Abril - Junio 2011
Vol. XII No. 46 PROCESOS Y USOS DEL ACERO • Ventiladores industriales: La importancia de mantenerlos en óptimas condiciones de operación. Pág. 33
ACERÍA • Experiencias con operación eléctrica de Hornos CA y CD en Ternium México. Pág. 6
SEMBLANZA • TERNIUM Un proyecto industrial de excelencia con visión de largo plazo. Pág. 16
LAMINACIÓN • Optimización de los grados de acero HSLA para el molino de tira de AHMSA. Pág. 23 EDITORIAL • Gestión industrial eficiente como base para el éxito. Pág. 5
CANACERO • Siderurgia invertirá 11,500 mdd en los próximos 4 años. Pág. 21
AIST • Inaugura AIST sus nuevas instalaciones. Pág. 14
Crear valores reales …
La fascinación de la tecnología de colada continua. La tecnología de colada continua inteligente es el resultado de la creatividad y competencia de nuestros ingenieros. La calidad del producto posterior viene ya determinada por la calidad de los planchones. Y es aquí donde la decisión en favor de la tecnología punta de SMS Siemag demuestra que vale su peso en oro. Un ejemplo: nuestra Tecnología Inteligente de Colada Continua de
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3 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
directorio CONSEJO DE ADMINISTRACIÓN Porfirio Alfredo González Mier, Grúas PMP, Presidente Hugo Solís Tovar, Ternium México, Vicepresidente Sergio Zapata Zamora, AHMSA, Secretario Édgar González Rubio, Tecniquimia Mexicana, 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
TERNIUM México
5
EDITORIAL • Gestión industrial eficiente como base para el éxito. ACERÍA
índice
6 • Experiencias con operaci´ón eléctrica
de Hornos CA y CD en Ternium México.
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AIST • Inaugura AIST sus nuevas instalaciones.
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SEMBLANZA • TERNIUM un proyecto industrial que construye continuamente una posición de valor agregado.
21 CANACERO
• Siderurgia invertirá 11,500 mdd en los próximos 4 años. LAMINACIÓN
23 • Optimización de los grados de acero
HSLA para el molino de tira de AHMSA.
33 PROCESOS Y USOS DEL ACERO
• Ventiladores industriales: La importancia de mantenerlos en óptimas condiciones de operación.
4 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
INTEGRANTES DE COMITÉS Industrial Acerías: Eduardo Mora, METALOIDES, Florentino Luna, TYPSSA Marco Herrera, TERNIUM, Antonio Uribe, MELTER, 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, Pedro Molina, IMS-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: Martha Guerra, AIST México Desarrollo de Seminarios: Luis Llanes, HYL Technologies Relación AIST EU: Héctor Morales, ACEROTECA Relación CANACERO: Porfirio González, GRÚAS PMP Octavio Rodríguez, AMI GE
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 Abril-Junio del 2011. Editor Responsable: Myrna Soledad Molina Reyna. Número de Certificado de Reserva otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor: 04-2004073014323400-102. Número de Certificado de Licitud de Título: 13029. Número de Certificado de Licitud de Contenido: 10602. Domicilio de la Publicación: Av. Fundidora # 501 Local 71, Planta Baja, Col. Obrera, Monterrey, N.L., C.P. 64010. 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. Av. Fundidora # 501 Local 71, Planta Baja, Col. Obrera, Monterrey, N.L., C.P. 64010. Tiraje: 2,000 ejemplares.
editorial
Gestión Industrial eficiente como base para el
Ing. Hugo Solís Tovar Vicepresidente AIST México. Director Industrial, Ternium México
L
a industria del acero ha sufrido diversas altas y bajas en los últimos años, como la profunda crisis ocurrida en el año 2008, de la cual aún no llegamos a estabilizarnos totalmente. Adicional a lo anterior, las variaciones en la economía vuelven frágil el equilibrio de compañías de cualquier dimensión, pero sobre todo en industrias maduras y con sobreoferta instalada como la Industria del Acero. Por otro lado, China resulta ser un jugador fuerte en el mercado con sobreproducción y algunas subvenciones que provocan que el equilibrio en la industria resulte inestable e incluso por momentos propenso a quebrarse ante cualquier variación. Como miembro del Grupo Techint, Ternium basa su desempeño y crecimiento en una gran fortaleza que ha desarrollado desde sus inicios y que forma parte de sus valores y su código genético: La Cultura de la Gestión Industrial. Esta forma de pensar en el largo plazo le ha permitido superarse, mitigando el impacto de circunstancias de desequilibrio o crisis de las economías del mundo. De esta manera, una gestión industrial con un benchmarking permanente con los mejores resultados del propio Grupo y referentes mundiales,
adicional a un estricto seguimiento diario, es lo que permite a TERNIUM ser competitiva ante cualquier situación. Año con año, el presupuesto industrial de nuestras plantas toma el promedio de los tres mejores meses, en tres aspectos principales: producción, calidad y costo industrial. Lo anterior, es nuestra base para definir las metas anuales y los planes de comercialización. Por otra parte, una de las características más representativa de la compañía es la velocidad de adaptación en el escenario que se presente. Esto, sólo se puede lograr con el pleno conocimiento de la base industrial y el ajuste oportuno de los parámetros de control de producción, lo cual permite priorizar los elementos críticos ante la baja del mercado e impulsar el crecimiento, la inversión y la mejora continua en etapas a la alza. Para ejemplificar lo antes mencionado, haré referencia a la gestión realizada en la crisis que comenzó en el 2008. En ese momento se llevaron a cabo tres estrategias principales: Preservar el empleo de nuestros trabajadores: se trabajó en equipo con nuestros representantes sindicales en la reubicación del personal operativo perteneciente a las líneas que se encontraban por debajo de la mitad de ocupación. De esta manera, personal de planta de Customizados trabajó en Laminación, en Acería y viceversa. No hubo límites sindicales ni habilidades técnicas. También, nuestra gente realizó trabajos que teníamos tercerizados e incluso llegaron a hacer mantenimiento y limpieza industrial en líneas que se encontraban sin carga. Así, en el momento que inició el incremento de la
