieza el análisis mediante la definición del problema y el objetivo a buscar.

Basándose en datos históricos del 2007 y datos frescos de primer trimestre del 2008, comparando y corroborando que el problema persiste y con tendencia de disminución de la vida útil del ladrillo, el grupo se propone la meta de “Incrementar la vida útil de las ollas directas de 79 a 85 coladas por olla” en un periodo de 6 meses. Continuando con la metodología el grupo realiza mediciones del desgaste en el ladrillo y zonificando la olla se coloca en forma lineal para simular mediante datos, el área donde predomina la mayor cantidad de impactos a la olla, trasportando estos datos a un gráfico de pareto nos señala que la zona de mayor frecuencia (80-20) es la zona poniente llamada “Línea de Escoria” dando este resultado para ambos proveedores de ladrillo. Corroborándose posteriormente por medio de un análisis de regresión, nos confirme lo antes detectado. En base al análisis anterior se realiza un diagrama de flujo de la logística de ollas y mediante una lluvia de ideas de todas las causas que pudieran afectar el rendimiento del ladrillo, se detectan aproximadamente 60 variables a considerar. Llevando en mente estas variables se realiza visita a campo con los especialistas detectando algunas áreas de oportunidad en los procesos, tales como: Variación en la agitación por argón, variación en basicidad de escorias, no uniformidad en el espesor de ladrillo en línea de escoria, escalón muy marcado en línea de transición, cejas de sujeción de ladrillos en ollas sueltas, diferencias en quí-

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acería micos de ladrillos de los dos proveedores. Mediante el análisis a detalle de limites de control y la implementación de alternativas de solución a un grupo de ollas piloto, logramos mejorar el proceso, considerando además el mejoramiento del análisis químicos de ladrillo propuesto por los proveedores y arreglos diferentes en la colocación del mismo, las cejas se cambian de atornilladas a soldadas dando mayor sujeción y el escalón en zona de transición se hace menos pronunciado mediante un espesor intermedio. Continuando con la metodología, al presentar muy buenos resultados los cambios realizados, se estandariza al total de las ollas, logrando llevar el mejoramiento en el rendimiento de 79 a 84 Coladas por olla, disminuyendo

de 4 a 1 eventos en promedio y de 12.7 a 4 los cambios de ladrillo en línea de escoria. Esto arroja una disminución notable en la cantidad de ladrillo utilizada por reparación de ollas y un incremento en la productividad del departamento mediante la disminución de demoras ocasionadas por la disponibilidad de ollas. El grupo concluye su proyecto en Diciembre del 2008 entregando los resultados al facilitador, generando un ahorro de 6.54 Millones de pesos por concepto de disminución del consumo de ladrillo, materiales y reparaciones. Indicadores principales en el mejoramiento por este proyecto. Métrico Primario: Vida útil de Ollas Métrico secundario: Cambios de Ladrillo

Métrico primario: Productividad de las ollas directas (vida útil).

Métrico crítico: Eventos de chapa roja por desgaste excesivo de ladrillo refractario.

Utilización de tecnología láser en medición de desgaste de ladrillo. Propuestas de implementación 2: Mejora al sistema de medición. Se propone instalar en forma compartida proveedores empresa un sistema de medición láser para la inspección de ollas siendo el siguiente modelo.

Láser escanea el interior de la olla

12 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

PC-Software traduce la señal digital en reporte visual

Poka-Yoke visual indica las áreas críticas en rojo. Previamente establecido 2.5” espesor

acería Análisis de Comportamiento anual

Comparativo de Capacidad del proceso

•CPK Mejora de : •PPK Mejora de: •IPY Mejora de: •DPMO Mejora de:

Eventos por Chapa Roja

Comparativo Anual

0.42 a 1.37 0.47 a 1.25 86.07 a 97.14 37,500 a 7,250

Cambios de Ladrillo en L. Escoria

Reconocer

Deﬁnir

Medir

Analizar

Mejorar

Implementar

En resumen: Nuestro caso exitoso aplicó la metodología DMAIC

Controlar

Entrega

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acería Grupo de Mejora eleva vida útil de ollas de acero en BOF 2

acero que afectaba notablemente la vida útil de las ollas, resultando en demoras a los convertidores”, explicó el ingeniero Sergio Zapata Zamora, Subdirector Acerías. Fue precisamente el ingeniero Zapata quien solicitó la formación del grupo de mejora para participar en el análisis y solución de esta problemática. Labor de equipo

Un total de 6.54 millones de pesos es el monto del ahorro alcanzado por el Grupo de Mejora V.U. Ollas de C.C. luego de concluir exitosamente su proyecto “Incremento a la vida útil de ollas de acero de Colada Continua”. Este ahorro fue posible gracias a que el grupo logró elevar el rendimiento de las ollas de 79 a 85 coladas por olla en un período de seis meses, además de disminuir de 4 a un sólo evento provocado por cambio de línea de escoria en una de las 21 ollas de Colada Continua. “El proyecto surgió de la necesidad de solucionar la problemática de desgastes prematuross y desprendimientos de ladrillo refractario en las líneas de escoria de las ollas de

14 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

En abril del 2008 iniciaron los trabajos del grupo, formado por especialistas de las áreas de BOF 2 y Colada Continua, Ladrillo Refractario, Mantenimiento Mecánico, así como especialistas de compañías proveedoras de ladrillo y prestadoras de servicio de mantenimiento como RHI y Mayerton. Luego de realizar un extenso y detallado análisis de la problemática, el grupo llevó a cabo mediciones del desgaste en el ladrillo y zoniﬁcando la olla se colocó en forma lineal para simular mediante datos, el área donde predomina la mayor cantidad de impactos en la olla siendo esta la denominada “Línea de escoria”.

acería Mediante el análisis a detalle de límites de control y la implementación de alternativas de solución a un grupo de ollas piloto, se logró mejorar el proceso, considerando además el mejoramiento de análisis químico del ladrillo propuesto por los proveedores y diferentes arreglos en la colocación del mismo.

bios de ladrillo en la línea de escoria.

De igual forma esta gráﬁca señala la disminución en los paros por cambio de ladrillo en la línea de escoria de las ollas.

Gráﬁca que muestra el aumento en la vida útil de las ollas como resultado de las mejoras aplicadas. Asimismo se corrigieron las cejas de sujeción de ladrillo y el escalón en la zona de transición se hizo menos pronunciado mediante un espesor intermedio. Al presentar buenos resultados con los cambios realizados se estandarizaron al total de las ollas mejorando así el rendimiento de 79 a 84 coladas por olla, disminuyendo de 4 a sólo un evento en promedio y de 12.7 a 4 los cam-

“Los 6.54 millones de pesos de ahorro alcanzado se obtuvo como resultado de la disminución en el uso de ladrillo refractario utilizado por reparación de ollas”. explicó el ingeniero Francisco Serrato Alarcón, Jefe de Tratamiento del Acero en BOF 2 y Colada Continua y Líder del grupo de mejora.