éxito
producción, contábamos con lo más importante para ser eficientes: nuestra gente. Recorte de gasto operativo: se gestionó cada compra pasándola por diversos filtros para obtener absolutamente lo esencial. También, se creó un comité para reducir los niveles de inventarios y racionalizar todas las materias primas de la empresa. Plan de reducción de gastos: se enfocó en la baja de costos semifijos, gastos generales y algunos costos variables. Con lo cual, logramos ahorrar en seis meses más de 30 millones de dólares y un control de inventario de insumos de más de 50 millones de dólares. Actualmente, en etapa de crecimiento hemos enfocado las baterías en la mejora de los equipos y las inversiones, en donde en los últimos cuatro años se han invertido 635 millones de dólares y en los próximos cuatro años se prevén invertir un adicional de más de 1,500. También la capacitación de nuestro personal sindicalizado y propio tiene una prioridad máxima, en donde los cursos específicos de gestión son primordiales en el proceso. El reto hacia adelante es la mejora continua de nuestro Modelo de Gestión Industrial, la preparación intensiva de nuestro personal y la correcta selección de las inversiones claves que nos permitan consolidar nuestro liderazgo en Latinoamérica y lograr así, la satisfacción de nuestros clientes. Finalmente, lo que distingue a una compañía con éxito, de una que no lo tiene, es contar con la preparación para adelantarse y responder de inmediato ante los vaivenes de la industria. Eso, sólo se puede realizar con gente altamente preparada y con una cultura de gestión industrial sólida. 5
HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
acería
Experiencias con operación eléctrica de HORNOS CA y CD en TERNIUM MÉXICO Miguel Ángel Meléndez Sandit Ternium Planta Guerrero mmelende@ternium.com.mx
INTRODUCCIÓN
RESUMEN
S
e presenta un análisis de la operación eléctrica de los hornos de Corriente Directa (CD) y del horno de Corriente Alterna (CA) de alta reactancia de Ternium México. El comportamiento de las variables eléctricas más relevantes de los hornos CA y CD es caracterizado mediante el Factor de Potencia (FP) medido a la entrada de los transformadores de horno. 6 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
En el año de 1992 se puso en operación el primer horno de CA (HCA) de alta reactancia en Ternium, el cual está instalado en planta Apodaca. La carga metálica que utiliza es chatarra, estando la producción de la planta enfocada hacia los productos largos. El primer horno de CD (HCD) en México fue puesto en operación en Ternium planta Guerrero en enero de 1995, como parte del proyecto Acería Molino 2. Este horno tiene además el sistema de precalentamiento de chatarra SHAFT desarrollado por Fuchs. Más tarde, en 1998, dos HCD de dos electrodos, uno de ellos con el sistema SHAFT, fueron puestos en operación en las plantas de Guerrero y Puebla respectivamente. En este caso, la tecnología de dos electrodos aportó una fusión mucho más eficiente del hierro pre-reducido (HRD), debido a la dinámica que crean los arcos eléctricos en el centro del horno, punto de alimentación del HRD. El objetivo de esta ponencia es realizar un análisis comparativo de las tecnologías CD y CA con base a la experiencia de Ternium en la operación eléctrica de los hornos instalados en México. Asimismo, se propone el Factor de Potencia medido en el primario de los transformadores de horno como una herramienta de análisis del comportamiento eléctrico del horno aplicable a ambas tecnologías. DESCRIPCIÓN DE LAS INSTALACIONES En México, Ternium cuenta con tres Acerías cuyos hornos de Fusión tienen las siguientes características: Planta
Potencia Instalada (MVA)
Colada (Ton)
Tecnología
Guerrero
156
135
CD Un Electrodo / SHAFT
Guerrero
208
135
CD Dos Electrodos
Apodaca
80
93
CA Alta Reactancia
Puebla
180
135
CD Dos Electrodos / SHAFT
Los hornos de CD de dos electrodos de Puebla y Guerrero son muy semejantes eléctricamente entre sí, por lo que el análisis se limitará a las instalaciones de Guerrero y Apodaca.
acería HORNOS CD TERNIUM GUERRERO A continuación se presenta el diagrama unifilar de los hornos CD de planta Guerrero.
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. Sirvie Sirviendo Sirv iend nd do a la Ind Industria ndus ustr tria a dell Ace Acero cero r c ro con: on: on Componentes enfriados agua. Comp mp po on nente en nte tess e en nfria ado d s po porr ag agua ua..
El Horno de CD # 1 (HCD-1) tiene un arreglo eléctrico formado por tres grupos transformador-rectificador que operan como un sistema de rectificación de 18 pulsos. Los cátodos o polos negativos están conectados en paralelo al electrodo de grafito, mientras que los ánodos o polos positivos son tres billets de acero que atraviesan el refractario del piso del horno y tienen una chaqueta de enfriamiento externa a la cuba, como se muestra en la fig. 2. Este ánodo tiene la tecnología desarrollada por Clecim-Nippon Steel[4].
Plan Pl a taas ddee TTratamiento an rata ra tam mien ento ddee Ag A Agu gua ((con conn laa ttec co ecnnologí g a ddee R avvag gna na nan, Plantas Agua tecnología Ravagnan, S A, líder Sp llíd íd derr europeo eur urop opeo eo een n ees ste ccampo). a poo).. am SpA, este
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C rtifi Ce rttiifi ficaciones cac cione iones io Certifi Esta Es tta amp amp pa as s: • Estampas: “U U””, “S” “S S” y “R”. “R R”. ”. “U”, IS SO - 9001-2000 9001 90 01-2 200 0 0 • ISO
Horno de CD # 1
Horno de CD # 2
Pa ara ra la la Industria Indust In Ind stria e nG enerral a: Para en General: Reccupe Re p rado radore rees de res de ccalor, allor or, ec cono onom on omizzador o es y enf nffri r ad dorres ddee aaire. ire re.. Recuperadores economizadores enfriadores
Fig. 2 Ánodos Hornos CD Planta Guerrero
En el horno de CD # 2 (HCD-2) se tiene un arreglo de cuatro grupos transformador-rectificador, que operan como un sistema de rectificación de 24 pulsos. Este horno cuenta con dos electrodos de grafito. A diferencia del horno Fuchs, donde los tres grupos transformador-rectificador están gobernados por un sistema de control único, en el horno de CD # 2 se tienen dos sistemas de control cada uno de los cuales gobierna dos grupos transformador-rectificador.
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acería De esta forma, existen en el horno dos sistemas de potencia que emulan a dos hornos eléctricos, cada uno integrado por dos cátodos conectados en paralelo con un electrodo de grafito y dos ánodos conectados a cada rectificador. Esto tiene la ventaja de producir menores variaciones de voltaje (flicker) que un horno de CD de un electrodo que tenga una potencia similar. El ánodo del HCD-2 es bimetálico, formado por un billet de acero y un billet de cobre enfriado por agua soldados entre sí, como se muestra en la fig. 2. La tecnología de este ánodo fue desarrollada por Danieli[1]. HORNO CA PLANTA APODACA En la fig. 3 se muestra el diagrama unifilar del HCA de planta Apodaca. El horno cuenta con un reactor primario de núcleo de aire, que actualmente está en su tap de mínima impedancia(25%). Asimismo, el transformador de horno opera en el tap de más alto voltaje (1100 v). Cabe mencionar que el bus de 34.5 kv que alimenta al horno es compartido con el horno olla.
Nuestra experiencia mundial en el corazón de su proceso de aceración
Fig. 3 Diafragma Unifilar Horno Planta Apodaca
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acería CONTROL DE POTENCIA ELÉCTRICA En la fig. 4 se muestran los elementos del sistema de potencia del HCA así como el esquema de control de la potencia eléctrica. Este puede dividirse en dos partes:
Para el caso del horno de CD, en la fig 5 se muestra un diagrama típico de un sistema de dos grupos transformador-rectificador mostrando los elementos del sistema de potencia y el esquema de control de la potencia eléctrica.
a) Control de cambiador de derivaciones (Taps) del transformador b) Control de electrodos.
8J
Fig. 5 (a) Elementos del Horno de C.D.
Fig. 4 (a) Elementos del Horno de CA
Fig. 5 (b) Control de potencia eléctrica
Fig. 4 (b) Control de potencia eléctrica Horno de C.A.
Tanto en el caso del HCA como del HCD se tienen controles supervisorios que envían referencias a los lazos de control mostrados. Estas referencias
9 HIERROy ACERO/AIST MÉXICO
acería se determinan de acuerdo a un perfil deseado de la colada. Como se puede observar, existen dos diferencias importantes entre el sistema de control del HCD y del HCA: a) El voltaje y la corriente se controlan en forma independiente en el HCD. La corriente es controlada por el rectificador variando el ángulo de disparo de los tiristores mientras que el voltaje se controla moviendo la posición del electrodo. b) En los HCD no se utiliza el cambio de tap bajo carga en los transformadores. En nuestra experiencia, el desacoplamiento entre el control de voltaje y corriente ha permitido referenciar la operación del horno a la potencia eléctrica en forma directa de acuerdo a la ecuación: Potencia = Voltaje * Corriente
(1)
De esta forma, un mismo valor de potencia puede ser logrado con una combinación de valores de voltaje y corriente muy superior a la que se logra con el cambiador de taps y el control de impedancia del horno CA. Además, como se discutirá mas adelante, la influencia de las variaciones de voltaje en el bus de alimentación a los transformadores sobre la potencia suministrada no tienen un efecto tan relevante como en el HCA. El control de posición de electrodo en el HCD, al utilizar solamente el voltaje como variable de control y no existir reactancia en el circuito secundario (brazos, cables, electrodo), permite regular directamente la longitud del arco, dado que este es proporcional al voltaje. Finalmente, la velocidad de respuesta del control de corriente del rectificador permite reducir la severidad de las condiciones de cortocircuito reduciendo de esta forma el flicker producido en la red. El rol del Factor de Potencia en los hornos CA y CD El Factor de Potencia (FP) se define como la relación de la potencia activa (P) a la potencia total o aparente del circuito (S): FP = P
/ S
(2)
Por su definición, el FP es un indicador del aprovechamiento de energía ya que relaciona la potencia activa o utilizable (medida en mw) a la potencia total 10 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
suministrada (medida en mva). Ahora se analizará la relación que guarda el FP a la entrada de los transformadores de horno (donde por lo general es medido por los aceristas) con dos variables claves de los hornos de CA y CD: a) b)
Longitud de arco Potencia
Como se comentó anteriormente, la longitud del arco es directamente proporcional al voltaje del mismo. En el HCA, entre la fuente de suministro y el arco existe una caída de voltaje mayor debido a la reactancia del circuito, la cual prácticamente no existe en el HCD. De esta forma se concluye que las longitudes de arco son mayores en el HCD que en el HCA. En la fig. 6 se muestran gráficos de longitud de arco calculada para los hornos CA y CD referidos al FP. Como ejemplo, se puede ver que a un factor de potencia de 0.85, la longitud de arco en el HCA es de 410 mm mientras que en el HCD es de 710 mm.
acería ACERÍA
Fig. 6 Longitud de arco en hornos CA y CD
El FP también puede relacionarse con la transferencia de energía al acero en los hornos CA y CD. En la fig. 7 se grafica la potencia del HCA contra FP. Como se puede observar, a partir de un FP de 0.9 la potencia empieza a decaer con mayor rapidez, lo que de acuerdo a la grafica de la fig. 6 corresponde a una condición de arco largo. Aquí la impedancia del circuito determina la forma de las curvas mostradas. La potencia en el arco (Pa) se relaciona con el voltaje de arco (Va) de acuerdo a la ecuación Pa = Va2 / Ra
(3)
Donde Ra es la resistencia del arco. Así, otro factor clave en la transferencia de energía al baño es el voltaje, ya que la potencia es proporcional al cuadrado del mismo. Las acciones o equipos enfocados a estabilizar o incrementar el voltaje suministrado (modificaciones al circuito de alimentación, Compensadores de Vars, bancos de capacitores, etc.) tienen por lo tanto un efecto directo sobre la potencia.