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acería Nuevamente con estos resultados queda demostrado que El Trabajo en Equipo es la mejor forma de dar solución a los problemas a los que nos enfrentamos en nuestras labores cotidianas. Con la aportación de ideas por parte de todos los integrantes logramos el objetivo de mejorar las instalaciones, aumentar la disponibilidad de nuestros equipos e incrementar la producción en nuestras líneas. Todo esto nos ayuda a reducir los costos en la transformación del acero en nuestro departamento. Deﬁnitivamente la fortaleza de toda empresa esta cimentada en su Recurso Humano, y el éxito de la misma se logra a través de la Actitud Positiva de cada uno de Nosotros teniendo siempre presente la ﬁlosofía de la Mejora Continua. Gracias a todos los que hacen posible este cambio, y no dejemos que estos grupos de trabajo terminen, porque cuando dejemos de pensar, innovar, idear y de forjar sueños, nuestra misión se habrá terminado, Animo y Adelante. . .

rea: Incremento en la productividad de ollas de acero. Al obtener estos primeros lugares los tres grupos de trabajo representarán a AHMSA en el Congreso Nacional de Equipos de Mejora Continua a celebrarse del 19 al 22 de octubre próximos en la ciudad de Cancún, Quintana Roo. Desarrollado los días 6 y 7 de agosto en la Universidad Iberoamericana de Torreón, Coahuila, el encuentro regional congregó a una veintena de grupos de trabajo representantes de diferentes empresas de los estados de Durango, Zacatecas y Coahuila.

Ing. Francisco Serrato Alarcón Septiembre 2010. Los grupos de trabajo Cortadores, Optimizadores y V.U. Ollas ganaron su pase al Congreso Nacional de Equipos de Mejora Continua luego de triunfar en la Edición 2010 del Encuentro Regional del Equipos de Mejora Continua celebrado en Torreón. V.U. Ollas, perteneciente a BOF 2 y Colada Continua, fue el equipo ganador en la categoría “Seis Sigma” con la ta-

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laminación

Preparado para el futuro mediante modernización - últimas soluciones para laminadores tándem en frío HOLZ Rüdiger, TÖPFER Falk, HOEN Karl (SMS Siemag Aktiengesellschaft, Wiesenstrasse 30, 57271 Hilchenbach-Dahlbruch, Alemania)

1. INTRODUCCIÓN Con la desaceleración económica, la presión competitiva en la industria mundial del acero crece de manera notable. Por tanto, la reducción de costes se convierte en el factor clave de éxito en la industria y especialmente en el sector de la laminación en frío. Para reducir los costes a la vista de las mayores exigencias de productos, incluidas las ampliadas variedades de acero, unas tolerancias geométricas más estrecha y un mayor alargamiento en límite elástico, la eﬁciencia en las operaciones debe mejorarse por medio de un consumo de energía reducido, esfuerzos de mantenimiento y también con una mejor disponibilidad. Si bien las nuevas plantas son “modernas” en relación con esas exigencias, las plantas existentes tienen equipos y tecnologías que a menudo distan mucho de estar al día. Un mantenimiento competente y unas operaciones más experimentadas por si mismos no garantizarán la competitividad de estas instalaciones con el tiempo. En consecuencia, es importante optimizar el proceso y modernizar los equipos de las plantas. El potencial oculto de la planta puede explotarse a menudo a través de una inversión razonable. Como resultado, la planta satisfará las exigencias actuales del mismo modo que los laminadores de última generación, a la vez que mantendrá su ventaja de costes de capital.

Palabras clave: : SMS Siemag AG, Laminadores Tándem en Frío, Modernización, Lubricación SMS, T-roll®, X-Roll®, T-Clean, CVC®Diseño plus 18-HS, Plug & Work

Centrarse en los laminadores tándem en frío, la medida más importante para reducir los costes bajo consideración de las mayores demandas del mercado, puede clasificarse como sigue. Optimización de procesos Existen medidas para aumentar la eficiencia de la planta por medio de la optimización del proceso de laminación utilizando la funcionalidad disponible. El objetivo es aumentar la producción y reducir el coste de conversión mediante el ajuste de precisión del equipo y la funcionalidad del sistema. Ampliación de la gama de productos y mejora de calidad Al reforzar los actuadores o implementar nuevos deberían superarse los cuellos de botella en la laminación y la gama de productos y la calidad de los productos deberían aumentar. Este tipo de modernización está dirigido, por ejemplo, a características de control de planeza, control de caída de bordes, calidad de superficie o la laminación de acero de alta resistencia. Modernización general de laminadores tándem en frío Sin cambiar la configuración de la línea de producción después de muchos años de funcionamiento, los sistemas mecánicos e hidráulicos gastados y los sistemas eléctricos y de automatización obsoletos necesitan modernizarse o sustituirse. El objetivo principal es reducir el coste de conversión aumentando la disponibilidad y reduciendo el esfuerzo de mantenimiento. Cambio de modo de operación En función del lugar en el que los productores ven su mercado, es necesario cambiar de un modo de funcionamiento por lotes a un modo de funcionamiento continuo, como una línea limpieza de metales/un laminador tándem en frío (PL/TCM) asociado. Actualmente, la mayoría de los laminadores tándem 17 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

laminación en frío están construidos como PL/TCM desde el principio. El objetivo principal en este sentido es aumentar la capacidad de producción y beneﬁciarse del concepto del mismo modo que sus competidores.

2. Optimización de procesos Para optimizar el proceso de laminación en frío y mejorar la calidad de los productos, SMS SIEMAG ofrece estudios realizados por experimentados ingenieros de proceso. Además de las recomendaciones ofrecidas durante la visita, sus observaciones e impresiones se reﬂejan internamente frente a los últimos conocimientos de laminación y exigencias muy probadas en diseño y dimensionamiento. Para que esto sea más eﬁciente, SMS SIEMAG ha desarrollado T-Roll®, un paquete de tecnología consistente en modelos basados en la física que consideran la descripción mecánica y térmica integral de la abertura de rodillos y, de forma exclusiva, la tribología y la transferencia de rugosidad entre el rodillo de trabajo y el material que se lamina. Además de la dependencia de la velocidad de laminación, el modelo tribológico tiene en cuenta el tipo y la

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composición del lubricante, la rugosidad de los rodillos y la banda, el espesor de la película de aceite sobre la banda y los parámetros generales del programa de pasada. Determinación de la acumulación de lubricante (caso ideal) Velocidad baja

Determinación de la acumulación de lubricante con modelo tribológico Inﬂuencia de la rugosidad Enriquecimiento del aceite de base antes de la abertura del rodillo

Velocidad alta

Mezcla de varios lubricantes

Ilust. 1: Descripción de la acumulación de película de lubricante con T- roll® en comparación con el enfoque del caso ideal convencional