en el suministro de potencia activa como en el horno CA. Sin embargo, la estabilidad del arco está ligada al voltaje de reserva (spare voltage) que se utiliza. El voltaje de reserva está relacionado con el voltaje en vacío (Eo) y el voltaje de operación (V) de acuerdo a la ecuación: Vr = Eo – V (4) El voltaje en vacío a su vez se relaciona con el voltaje de tap (CA) del transformador (Vtap): Eo = 1.35 Vtap
(5)
Dando un sentido físico a las ecuaciones (4) y (5), un voltaje en vacío elevado con referencia al voltaje de operación (voltaje de reserva alto) reduce la posibilidad de una extinción de arco, ya que el control de los rectificadores puede modificar el ángulo de disparo de los tiristores (α) para mantener la corriente constante. La relación entre los voltajes en vacío y de operación está dada por[5]: V = Eo cos α
(6)
Sin embargo, el FP a la entrada de los transformadores está relacionado también al ángulo de disparo de los tiristores: FP ~ cos α FP ~ V / Eo
(7) (8)
De (8), se concluye que a mayor voltaje en vacío (mayor voltaje de reserva) el factor de potencia disminuye, con el consecuente incremento en potencia reactiva. Existe por lo tanto un compromiso entre la estabilidad del arco y el aprovechamiento de la energía. En el HCD, de acuerdo a las curvas características mostradas en la fig. 8 pareciera no haber un límite
En hornos que funden 100% Chatarra, es común encontrar operaciones con voltajes de reserva de hasta 300 Volts. En Ternium, la experiencia con la fusión de 11 HIERROy ACERO/AIST MÉXICO
acería la mezcla Chatarra-HRD permite operar con voltajes de reserva mínimos de 200 v o en ocasiones menores si predomina el HRD. Para el caso de HCD-2 que se ha utilizado como ejemplo, esto significa un FP de 0.8 aproximadamente. La demanda de potencia reactiva La potencia total o aparente (S) se define por la ecuación: S =
P 2 + Q2
(9)
Donde P y Q son las potencias activa y reactiva respectivamente. Referenciando el análisis del circuito eléctrico al bus de alimentación a la salida del transformador de 230/34.5 kv (ver fig. 2 y 3), el HCA tiene un elemento adicional, el reactor de línea. Este elemento tiene dos funciones importantes: limitar la corriente de cortocircuito del horno y permitir una operación estable con arcos largos, dada la propiedad de la inductancia de oponerse al cambio de corriente. El reactor consume potencia reactiva principalmente, con lo cual si se le considera en la medición de FP este será más bajo que el que se tiene a la entrada de los transformadores de horno.
12 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
Fig. 8.- Curvas de Potencia Horno del HCD
Finalmente, se concluye que la demanda de potencia reactiva en el HCA proviene de las inductancias del circuito. En el HCD, en cambio, además de la potencia reactiva demandada por los componentes del circuito, el desfasamiento entre voltaje y corriente producido por el ángulo de disparo de los tiristores en la parte CA del circuito, provoca una generación importante de reactivos. La selección del punto de operación (Ec. 4-8) es determinante por lo tanto para la demanda de potencia reactiva del HCD.
acería CONCLUSIONES. El sistema de control de HCD tiene como principal ventaja el control independiente del voltaje y de la corriente, además de la velocidad de respuesta de este ultimo. El Factor de Potencia en la experiencia de Ternium ha demostrado ser una herramienta útil en el análisis de la operación eléctrica de los Hornos de CA y CD. La operación del HCA de alta reactancia y del HCD demandan importantes cantidades de potencia reactiva, y aunque por mecanismos diferentes, dicha potencia está ligada con la estabilidad del arco. AGRADECIMIENTOS. Quiero dar las gracias a Ternium y al Comité Técnico de Mantenimiento de la AIST México por la oportunidad de presentar este trabajo en el 4º Congreso y Exposición de la Industria del Acero CONAC 2010.
REFERENCIAS. 1) Bergman, K.:The Danieli Bottom Anode Concept for DC Furnaces-a-Proven Performance. 1997 Electric Arc Furnace Conference Proceedings, pp. 315-323. 2) Bowman, B.; Krüger, K.: Arc Furnace Physics, STAHLEISEN Communications. 3) Celada, J. : Power Input to the Electric Arc Furnace.Transactions of the Iron and Steel Society,Vol. 13,1992,pp.17-24. 4) Castillejos E., A.H.; Acosta G., F.A.; Pedroza C., M.A.; Meléndez, M.A.; Herrera G., M.A.; González G., R.: Thermal analysis and design of billet type bottom anodes of DC electric arc furnaces. Proc. 6th European Electric Steelmaking Conference, METEC Congress 1999, VereinDeutsher Eisenhüttenleutte. Düsseldorf, Alemania (1999) p. 196. 5) Kloss, A. :A Basic Guide to Power Electronics, J.Wiley & Sons.
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aist ai a isstt
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aist
Se cumplió una meta más y la AIST
evoluciona junto con las necesidades de la industria del acero en nuestro país. La apertura de la nueva oficina marca un hito en la vida de la asociación.
Fue un camino iniciado hace pocos meses y el cual incluyó la evaluación completa de sitios propuestos en la ciudad de Monterrey y su zona metropolitana. Una vez seleccionada la ubicación idónea comenzó una secuencia de actividades encaminadas a adaptar el recinto a las necesidades particulares de la AIST México. Dentro de los sitios considerados con sus respectivas características, se eligió al más simbólico y emblemático por su fuerte relación con el ámbito siderúrgico. La oficina oficial de la AIST Capítulo México se encuentra en el interior del edificio del Centro Internacional de Negocios Monterrey (CINTERMEX) ubicado en el área del Parque Fundidora, al oriente de la capital nuevoleonesa. Para formalizar el inicio de operaciones en las nuevas instalaciones se organizó una ceremonia de inauguración el pasado miércoles 30 de marzo encabezada por el actual Presidente de la AIST Capítulo México, el Ing. Porfirio González Mier, de Planeación, Mantenimiento y Proyectos, S.A. de C.V. y el Ing. Hugo Solís Tovar de Ternium México, S.A. de C.V. en su carácter de Vice Presidente de la asociación y quien nos brindó el honor de realizar el tradicional corte de listón. Posterior al emotivo momento se mostraron las instalaciones a los cerca de 25 asistentes que constataron la funcionalidad de la oficina de dos plantas. Un importante anuncio relacionado con este suceso es el ofrecimiento dirigido a los miembros y colaboradores de la AIST México para que compartan la utilización de la sala de juntas mediante un atractivo programa de colaboración con beneficios específicos dividido en las siguientes categorías:
AIST Capítulo México, A. C. CINTERMEX. Av. Fundidora No. 501 Local 71. Planta Baja. Col. Obrera. C. P. 64010 Monterrey, N. L. México. Tel. ( 81 ) 84793077 Fax ( 81 ) 84793067 info@aistmexico.org.mx Un reconocimiento y enorme agradecimiento para quienes alojaron durante varios años y de diversas maneras a los Capítulos México de la ISS y posteriormente de la AIST proporcionando domicilios en los que se fue construyendo el camino que ha culminado en las nuevas instalaciones. Gracias en especial al Lic. Luis Miguel Palomino y a todo el grupo CAPSA por todas las facilidades y hospedaje que nos brindaron, les estaremos siempre agradecidos.
◗ Asociado fundador de oficina. Dirigido a empresas. ◗ Socio fundador. Dirigido a colaboradores individuales. Se les invita a ponerse en contacto con el área administrativa de la asociación para que conozcan los detalles de estas promociones y participen de los programas como fundadores. La nueva dirección oficial para todos los fines y que conserva sus números telefónicos originales es: 15 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
Ternium Un proyecto industrial de excelencia con visión de largo plazo.
Con
presencia en todo el territorio nacional y su centro de operaciones industriales en Monterrey, Ternium crece en México en un proyecto de desarrollo con visión de largo plazo y una constante búsqueda de la excelencia a través de la inversión en la mejora continua de sus planntas, en seguridad, en medio o ambiente, en investigación, en logística y en sistemas de información, a la vez de participar como miembro activo en las comunidades que rodean sus operaciones industriales con iniciativas a la salud, la calidad d de vida, la educaucación y la sustentaustentabilidad. d. AIST MÉXICO 16 HIERRO yACERO/AIST
semblanza
Ternium México es un complejo siderúrgico altamente integrado en su cadena de valor. Sus actividades abarcan desde la extracción de mineral de hierro en sus propias minas y la fabricación de acero, hasta la elaboración de productos terminados de alto valor agregado y su distribución. Con más de 8500 empleados, Ternium, desarrolla sus actividades industriales en todo el territorio mexicano: posee el 100% de la compañía minera Las Encinas (con minas de hierro en Colima, Jalisco y Michoacán, y una planta de peletización en el estado de Colima); y el 50% de Peña Colorada (con una mina de hierro en el estado de Colima, y una planta de peletización en la ciudad de Manzanillo). También dos plantas productoras de productos largos (una en Apodaca, Nuevo León y otra en Puebla, Puebla); dos plantas productoras de aceros planos (ambas en San Nicolás de los Garza, Nuevo León); cuatro plantas de recubiertos (una en Monclova, Coahuila, una en Apodaca y dos en San Nicolás de los Garza en Nuevo León); centros de servicio y centros de distribución en las principales ciudades de México. Ternium crece en México sumando la fortaleza de su tradición industrial con la herencia de dos pioneros del acero como Hylsa e Imsa en un proyecto de desarrollo con visión de largo plazo. El área de Desarrollo Minero de Ternium avanza en sus proyectos de exploración, extracción y peletizado en México. En su constante búsqueda de la excelencia, Ternium concentra sus esfuerzos en la inversión en sus plantas productivas, en investigación y en sistemas de información, a la vez de participar como miembro activo y comprometido con las comunidades donde opera a través de iniciativas en la salud, la educación, la cultura y el cuidado del medio ambiente.
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semblanza
Apostando al futuro Nace un megaproyecto industrial de la mano de Ternium y Nippon Steel El liderazgo acerero de Ternium en América Latina, y de Nippon Steel Corporation, a nivel mundial, se combinaron para el nacimiento de una nueva empresa en México: Tenigal. Este complejo acerero se alzará en un predio de 437 hectáreas en el municipio de Pesquería, Nuevo León, a 30 minutos de Monterrey, con una inversión de 300 millones de dólares. La planta de Tenigal estará dedicada a la fabricación de acero galvanizado por inmersión de alta especificación, con una capacidad de producción inicial estimada en 400 mil toneladas anuales, utilizado en la fabricación de partes automotrices de uso expuesto como el cofre, techo y puertas y piezas de alta resistencia como soportes, entre muchas otras.
“Julián Eguren, Presidente de Ternium México verifica detalles del proyecto junto a Pablo Bassi, Director de Ingeniería durante uno de los recorridos al lugar donde se construye la nueva planta”.
Tenigal permitirá la sustitución de material importado a través de la fabricación local, generando valor y empleo en México con productos de altísima calidad. En el mismo predio donde se construye Tenigal y como parte integral de un centro industrial acerero, Ternium invertirá alrededor de 770 millones de dólares en una planta de decapado y laminación en frío por lo que esta primera etapa del proyecto significará un desembolso total aproximado de 1 mil 70 millones de dólares. Durante la construcción del proyecto se emplearán a unas 3 mil personas. Cuando Tenigal arranque operaciones comerciales a mediados del 2013, será fuente de empleo directo para alrededor de 540 personas y se espera que genere una importante derrama económica en la región. El complejo acerero que se construye en Pesquería está ubicado a pocos minutos del Aeropuerto Internacional de Monterrey con ventajas estratégicas como tener a su alcance las vías del ferrocarril y acceso directo a la carretera, lo que facilita el suministro de materias primas y el envío posterior de los productos.
18 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
Esta localización cercana a Monterrey, una de las ciudades más industrializadas de México, le permitirá también contar con acceso a mano de obra calificada, un ambiente de negocio e industria favorables, así como eficientes medios de transporte para el envío del producto terminado hasta las ubicaciones de los clientes.
semblanza
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canacero
mdd
Siderurgiainvertirá en los próximos 11,500 4 años ◗
◗ ◗
La industria produce 17 millones de toneladas de acero, ubicándose entre los primeros 13 productores del mundo Necesidad de consolidar y fortalecer el mercado interno Convocan a diseñar una política integral de impulso a la competitividad de la industria manufacturera.
E
n los próximos cuatro años la industria siderúrgica mexicana invertirá 11,500 millones de dólares para aumentar la capacidad y modernizar su planta productiva. Así lo señaló Raúl M. Gutiérrez Muguerza, Presidente de la Cámara Nacional de la Industria del Hierro y el Acero (CANACERO), durante la LXIII Asamblea General Ordinaria del organismo. “Sin duda, esta es una cifra que muestra el compromiso y la confianza en nuestro país”, señaló. Al hacer un balance de la industria siderúrgica mexicana destacó que actualmente produce más de 17 millones de toneladas de acero, ubicándose entre los primeros 13 productores del mundo: ◗ Las exportaciones alcanzaron 5.5 millones de toneladas, un 40% más que en 2009. Esto significa que actualmente se tiene que colocar el 30% de la producción en los mercados internacionales ◗ Las importaciones de manufacturas con contenido de acero se han multiplicado 7.5 veces en los últimos diez años. Estas importaciones pasaron de 200 mil toneladas en el año 2000 a 1.5 millones de toneladas en el 2009.