T-Roll® ayuda así a determinar las exigencias esenciales del lubricante. Junto con pruebas de laboratorio, SMS SIEMAG es capaz de ajustar el lubricante a las condiciones particulares del proceso. Dicha optimización, que es realizada en estrecha cooperación con SMS Lubrication, el proveedor de lubricantes y la última tecnología de ﬁltros dentro del grupo SMS, crea diversas oportunidades para mejorar el proceso, la calidad de los productos y, por tanto, el rendimiento de la planta. Algunos ejemplos son la

laminación prevención de las vibraciones el aumento de la velocidad de laminación y la mejora de la calidad de la superﬁcie. Además, unos lubricantes optimizados contribuyen a reducir el consumo de energía del laminador. En tiempos de unos costes crecientes de la energía, este es un aspecto de gran interés. Clientes de referencia Lubricación optimizada para Mansfelder Kupfer- und Messingwerke GmbH (MKM), Hettstedt, Alemania MKM lamina cobre y aleaciones de cobre en el laminador tándem en frío CVC® de dos cajas en diseño 6-high, suministrado por SMS SIEMAG. El TCM puede procesar bandas con anchuras de 700 – 1250 mm con espesores de entrada de 1 – 19 mm espesores ﬁnales de 15,5 – 0,5 mm. La velocidad de laminación máxima es 600m/min.

Coeﬁciente de fricción μ

Cuando se laminaba una forma de bronce particular se producían ondulaciones en la banda. Tomando como base el análisis con T-Roll® quedó patente que el problema se debía a una lubricación insuficiente. Tanto el lubricante usado como el método de aplicación del lubricante eran deficientes. Por medio de pruebas de laboratorio se eligió el lubricante que presentaba un comportamiento de fricción estable y el menor coeficiente de fricción (ilustración 2). Aplicado directamente a la banda mediante una boquilla de vapor separada (ilustración 3) en las primeras pasadas no solo se evitó la formación de ondas. Esta fue la solución más económica para tratar este bronce particular.

Longitud de la banda en mm

Ilust. 2 y 3: Medición del coeﬁciente de fricción de lubricante (i), boquilla de vapor separada para lubricante optimizado (d)

Estudio técnico para SSAB in Borlänge/Suecia. En un estudio en curso para SSAB investigamos la mejora continua de aspectos relacionados con la calidad de la banda, así como la aplicación de nuestro sistema T-Clean. T-Clean es un nuevo concepto de lubricación y limpieza basado en la combinación de la lubricación de baja cantidad patentada de SMS Siemag y en el uso de gas inerte. Originalmente fue desarrollado en cooperación con nuestros socios para laminadores con caja de laminación. En laminadores tándem en frío, el sistema puede aplicarse a la última caja. 19 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

laminación Sistema T-Clean patentado por SMS Demag

Ilustración 4: Principio básico del sistema T-Clean El lubricante se pulveriza en el lado de entrada utilizando una cantidad que se consumirá en la abertura de rodillos. El nitrógeno líquido se aplica en el lado de salida y cubre tanto la banda como la superﬁcie de laminación. Las ventajas de esta tecnología son: • • • •

Calidad y planeza mejoradas de la superﬁcie Vida de servicio de rodillos de trabajo aumentada Menor esfuerzo de trabajo después de la banda No se requiere un sistema de emulsión separado para la última caja

3. Ampliación de la gama de productos y mejora de la calidad El acero es multifuncional, eﬁciente, y se somete a un desarrollo y un perfeccionamiento continuos. Los objetivos de perfeccionamiento son la reducción sucesiva del grosor de banda, el aumento del alargamiento en límite elástico y la mejora de la capacidad de conformación. Esto tiene como resultado unas exigencias especiales para los laminadores en frío y, por supuesto, para los laminadores tándem en frío.

Además de CVC®plus, los defectos de planeza de orden superior (simétricos o no simétricos) son tratados mediante enfriamiento selectivo multi-zona por medio del enfriamiento de áreas especíﬁcas de la superﬁcie del rodillo. Control de caída de borde La caída de bordes es un fenómeno que se produce en la laminación en frío que provoca un descenso no deseado en el grosor de banda en ambos bordes. Estas partes de la banda deben considerarse como desechos y ser eliminadas mediante recorte lateral. SMS SIEMAG ha desarrollado un sistema de Control de Caída de Bordes (Edge Drop Control System, EDC®) para compensar la caída de bordes desplazando un cuerpo de rodillo de trabajo especialmente conectado de tierra cerca del borde de la cinta en control de bucle cerrado. Diversas aplicaciones demuestran la superioridad de nuestro sistema EDC®. Los resultados operativos en la ilustración 4 demuestran la reducción constante de caída de bordes en toda la longitud de la banda. Control de avance de alimentación EDC y control de respuesta de S2, S3, S4 S1 S2 S3 S4 S5

Desplazamiento RT

CVC® plus y control de planeza Para una planeza excelente de la banda ofrecemos nuestra tecnología CVC®plus, que resume la experiencia obtenida en más 200 aplicaciones de nuestra tecnología CVC® en los últimos 20 años. Además de minimizar las fuerzas axiales, CVC®plus tiene un rango de ajuste ampliado de la abertura de rodillos de un contorno de rodillo especial. Esto permite la laminación de gamas de productos aún más grandes en términos de resistencia de material y dimensiones de banda. 20 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

Desplazamiento RT

Act Ref

Ref

Add Ref Control de respuesta EDC S1

Referencias de caída de bordes

Desplazamiento RT

Act Ref

caída de bordes medida

Act Ref

Add Control de avance de Ref alimentación EDC

Parámetro del modelo

Control de respuesta EDC S2;S3;S4

caída de bordes medida

Ilust. 5: Estrategia de Control de Caída de Bordes para un TCM continuo

Con EDC®

Para garantizar una calidad de producto constantemente perfecta en una gama de productos todavía mayor, SMS SIEMAG ha desarrollado diversos sistemas especiales que pueden aplicarse independientemente de la edad de un TCM.

Desplazamiento RT

Posición de desplazamiento de rodillo de trabajo EDC®

Longitud de banda [m] Caída de bordes medida Valor de referencia: Después de caja 1: 20μm Caída de bordes 5: 10μm

Después S1

Después S5

Longitud de banda [m]

Ilust. 6: Resultado de Control de Caída de Bordes de bucle cerrado en un TCM

laminación Laminación de acero de alta resistencia La laminación en frío de acero de alta resistencia puede realizarse en cierta medida aumentando la fuerza de laminación y el momento de laminación. No obstante, si se requiere un espesor de banda final más fino, las configuraciones de caja de laminador 4-high y 6-high típicas alcanzan su límite. En este caso, para una producción económica, se necesitan rodillos de trabajo con diámetros más pequeños y soporte lateral. Por tanto, SMS SIEMAG desarrolló el tipo de caja CVC®plus 18-HS que combina las ventajas de la tecnología Z-High con CVC®plus y estabilización horizontal HS. Además de invertir laminadores, este tipo de caja también está realizado en configuraciones de laminador multicaja.