Sin embargo, comentó que el consumo anual de acero per cápita en nuestro país se mantiene en niveles de 172 kilogramos, cuando en países industrializados como Alemania, Japón o Canadá está arriba de los 500 kilogramos y en otros como Nueva Zelanda y Australia es de 300 y 400, respectivamente. “Eso refleja el gran potencial con que contamos, y que es preciso desarrollar”. Por ello, urgió a consolidar y fortalecer la presencia de la industria en el mercado interno. El consumo interno no sigue la tendencia de recuperación de la producción, que durante 2010 sumó apenas 19.6 millones de toneladas, cifra inferior en más de 5 millones de toneladas respecto a su mejor registro en 2006. Asimismo, explicó que para que la industria logre una mayor competitividad es necesario contar con mayor certeza en las inversiones: mayor seguridad, porque hoy los robos a la minería y al transporte en carreteras y ferrocarriles cuesta cerca de 240 millones de dólares anuales; mayores incentivos para invertir en ciencia y tecnología, porque los recursos destinados no están fluyendo de manera eficaz y en cantidades suficientes. “Como país invertimos 0.5% del PIB
en este rubro y tenemos que modificar esto con apoyo del Poder Legislativo y de la Administración Pública”. Ante representantes de los poderes Ejecutivo y Legislativo, y socios de la CANACERO, concluyó que para sustentar la agenda de la industria, “hemos anunciado un programa de inversión considerable y estamos comprometidos a trabajar con la Secretaría de Economía y el Legislativo. “Nosotros seguimos firmes en nuestros compromisos con el país y deseamos que estas inversiones y las de nuestra cadena productiva puedan ser aún mayores, mediante el diseño de una política integral de impulso a la competitividad de la industria manufacturera”. La Cámara Nacional de la Industria Nacional del Hierro y del Acero (CANACERO) agrupa a las principales empresas productoras y transformadoras de acero del país, así como a las vinculadas con el sector. Fundada en 1949, es un órgano autónomo de consulta y colaboración del Estado que promueve y defiende nacional e internacionalmente a la industria siderúrgica mexicana, y colabora con el gobierno para lograr el crecimiento socioeconómico, así como la generación y distribución de la riqueza. www.canacero.org.mx 21 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
laminación
22 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
laminación
OPTIMIZACIÓN GRADOS de acero HSLA DE LOS
para el molino de Tira de
AHMSA
Juan D. Díaz Sánchez Fernando García Garza
jdddiazs@gan.com.mx fgarcia@gan.com.mx
Altos Hornos de México, S.A.B. de C.V. Prolongación Juárez S/N Col. La loma, Monclova, Coahuila
C.P. 25770
INTRODUCCIÓN. LAMINACIÓN EN CALIENTE
RESUMEN Por razones de competitividad en el mercado, el grupo de mejora HSLA de línea de Tira de Laminación en Caliente, inicia con la investigación requerida para optimizar los aceros de alta resistencia baja aleación con áreas de oportunidad en cuanto a su composición química y su laminación, sin afectar la calidad del producto. AHMSA produce rollo caliente microaleado de 0.074” hasta 0.500” de espesor y anchos de 36” a 62” para uso estructural, automotriz, resistente a la corrosión atmosférica, recipientes a presión, maquinaria, tubería de conducción, que exigen cumplir con las normas internacionales (ASTM, ASME, EN, SAE, etc.) en cuanto a composición química, propiedades mecánicas, impacto, doblez, metalográficas, entre otras. De una producción máxima de 2.6 millones de toneladas, el 26% está enfocado al uso estructural, recipientes a presión y maquinaria, razón por la que se seleccionaron estos aceros para su desarrollo técnico. Los beneficios esperados son:
• • • • •
Mejorar secuencialidad de vaciado en acerías Mejoramiento del programa de rolado Cumplir con las normas de calidad del Producto Reducción de la dureza relativa del acero durante la laminación Reducción de la energía aplicada
Métrico primario: L.E. U.T. IMPACTO, % DE ELONGACIÓN, DOBLEZ Métrico crítico: Calidad
Proceso que consiste en hacer pasar el planchón previamente calentado entre dos rodillos que rotan en sentido contrario y separado por un hueco algo menor que el espesor del planchón entrante. Como los rodillos giran a una velocidad superficial superior a la del planchón que entra, el rozamiento entre ambas superficies en contacto actúa impulsando la barra hacia adelante. Este resulta comprimido por lo cual se alarga y, generalmente, cambia de sección transversal. La cantidad de deformación que puede lograrse en un solo pase entre un par de rodillos depende del rozamiento entre las superficies, si se exige demasiado los rodillos simplemente patinarán por encima del planchón inmóvil. Por otra parte, si la deformación es demasiada pequeña, afectará la economía de proceso. Temperatura de laminación.- Es muy importante que el planchón se caliente uniformemente hasta la temperatura conveniente previo a su desbaste, la laminación en caliente se hace en la fase austenítica del acero, la característica principal de esta fase es su ductilidad, la laminación en caliente termina generalmente de 50 a 100 ºC por encima de la temperatura de recristalización. Manteniendo esa temperatura final se garantiza un tamaño de grano uniforme. En AHMSA la laminación en caliente 23HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
laminación suele hacerse por etapas tanto para rollo laminado en caliente (Línea de Tira) como para Molino de Placa. LÍNEA DE TIRA Hornos de Recalentamiento Cuenta con 2 hornos de vigas caminantes a los que le llamamos horno 3 y horno 4, con capacidad de 250 Ton/hora cada uno, en los cuales se calientan los planchones a una temperatura de descarga de 1250 °C aproximadamente mediante un control automático de temperatura (THERMOD) que entre otras cosas controla la temperatura, flujos de gas, flujos de aire, presión interna, etc. El horno 3 puede calentar usando solo gas natural o gas de coque o ambos. El horno 4 esta preparado solo para calentar usando gas natural. Ambos hornos cuentan con un sistema de recuperación de calor que precalienta al aire de combustión a 450 °C con el que se mejora su eficiencia en el consumo de gas o energía.