Ilust. 7: Conﬁguración de caja de laminador modiﬁcable

Asimismo, la laminación de material de alta resistencia también requiere cizallas más duras. Nuestro modelo de cizalla de tambor 550 está especialmente diseñado para cortar material de alta resistencia. La capacidad de cizallamiento permite cortar material con una resistencia de hasta 1800 N/mm2 y anchuras desde 600 a 2100 mm. El diseño de casete compacto de la cizalla es fácil de modiﬁcar y muy sencillo de mantener.

Como laminador multi-usos, con esta tecnología es posible pasar de una configuración CVC®plus 4-High a una configuración CVC®plus 18-High dentro del tiempo de cambio normal de rodillos. Esto mejora notablemente la flexibilidad de un laminador en frío en relación con la gama de productos y el espesor final. Ilust. 8, 9: Modelo de cizalla de tambor 550

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laminación Mejora de la calidad de la superficie La implementación del sistema de Banda Seca (Dry Strip, DS) reduce costes en los procesos descendentes, ya que pueden omitirse determinados tratamientos de limpieza. El sistema DS se instalará siempre en el lado de salida, soplando emulsión de manera eficiente, pasando la abertura de rodillos, desde los lados superior e inferior de la banda y aspirando gotas de emulsión en los bordes, lo que tiene como resultado la producción de banda libre de manchas y seca. SMS SIEMAG tiene dos sistemas de Banda Seca en su cartera: el tipo de aire comprimido y el tipo de soplador. Ambos son sistemas aerodinámicamente compensados con un consumo de energía notablemente reducido y un bajo nivel de ruidos. El tipo de aire comprimido es el sistema preferido para las modernizaciones. Se caracteriza por un diseño reducido y compacto. No es necesario instalar sopladores adicionales. Las ventajas del tipo de soplador son unos bajos costes de operación, una supresión de humos ampliada en la salida de la última caja y un nivel de ruidos de 70 - 80 db sin revestimiento adicional para la protección contra ruidos. Referencia Modernización de línea de limpieza/laminador en tándem de cinco cajas semicontinuo, ThyssenKrupp Steel, Dortmund, Alemania ThyssenKrupp Steel decidió en 2002 modernizar su línea de limpieza/laminador en tándem de cinco cajas en Dortmund. Los objetivos de modernización eran la mejoría de la calidad del producto y el aumento de la producción mediante un modo de funcionamiento continuo desde 1.980.000 toneladas a 2.300.000 toneladas al año. El trabajo de modernización se realizó principalmente mientras la producción se ejecutaba y sólo fueron necesarias dos paradas. SMS SIEMAG suministro y puso en servicio: Sistemas de ajuste hidráulico en las cajas 1 a 5, una refrigeración multizona y un sistema de banda seca en la última caja Una nueva unidad de bobina doble en la sección de salida del laminador en tándem con carro de bobina y carro lanzadera Inspección en línea en la sección de salida del laminador en tándem El suministro se completó con la finalización y la adaptación de los sistemas de medios. De forma más detallada: La modernización de la sección de salida incluye una nueva cizalla de tambor con dos unidades de rodillos de presión, tensiómetro de banda y rodillos de medición de planeza, dos bobinas de tensión con envolvedores de cinta y carros de elevación de bobina para transferir las bobinas a un carro de transferencia 22 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

de bobina. Las dos bobinas de tensión tienen un accionamiento directo y pueden manejar un peso de bobina máximo de 52 t. La inspección en línea „Rotary Inspect“ está dispuesta de manera descendente respecto a la segunda bobina. Está desarrollada en estrecha colaboración con el cliente y convence por su concepto ergonómico y de seguridad para una inspección ﬁable de ambas superﬁcies de banda y la alta frecuencia de inspección lograda. Hasta ahora hay en funcionamiento seis „Rotary Inspect“ en línea.

Ilust. 10, 11: Inspección en línea “Rotary Inspect”

La modernización ﬁnal se realizó durante un cierre de tan solo 34 días. Una importante condición previa para cumplir con el calendario programado fue el completo premontaje de las plataformas de medios, incluidos los tubos y la sección de salida en nuestros talleres de Hilchenbach.

4. Modernización general de laminadores tándem en frío En todo el mundo existen en funcionamiento actualmente 257 laminadores en tándem. Más de 140 laminadores tienen una edad superior a 20 años. Las estadísticas indican que la mayoría de ellos se modernizan después de 25-35 años de funcionamiento. Después de un período tan largo, un laminador necesita una modernización general, incluyendo, además de nuevos actuadores, el sistema hidráulico, posiblemente la sección de entrada y salida y un equipo entre plataformas más ﬁable, el sistema de escape, así como nuevo revestimiento. Además, grandes partes de la instalación eléctrica, como los accionamientos principales, deben cambiarse. Después de añadir funciones individuales para mejorar la automatización con los años, una modernización general permite a dichas plantas instalar un sistema consistente y moderno de automatización digital. El principal objetivo de tales modernizaciones es recortar el coste de conversión al reducir el esfuerzo de mantenimiento, aumentar la disponibilidad e incrementar la tasa de automatización. Como proveedor de soluciones integradas, SMS SIEMAG ha desarrollado de manera continua sus sistemas mecánicos, hidráulicos, eléctricos y de automatización para una mejora sostenible de la calidad de las operaciones y los productos.

laminación Al considerar una caja de laminador, independientemente del tipo de caja de laminador, los componentes mecánicos importantes a modernizar o sustituir son: • Sistema de atornillamiento hidráulico Nuestro diseño más moderno mejora la capacidad de mantenimiento al permitir un acceso pleno a los transductores de posición sin desmontar el cilindro HGC. • Sistema de plegado Nuestro diseño de cartucho probado presenta una baja fricción y utiliza un número minimizado de cilindros hidráulicos, lo que reduce los costes de mantenimiento. • Desplazamiento de rodillo de trabajo y/o rodillo intermedio Son condiciones previas para utilizar la tecnología CVC® plus con el ﬁn de mejorar la planeidad de la banda, así como el Control de Caída de Bordes para reducir las pérdidas por recorte lateral.

Sistema hidráulico modular En general, SMS SIEMAG ha implementado el enfoque de diseño modular para los laminadores en frío y sus instalaciones auxiliares con el fin de mejorar la eficiencia económica en cualquier fase del ciclo de vida de una planta. Con este concepto podemos reducir los costes de inversión y acelerar la puesta en servicio, así como reducir los tiempos de inactividad durante la modernización y simplificar el mantenimiento sostenible. En relación con los sistemas hidráulicos, los resultados de la modularización son que las válvulas hidráulicas se encuentran en una plataforma de medios en la parte superior de cada caja de laminador. Las funciones hidráulicas, p. ej., ajuste de abertura hidráulico o plegado de rodillo de trabajo, se implementan en módulos específicos. Estos módulos se combinan un diseño de columna compacto.

Además de los componentes internos adaptados a la situación en la caja de laminador en cuestión, otras soluciones eﬁcientes de SMS SIEMAG son, p. ej., el sistema hidráulico modular, así como nuestro concepto de modernización para el sistema eléctrico y de automatización. Ilust. 12, 13: Sistemas hidráulicos en diseño modular

MUNDO DE

DIFERENCIAS

Siendo un proveedor líder de cilindros de hierro y acero por fundición centrifugada y estática y cilindros forjados de alta calidad, damos servicio a más de 200 clientes en 40 países. Innovar es una prioridad para BRC y nuestros clientes se benefician del embalaje reciclable de acero, del rastreo en línea de la producción y de nuestro nuevo sistema de iroll. Con un equipo de expertos Europeos y oficinas regionales estratégicamente localizadas alrededor del mundo, aseguramos el mejor soporte técnico de nuestra industria.

www.brcil.com En México: brchina@capsagpo.com +52 81 8357 2288

BRC

“Move Ahead With Us” 23 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

laminación La conexión con los actuadores hidráulicos se realiza utilizando paredes laterales de tubos prefabricadas. Todos estos módulos se ensayan en nuestro taller, lo que reduce los fallos de funcionamiento locales y el tiempo de instalación. A su vez, la estación hidráulica también está modularizada. Está equipada con bombas controladas por velocidad que ayudan a reducir el consumo de energía en la planta. El sistema hidráulico modular es por tanto una solución muy económica y ofrece oportunidades prácticas para adaptación y ampliación en el futuro. Sistema eléctrico y de automatización En relación con el sistema eléctrico y de automatización, SMS SIEMAG tiene una larga trayectoria. Ya a ﬁnales de los años 70, SMS Siemag desarrolló sistemas de control para utilizar completamente el equipo suministrado y optimizar el proceso. Algunos ejemplos son: el control de espesor altamente dinámico y preciso, que utiliza nuestro diseño de cilindro de abertura hidráulica, nuestros modelos de proceso Level 2 desarrollados de nuestras herramientas para dimensionamiento de laminadores: En la actualidad, ofrecemos el sistema completo eléctrico y de automatización para todos nuestros equipos. Las características únicas de nuestro concepto de modernización eléctrica y de automatización son nuestra prueba Plug & Work y nuestra solución PIOS, que permite el funcionamiento en paralelo y la conversión paso a paso desde el antiguo al nuevo sistema de automatización. Plug & Work es una herramienta que acelera notablemente la puesta en servicio en proyectos tanto de modernización como de nueva planta. Al utilizar Plug & Work, el nuevo hardware y software, justo antes de ser entregados en la planta, se comprueban respecto al equipo simulado de la planta particular y su comportamiento de proceso. Las ventajas de esta forma de proceder son un sistema de automatización ensayado y pre-optimizado, un tiempo más corto de puesta en servicio y la oportunidad de instruir a los operarios del cliente que ya utilizan el equipo que encontrarán en la planta.

ﬂujo de señales de la planta se encamina por una nueva conexión de bus y a través del PIOS en paralelo con el cableado existente. Los datos están accesibles y pueden comprobarse respecto a su plausibilidad y permiten conﬁgurar un modo de sombra para los nuevos controles y los modelos de proceso. La ventaja de PIOS durante la puesta en servicio es que permite conmutar software entre el nuevo y el antiguo sistema de automatización de modo que la producción está garantizada en cualquier caso. Clientes de referencia Modernización de laminador tándem en frío en Bielstein GmbH & Co, Alemania Suministrado por SMS SIEMAG en 1969, el laminador tándem en frío de cuatro cajas para material de anchura reducida es la planta clave central para la producción completa de banda fría en Bielstein. El laminador lamina una amplia variedad de grados de acero, incluido acero estructural, acero de resorte, aceros micro-aleados y de alta resistencia. La producción anual era de unas 400.000 t. La modernización tiene como principal objetivo mejorar la disponibilidad de la planta, incrementar la producción en 60.000 t por año, mejorar la calidad de los productos y aumentar el grado de automatización. Para la modernización, SMS SIEMAG suministró el equipo mecánico y eléctrico, así como el sistema de automatización de una sola fuente. En la entrada del laminador en tándem se ha instalado una nueva unidad de rodillos de presión. Todas las cajas del laminador se han equipado con cilindros de atornillamiento hidráulico y los trenes de accionamiento se han dotado de nuevos juegos de engranajes. Un sistema de banda seca está dispuesto después de la última caja. El lado de salida se ha completado con un conjunto de rodillos Sroll de retención giratorios. Nuevos motores sincrónicos para cajas de laminador y bobina de tensión aumentan la velocidad de laminación de cada caja. La instalación de nuevo Level 1 y Level 2 con modelos de proceso de alta precisión completa el proyecto de modernización. Antiguo

Nuevo

Modelo de proceso

Control/Regulación

ET 200 RIO ET 200

Ilust. 14, 15: Plug and Work

El PIOS (servidor E/S de proceso) es un panel de clasiﬁcación electrónico y actúa como un conmutador de software. Con la utilización de módulos de entrada/salida, el 24 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

PIOS RIO

Ilust. 16, 17: Concepto de modernización del TCM en Bielstein (i) y conmutador de sistema de automatización mediante PIOS (d)

Con la instalación del PIOS, fue posible el modo de sombra y la activación paso a paso de las nuevas funciones de automatización. Además, permite al cliente utilizar el

laminación nuevo equipo inmediatamente después de su instalación. Con este equipo suministrado, la producción de la línea en tándem de cuatro cajas, que es clave en la cadena de proceso del cliente, se garantizó en todo momento, también en la fase inicial de puesta en servicio. Modernización de un laminador tándem en frío de cinco cajas, TKS Rasselstein, Andernach, Alemania El principal objetivo de Rasselstein, con la modernización de su laminador tándem en frío de cinco cajas, era aumentar la disponibilidad, reducir los costes de mantenimiento e igualar el rendimiento al del segundo laminador en tándem utilizado.

Ilust. 18, 19: TCM Rasselstein después de la modernización con nuevo revestimiento (i) y nueva plataforma de servicio (d)

La modernización incluyó una nueva sección de entrada, sistema de atornillamiento hidráulico para todas las cajas del laminador, nueva plataforma de servicio y medios de cajas del laminador, sistema de escape de humos, nuevo revestimiento de laminador y sistemas y tubos hidráulicos de alta y baja presión. En estrecha cooperación con el cliente, se realizaron amplias comprobaciones previas al montaje y funcionales para el sistema de ajuste de abertura hidráulica, la plataforma de servicio de cajas de laminador y la nueva sección de entrada. Gracias a las medidas arriba señaladas y a unos equipos de proyecto comprometidos, el tiempo de inactividad pudo limitarse a cuatro semanas. A ﬁnales de septiembre de 2008, la producción volvió a comenzar puntualmente. Se concedió satisfactoriamente el FAC en diciembre de 2008.