24 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
ACERÍA El planchón es introducido a los hornos con temperatura variable (más adelante se mostrará en gráfica), mediante empujadores, trasladado mediante las vigas móviles con movimientos cíclicos, después el planchón avanza por el horno y al completar su temperatura de descarga es sacado por los brazos extractores, todos estos movimientos hechos con pistones hidráulicos. Las vigas son tubos de acero reforzado que cuentan con un sistema de enfriamiento a base de agua circulante con una presión de 5.5 Kg./cm2 y cubiertas con concreto refractario. Los planchones cargados a los hornos son programados por el departamento de programación y control de la producción, los cuales al llegar al horno cuentan con una identificación que los hace únicos por lo que cuentan con número consecutivo, dimensiones a rolar, temperaturas de rolado, destino, etc., de tal manera que cada planchón que se carga y se rola en la línea es dado de baja de los inventarios de planchón para luego ser dado de alta como rollo. En el área de hornos el sistema ambiental está presente y es aquí donde mediante gráficas de objetivos se monitorea la relación aire-gas para controlar las emanaciones al medio ambiente.
laminación
ACERÍA
DIAGRAMA DE LÍNEA DE TIRA
Molino Universal
Castillo M-Stand
En el molino universal se encuentran los primeros sistemas de desescamado de la línea con una presión de 2000 psi, que son los que limpian al planchón de la oxidación propia de la alta temperatura, en este molino se aplican de 5 a 7 pases reversibles hasta obtener una barra con espesor de 46 mm mediante los rodillos horizontales y el ancho solicitado por el cliente mediante los rodillos verticales. El molino universal cuenta con un motor principal de 10,000 HP para los rodillos horizontales, cuatro motores individuales de 1750 HP para los rodillos verticales, mesas de transferencia frontal y posterior, control automático de ancho, medidores de ancho en la entrada y en la salida, sistema hidráulico para los pistones en los verticales, entre otros. Los rodillos horizontales son cambiados después de campañas de producción de 40,000 ton para después enviarlos a rectificado donde se les desbastan 100 milésimas de pulgada por campaña. La vida útil de cada rodillo es de 4.500 pulgadas y son fabricados con material aleación de alto cromo y al final son enviados a comercialización para su venta. Las campañas para los rodillos verticales son de 300,000 ton, lo cual se cumple en aproximadamente 45 días al salir estos rodillos también son rectificados desbastándoles 900 milésimas de pulgada aproximadamente según su desgaste, estos rodillos son fabricados de material Ademite y la vida útil de estos rodillos es de 4.000 pulgadas así mismo al final estos rodillos son enviados a comercialización para su venta.
Su de del del
función principal es permitir el proceso de rollos hasta 20.5 ton. mediante la reducción del 50% espesor de la barra de transferencia proveniente molino universal.
Tijera Voladora En esta parte se realiza el descarte de la punta de la barra de transferencia para eliminar el sobre ancho causado por el proceso en el molino universal y el f-0, así como el descarte de la cola de la barra de transferencia para permitir un rolado más efectivo de esta parte así como mejorar la presentación del rollo. Molino Tándem El molino tándem se compone de siete castillos y una tijera voladora, la función principal es obtener el espesor de la cinta requerido por el cliente. Se cuenta con un control por computadora del calibre y equipos de retroalimentación con modelos matemáticos adoptivos, los límites de espesor de la cinta son de 1.53 mm a 12.7 mm. se trabaja con anchos desde 600 mm hasta 1524 mm. Se cuentan con 2 sistemas de desoxidación para remover la capa de escama que se forma en la superficie de la barra, se encuentran a la entrada de los molinos f0 y f1. Entre los molinos f0 y f1 se tiene una tijera voladora para cortar los extremos de la cinta, en la punta se realiza el corte para eliminar la deformación por reducción en ancho y/o por reducción del molino universal y f0. Para que la punta de la cinta no tenga 25HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
laminación problemas en el enhebre de los molinos f1 al f6, y el corte al final de la barra es para evitar desgarres en los molinos y para facilitar su manejo en enrolladores. A la salida del f6 se tiene un medidor de calibre, un perfilómetro y un medidor del ancho de la cinta, para retroalimentar al proceso y corregir en forma automática. Mediante pirómetros a la entrada y salida del molino tandem se controla la temperatura de acabado con regulación de velocidad y enfriamiento entre castillos. El control es en forma automática. Enfriamiento de Cinta Con una computadora de modelos matemáticos y microcontroladores digitales, el enfriamiento de cinta cuenta con 180 espreas a lo largo de 115 metros con capacidad de 40,000 gpm de agua para obtener mediante el control de temperatura al final de la línea las propiedades físicas y metalografías que requiere el cliente. Enrolladores Contamos con dos enrolladores Bliss con 800 y 500 hp de potencia de enrollado, ambos enrolladores totalmente automáticos desde su enhebre con seguimiento de 3 cintas a la vez, hasta el posicionamiento de la cola de la cinta ya transformada en rollo, con equipos de tecnología de punta. Una vez enrollados pasan al área de manejo de rollo mediante carros hidráulicos. Los rollos tienen un diámetro interior de 30” y un máximo en el diámetro exterior de 78”. El peso máximo del rollo es 20.5 ton. AHMSA produce aceros HSLA con los elementos Columbio, Titanio y Vanadio, seleccionamos los aceros con adición de Columbio para la sustitución por Titanio por su disponibilidad y costo. Disminuir costos de fabricación por adición de ferroaleaciones costosas por tonelada sustituyendo el elemento columbio por titanio en Grado 50 uso estructural para espesores delgados. El grado de acero seleccionado tiene un potencial anual de producción de 148,000 toneladas. El acero es para uso estructural, fabricación de Tubería y Perfiles Estructurales, Postes, Luminarias, Soporte, Polines, PTR, etc. El acero seleccionado se fabrica normalmente con adición de Columbio (Niobio) en rangos de 0.010 – 0.030%. El elemento Columbio es una ferroaleación costosa. Se revisan los antecedentes en base a las producciones, Calidades y Aplicaciones en espesores delgados del acero:
26 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
laminación
ACERÍA
Figura 1. De un total de 2´482,507 toneladas producidas en el 2008, más del 30% está asignado a aceros HSLA.