5. Cambio del modo de funcionamiento Más del 40% de los laminadores tándem en frío en funcionamiento en todo el mundo están acoplados a una línea de limpieza o funcionan de modo totalmente continuo. Las ventajas en relación con el coste de conversión de los laminadores tándem en frío operados de manera continua guardan relación con la energía, los consumibles y el personal.

por lotes continuo

Roturas de rodillos de trabajo

Personal por turnos

100%

energía eléctrica

92%

PL/TCM

100% 54%

CPL+TCM

Ilust. 20, 21: Comparación de consumo de energía eléctrica y roturas de rodillos de trabajo (i) y personal por turno para TCM en modo continuo y por lotes (d)

Los costes de energía se reducen con el modo de funcionamiento más suave. Los ahorros en costes de consumibles guardan relación con el consumo de rodillos de trabajo. Dado que no es necesaria una inserción y una extracción, se evita la marcación de los rodillos y se reduce el número de roturas de bobinas. Todos estos aspectos más las menores exigencias de rugosidad duplican prácticamente la vida útil de los rodillos de trabajo. La longitud fuera de tolerancias se reduce signiﬁcativamente y los se evitan los daños relacionados con el manejo entre la línea de limpieza y el laminador en tándem. Además, en funcionamiento suave mejora el rendimiento de los sistemas de control y, en consecuencia, la calidad de la banda. Para un funcionamiento continuo como PL/TCM deben modiﬁcarse o añadirse las siguientes áreas:

Alimentación de banda y sección de soldadura Acumulador de banda, recortadora lateral, rodillos de torsión Sección de entrada y salida del laminador tándem en frío

Alimentación de banda y sección de soldadura Para garantizar el rendimiento de la línea acoplada, alimentación de banda y la sección de soldadura tienen una importancia esencial. SMS SIEMAG ofrece diferentes soluciones para alimentación de banda basadas en una bobina, una bobina y una bobina auxiliar o dos bobinas de desenrollamiento, en función de la capacidad de producción de la línea. Basándonos en experiencias de muchos proyectos desarrollamos la nueva máquina de soldadura por láser denominada soldadora X-Pro®. Permite soldar bandas más ﬁnas y bandas que tienen altas proporciones de aleaciones. Es más barata que otros sistemas y tiene un diseño muy compacto. 25 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

laminación automáticamente mediante excéntricas que no requieren mantenimiento.

Ilust. 22: Disposición general de la soldadora X-Pro® Ilust. 24: Recordadora lateral ASD

Ilust. 25: Rodillo de torsión en la sección de entrada de un PLTCM

Cuando la línea de limpieza y el laminador tándem en frío no estén dispuestos en una línea, la banda se gira por medio de nuestro rodillo de torsión. Éste se caracteriza por un diseño compacto y de fácil mantenimiento. Sección de entrada y salida del laminador tándem en frío

Ilust. 23: Ciclo de soldadura de la soldadora X-Pro®

Las últimas referencias son la línea de limpieza continua de Salzgitter Flachstahl GmbH con una capacidad de 2,5 m t/a. Las máquinas de soldadura por láser también son parte de la línea de limpieza continua para Tokyo Steel (capacidad 1,8 m t/a), la línea de recocido de silicona y de limpieza en Posco, Corea del Sur (capacidad 0,5m t/a) y la línea de limpieza continua para TKS Alabama, que tendrá una capacidad ﬁnal de 1,68 m t/a. Acumuladores de banda, recortadora lateral, rodillo de torsión Para un funcionamiento continuo se necesitan acumuladores de banda. El volumen del midepasos en la entrada de la sección de proceso de limpieza depende del tiempo de preparación de bobina y de soldadura y de la velocidad del proceso. En la salida, el acumulador consiste normalmente en dos midepasos, uno para la recortadora lateral y uno para compensar la menor velocidad de corte en el laminador y el tiempo de cambio de rodillos. La unidad recortadora lateral y cortadora ASC combinada es una unidad que ahorra mucho tiempo y que es fácil de mantener. En cada lado de la línea, dos cizallas de corte con cortadoras de desechos asociadas están montadas en una plataforma giratoria en una disposición de 180 grados. Esta disposición permite la sustitución de la cizalla en 60 segundos y el mantenimiento seguro de la unidad recortadora/cortadora de residuos de reserva durante la producción. Todos los ajustes del espacio ente cuchillas y de la superposición de cuchillas son realizados 26 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

Para ajustar el nivel de tensión correcto para laminación cuando se acopla la línea de limpieza al laminador tándem en frío, se instalará una brida en la entrada del TCM. A su vez, para tratar las roturas de bobinas de manera eficiente, la sección de entrada estará equipada con un dispositivo de fijación de banda y una cizalla de emergencia. Para la sección de salida, en función de la capacidad de producción requerida, SMS SIEMAG ofrece tres opciones de enrollamiento. Para la primera sólo se utiliza una bobina de tensión. Por tanto, la línea funciona en un modo semi-continuo y se detendrá después de cada bobina durante un tiempo reducido. La segunda solución es una bobina doble. Garantiza las secuencias más rápidas de enrollamiento. Por último, cabe mencionar también la bobina en carrusel. Las ventajas de esta solución son su diseño compacto con sólo un carro de bobina y su corta distancia de cabeza y de inserción, lo que hace que sea la solución preferente para aquellos productores que desean enrollar una alta proporción de productos finos.

Ilust. 26, 27: Bobina doble (i) y bobina en carrusel (d)

Clientes de referencia Nueva sección de entrada para el laminador tándem en frío acoplado, ILVA Novi Ligure, Italia Ilva S.p.A. modernizó su laminador tándem de línea de limpieza acoplada (PLTCM) en su centro Novi Ligure con una nueva sección de entrada. La modernización tenía

laminación como objetivo aumentar la producción anual hasta los 2,0 millones de toneladas. La nueva sección de entrada se instaló delante de la antigua. Consiste en dos bobinas de desenrollamiento, un nuevo sistema transportador de bobina y una nueva soldadora láser con todos los elementos auxiliares. Con este concepto, el tiempo de alimentación de banda se redujo y la disponibilidad incrementó. La estrategia para minimizar los tiempos de inactividad de producción y el riesgo de pérdidas de producción fue derivar la sección de entrada antigua mediante un puente. Con esta medida, la producción no se vio afectada. El equipo se instaló en un plazo de ocho meses. Antigua sección de entrada

Nueva sección de entrada

Flujo de material

Ilust. 28: Nueva sección de entrada con puente de derivación para transporte de banda

Ampliación del PL/TCM en la empresa Tubãrao Commercial S.A. (AMTC), São Francisco do Sul, Brasil, de ArcelorMittal El PL/TCM en São Francisco do Sul se instaló en 2002 y 2003 por parte de SMS SIEMAG bajo un contrato de Usinor y la sociedad brasileña CST – posteriormente, ArcelorMittal Brasil. Ahora ArcelorMittal Brasil quiere mejorar esta línea semi-continua desde 900.000 toneladas a 1,4 millones de toneladas. Esto exige un funcionamiento completamente continuo. Por tanto, el volumen de suministro de SMS SIEMAG incluye la segunda bobina de tensión con su sistema de transporte de bobina. Además, se suministrarán una unidad de rodillos de presión, cizalla de tambor y también mesas de arrastre de banda, rodillos deﬂectores y un transportador de cinta.

Ilust. 29: PLTCM de ArcelorMittal en São Francisco do Sul a mejorar

La modernización se completará durante un periodo de inactividad principal de unas dos semanas y la primera bobina en funcionamiento totalmente continuo se enrollará en octubre de 2010 después de un plazo de proyecto de 18 meses. 7. RESUMEN La modernización de planta y equipos es una parte importante en la cartera de SMS SIEMAG también para laminadores en frío. Los clientes se benefician de la amplia experiencia que SMS SIEMAG ha adquirido en este campo. Más de 40 proyectos de modernización realizados durante la última década dan prueba de ello. Los principales desafíos de una modernización residen en instalar y poner en servicio el equipo de máxima calidad en el periodo de tiempo de inactividad más corto posible. Para ello, SMS SIEMAG desarrolla soluciones hechas a medida de sus clientes, incluidos los equipos mecánicos, basadas en el diseño más moderno, así como el sistema eléctrico y de automatización. Junto con la última tecnología, como T-Roll® para un análisis detallado del proceso y su tribología o el tipo de caja de laminador CVC®plus 18HS para laminación en frío de acero de alta resistencia, nuestro cliente se beneficia de un rendimiento aumentado, una mayor disponibilidad, un coste de mantenimiento reducido y un funcionamiento más eficiente.

Carretera Mty-Laredo km 22.7 Ciénega de Flores N.L., C.P. 65550 Tels. (81) 8329-8412, (81) 8329-8407 Fax. (81) 8329-8413 jfespinosa@itw.com.mx cdojeda@signode.com.mx jagarcia@signode.com.mx

27 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

Premio Nacional de

Tecnología y Ciencia Aplicados a la Industria del Hierro y el Acero

20102011 Con el ﬁn de distinguir y motivar los desarrollos tecnológicos en la industria y la investigación relacionada con la siderurgia, la Cámara Nacional de la Industria del Hierro y del Acero (CANACERO), a través de la Comisión de Tecnología invita a todos los interesados en participar en el Premio Nacional de Tecnología y Ciencia 2010/2011 de acuerdo con las siguientes bases: PODRÁN PARTICIPAR Todas las personas físicas y morales que colaboren en una institución mexicana, que dentro de su actividad profesional hayan desarrollado estudios, proyectos, innovaciones o aportaciones signiﬁcativas desarrollados en los dos últimos años en proceso, equipos y productos que promuevan la innovación y el desarrollo tecnológico en el sector siderúrgico. LOS ESTUDIOS Y PROPUESTAS que se presenten deberán estar documentados y soportados de manera que demuestren su sustento y aplicación. Los trabajos a participar podrán ser: s Uso Industrial (Desde minas hasta producto terminado: Proceso, Fabricación, Equipos, etc.). s Innovación Tecnológica. s Tesis. s Investigación. s Otros. APLICACIÓN DE RESTRICCIONES PARA LOS ESTUDIOS Y PROPUESTAS Cualquier controversia que se presente, quedará a criterio del Comité Organizador quien tendrá la facultad de decisión y su resultado será inapelable. CRITERIOS A DISTINGUIR I Idea, Invención o Nueva Solución y Mejora. II Originalidad e Innovación. III Factor Industrial. Nivel de Aplicación y Viabilidad, Valor Agregado. IV Factor Económico y Empleos. ¿Es comprobable su viabilidad? V Contribución a la comunidad. Resuelve problemas generales. Contribuye a la protección del medio ambiente. VI Documentación. Calidad y presentación con evidencias. PRESENTACIÓN Los estudios y propuestas deberán estar realizados y terminados a la fecha de la convocatoria. Los trabajos deberán enviarse por correo electrónico a la dirección premiotecnologia@canacero.org.mx en lenguaje Word, incluyendo los datos de/los participante/s: nombre, apellido, teléfono, e-mail, así como una breve currícula y copia de documento de identidad y deberán estar integrados por lo siguiente: s

Objetivos claros incluyendo los beneﬁcios que permitan al jurado su evaluación.

Representación gráﬁca en su caso que permita auxiliar la evaluación (dibujos, ilustraciones, fotografías, artículos técnicos, presentaciones en Power Point, videos, etc.).

JURADO Distinguidos especialistas de la industria y la academia autorizados por el Comité Ejecutivo de CANACERO. PREMIACIÓN Se premiarán los primeros tres lugares con un incentivo económico en pesos de: s Primer lugar $ 150,000 s Segundo lugar $ 80,000 s Tercer lugar $ 40,000 El Jurado podrá hacer discrecionalmente menciones honoríﬁcas sin cuantía económica a aquellos trabajos que se quiera destacar en algún aspecto. ENTREGA DE TRABAJOS Serán evaluados los trabajos recibidos en el período del 15 de agosto del 2010 al 17 de diciembre del 2010 en la dirección electrónica mencionada anteriormente. Para mayores informes puede comunicarse a la Comisión de Tecnología de la Cámara Nacional de la Industria del Hierro y del Acero (CANACERO) Amores # 338, Colonia del Valle, Delegación Benito Juárez, 03100 México, D.F. Teléfono 01 (55) 5448 8161. CEREMONIA DE PREMIACIÓN En marzo del 2011 en el marco de la LXIII Asamblea General Ordinaria de CANACERO. DISPOSICIONES GENERALES s Todo trabajo que no reúna los requisitos establecidos en las presentes Bases, será desestimado. s Los organizadores quedan facultados para resolver sobre aspectos no contemplados en estas bases, así como para todas las cuestiones que puedan suscitarse con motivo de este concurso. s El derecho de autor de los trabajos presentados quedará a cargo de los participantes, quedando a su entera responsabilidad registrar la propiedad intelectual de los mismos. s CANACERO se reserva el derecho de utilizar los estudios presentados para reproducirlos en publicaciones o revistas, haciendo mención a su autor. s La documentación presentada con motivo de este concurso será conservada por los organizadores. s A todos los efectos del presente concurso, por cada grupo que se presente, habrá que nombrar un representante que —por cuestiones administrativas— se haga responsable de cobrar el dinero del premio (que luego deberá ser distribuido entre todos los integrantes del grupo). El nombre de esta persona deberá ser notiﬁcado con antelación, colocando este dato adjunto al material del concurso.

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Con visión se forja...

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HISTORIA DE ACERO 30 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

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Así fue como en plena década de los noventas del pasado Siglo XX un grupo de entusiastas profesionales de la industria del hierro y el acero se organizaban para conformar el primer capítulo extranjero de la Iron and Steel Society ( ISS ) de los Estados Unidos que ya cumplía en aquel país más de 20 años de existencia. Se hicieron las gestiones y trámites necesarios para iniciar los trabajos de la sección mexicana desde la Ciudad de Monterrey, Nuevo León con el nombre de “ISS México Northern” para la Sociedad sede de los Estados Unidos, mientras que para nuestro país era “ISS México Primera Sección”. Los nombres de los visionarios que el 17 de Junio de 1995 iniciaron esta misión son : Miguel Angel Pedroza Marco A. Herrera Luis Caballero Julián Sánchez Humberto Castillejos Florentino Luna Antonio Uribe Carlos Domínguez Octavio Rodríguez Rafael González Raúl Gutiérrez Rogelio González Thomás Scarnati

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aist-semblanza Las reuniones inicialmente mensuales tenían lugar en sitios como Restaurantes locales de la Ciudad de Monterrey en los que se tocaban temas encaminados a consolidar la asociación. Las sedes de las juntas mensuales posteriormente se trasladaron en forma itinerante hacia áreas especiales de empresas privadas, recintos académicos y el Parque Fundidora. Como ISS México se tuvo desde 1995 y hasta el año 2003 la valiosa participación de 8 Presidentes procedentes de áreas operativas de industrias acereras así como un representante del sector proveedor y un elemento del área académica. 1995 – 1996 Miguel Angel Pedroza Contreras

Durante estos años algunos de los principales logros apoyados fuertemente por empresas del sector, fueron los siguientes:

1996 - 1997 Marco A. Herrera García

1997 - 1998 Félix E. Cárdenas Villarreal

1998 – 1999 Arnoldo Lara Martínez -

1999 – 2000 Luis A. Leduc Lezama 2000 – 2001 Luis Caballero Gullén

2001 – 2002 Humberto A. Castillejos Escobar 2002 - 2003 Rafael González De La Peña

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Entregas de becas a estudiantes destacados de los últimos semestres de carreras aﬁnes al área metalúrgica. Realización durante 3 distintas versiones de 1998 al año 2000, del curso de verano “ACERO 2000” impartido por especialistas de la industria del hierro y del acero en las instalaciones del ITESM Campus Monterrey y de la FIME de la UANL para estudiantes seleccionados para este programa. Reuniones de Gerentes y Supervisores de Acerías así como de Supervisores de Laminación encaminadas a intercambiar experiencias valiosas entre los asistentes a estos eventos que se realizaban en las instalaciones de importantes empresas acereras de nuestro país. Se organiza con un gran éxito en la Ciudad de Monterrey en Noviembre de 2003 y en coordinación con la Cámara Nacional de la Industria del Acero ( CANACERO ) el Primer Congreso y Exposición de la Industria del Acero. Colaboración con las autoridades del Parque Fundidora en Monterrey para la preservación del histórico Primer Horno Alto de Latinoamérica (Horno Alto 1) dentro de las instalaciones del Parque.

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Se logra el reconocimiento del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología ( CONACYT ) como Asociación Tecnológica con todos los beneficios y responsabilidades que la distinción obliga. - Participación en programas y eventos institucionales de la ISS de los Estados Unidos tales como el Programa “Young Leader” y el evento “DC Arcs”. - Creación de un boletín informativo emitido en forma trimestral que se transformaría en este mismo período en una revista completa con nombre “Hierro y Acero”. Al iniciar el año 2004 se presenta un cambio importante en la organización y operación de la Sociedad ya que en los Estados Unidos se fusionan con fines de optimizar esfuerzos y generar una notable sinergia en beneficio de sus agremiados las asociaciones Iron and Steel Society ( ISS ) y la Association of Iron and Steel Engineers ( AISE ). De esa conjunción surge la Association for Iron and Steel Technology ( AIST ) e impulsa en México la evolución de la anterior Sociedad ( ISS ) hacia la AIST Capítulo México. Desde entonces se ha contado con la atinada Presidencia de las siguientes importantes personalidades del medio:

2003 - 2005 Julio M. Muñoz Baca

2005 - 2007 Octavio E. Rodríguez Leyva

2007 - 2010 Valente Delgado González

Esta etapa se ha caracterizado por continuar con reuniones de trabajo periódicas en diversos sitios como salas de juntas de empresas locales además de recintos sociales. Como AIST México se han acumulado notables éxitos como los siguientes :

Ampliación del programa de Becas para estudiantes destacados de últimos semestres de carreras del área metalúrgica incluyendo aumentar el monto de los estímulos económicos. - Realización con un éxito cada vez mayor de los Congresos y Exposiciones de la Industria del Acero en 2005 y 2007 en la Ciudad de Monterrey y con el constante apoyo de CANACERO. Este año se augura otro éxito en el próximo Congreso, conocido desde 2005 como CONAC. - Comunicación permanente con la AIST de los Estados Unidos con quienes se han creado destacados convenios de colaboración en áreas de membresías y publicidad. Además como fruto adicional de esta relación, se cuenta con presencia física de la AIST México desde el año 2006 en los eventos institucionales “AISTech” de la AIST de los Estados Unidos. - Creación de la página oficial de internet. - Consolidación de la edición trimestral de la revista “Hierro y Acero” y su aparición en forma electrónica con acceso libre vía internet como la primer revista en su tipo bajo esa modalidad. - Colaboración con las autoridades del Parque Fundidora en Monterrey para la creación del “Museo del Acero” en las antiguas instalaciones del Horno Alto Número 3 dentro del Parque. Ha sido un camino construido a lo largo de estos primeros 15 años. Tres lustros de trabajo voluntario, de tiempo invertido sin fines de lucro, de horas originalmente destinadas para la familia o actividades recreativas, siempre con acciones en beneficio del crecimiento de la industria mexicana del hierro y del acero a través de sus miembros. Es bueno hacer un alto en este camino, reflexionar y agradecer a todos los Presidentes, Vice-Presidentes, Secretarios y Tesoreros además de todos los Directores de Comités que también han desempeñado un desinteresado papel de impulsores de sus diversas áreas. Un agradecimiento mayor para Empresas, Instituciones Educativas, Patrocinadores, Colaboradores, Miembros y Amigos ya que sin su muy importante presencia y apoyo no hubiera sido posible llegar a este aniversario.

Juntos vamos por otros 15 años... y más 33 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO

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