Figura 4. Se selecciona la aplicación del Grado 50 para uso estructural en espesores delgados. Como área de oportunidad para el desarrollo del proyecto. El grupo de mejora decidió hacer pruebas en espesores delgados para uso estructural y poder cumplir con las propiedades requeridas de acuerdo a la norma. A continuación se presentan las propiedades mecánicas antes de la modificación del grado:
Figura 2. De las 577,777 toneladas producidas para aceros HSLA, 442,381 toneladas fueron asignadas para el Grado 50 que representa más del 70% de acuerdo al gráfico. Figura 5. resultados Limite Elástico Grado 50
Figura 3. Se selecciona la aplicación del grado 50 para uso estructural. Figura 6. Resultados Ultima Tensión Grado 50 27HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
laminación Considerando que el costo del Titanio es 12 veces más barato que el Columbio, esto nos daría un ahorro considerable y atractivo para la realización de las pruebas. Los elementos microaleantes adicionados al acero ayudan a afinar el tamaño de grano y esto nos da un acero con elevadas propiedades mecánicas.
Figura 7. Resultados % Elongación Grado 50 Desarrollo. La adición de titanio seleccionados cerca de la ración estequiométrica [%Ti = 3,42 x% N] tiene un beneficio adicional, ya que combina con nitrógeno a temperaturas relativamente altas.[1] La norma señala que la relación de Titanio a Nitrógeno debe ser de 3.42 veces mayor la adición para cumplir con los requerimientos de las Propiedades Mecánicas.
28 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
Para conocer más a detalle el crecimiento de grano se realizó un estudio a altas temperaturas de 1050 a 1300° C en una Mufla de rampa de alta temperatura, baño de agua para enfriar las muestras, microscopio óptico, microscopio electrónico de barrido (MEB) y muestras de planchones de diferentes calidades. Determinación del tamaño de grano austenítico por el método de oxidación. Es de gran interés el conocer el comportamiento de la estructura Metalográfica del acero dentro de los hornos de recalentamiento de planchones por lo que se realizó estudio a nivel laboratorio en una Mufla y así conocer el comportamiento del crecimiento de grano en aceros al Carbono - Manganeso y Aceros HSLA.
laminación
ACERÍA
Se obtuvieron muestras de planchones en 5 composiciones químicas diferentes con el propósito de determinar el tamaño de grano austenítico mediante el método de oxidación. La prueba se realizó a temperaturas de 1050 °C hasta 1300 °C con intervalos de 50 °C entre cada una de ellas, con un tiempo de permanencia de 30 minutos en el interior de la mufla. Se usaron muestras de grados de acero diferentes: Aceros al Carbón – Manganeso, Aceros Microaleados con Titanio, con Columbio y con Vanadio, con el objetivo de observar el crecimiento de grano en cada grado. Los tratamientos a las temperaturas ya mencionadas y la evaluación de las muestras en el Microscopio Electrónico de Barrido (MEB) se realizaron en un Centro de Investigación ubicado en la Cd. de Saltillo, Coah. La evaluación de dichas pruebas se realizó en el área de pruebas metalográficas en el Laboratorio Central del departamento de Ingeniería Metalúrgica y Servicio Técnico (AHMSA).
A
B
C
D
E
Gdo. 36
Gdo. 50
Gdo. 36
Gdo. 50
Gdo. 55
% C
0.22
0.14
0.133
0.25
0.084
% MN
0.67
0.31
0.449
1.29
0.85
% P
0.02
0.013
0.015
0.021
0.018
% S
0.005
0.011
0.008
0.007
0.005
% SI
0.136
0.013
0.005
0.12
0.11
% AL
0.027
0.04
0.039
0.021
0.026
% V
0.003
0.003
0.002
0.021
0.004
% CB
0.001
0.001
0.001
0.001
0.036
% TI
0.001
0.034
0.001
0.002
0.002
% CA
0.0002
0.001
0.002
0.0027
0.002
% B
0.0002
0.001
0.0002
0.0003
0.0002
Tabla II, Composición química de aceros microaleados Los tamaños de grano obtenidos en el estudio son los siguientes:
Las composiciones químicas de los aceros estudiados son los siguientes:
29HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
laminación prima, que en este caso es rollo, analizando química y metalúrgicamente los resultados de estas pruebas para estandarizar el rango adecuado de adición de estos químicos al acero. Cuidar la calidad del producto requerida por los clientes en cuanto a especificaciones Físicas, Químicas y Superficiales según corresponda. El grupo definió las siguientes propuestas.
Figura 8. Comportamiento de grano austenítico. Resultados de pruebas físicas después del cambio de químico y cambio en práctica de laminación.
1.-
Reducción del rango de adición de Columbio. Actual: de 0.007 a 0.017 Propuesto: 0.007 a 0.010
2.-
Sustitución de elemento Columbio por Titanio. Actual: Columbio de 0.007 a 0.010 Propuesto: *Titanio de 0.020 a 0.030
Ingeniería metalúrgica señala que al sustituir el Columbio por al Titanio al menos debe ser 3 veces mayor la adición para cumplir con los requerimientos de las Propiedades Mecánicas. Tabla III. Físicos coladas con columbio (0.012 - 0.016) L. Elástico
U. % Tensión Elong.
C
MN
CB
TI
Mínimo=
56.870
64.740
30.0
0.087
0.30
0.012
0.001
Máximo=
61.620
68.400
38.0
0.112
0.34
0.016
0.003
Promedio=
59.245
66.570
34.0
0.099
0.32
0.014 0.002
Tabla IV. Físicos coladas con columbio (0.007 - 0.010)
La Dureza Relativa del Acero Disminuyó de 109.7 a 104.5
L. Elástico
U. % Tensión Elong.
C
MN
CB
TI
Mínimo=
54.140
63.762
32.0
0.089
0.31
0.007
0.001
Máximo=
62.826
Promedio=
57.787
65.578
36.0
0.102
0.34
0.010
0.003
65.441
34.6
0.094
0.32
0.008
0.002
Tabla V. Físicos coladas con titanio (0.020 - 0.025) L. Elástico
U. % Tensión Elong.
C
MN
CB
TI
Mínimo=
45.842
60.294
32.5
0.108
0.32
0.002
0.020
Máximo=
55.783
Promedio=
50.138
67.989
40.5
0.110
0.36
0.002
0.025
63.922
35.8
0.109
0.34
0.002
0.024
Tabla VI. Físicos coladas con titanio (0.025 - 0.034)
La mejora está orientada a optimizar el uso de ferroaleaciones para minimizar el costo de la materia 30 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
L. Elástico
U. % Tensión Elong.
C
MN
CB
TI
Mínimo=
51.116
65.778
27.4
0.095
0.32
0.001
0.027
Máximo=
57.903
69.467
35.1
0.106
0.36
0.002
0.034
Promedio=
54.509
67.622
31.6
0.101
0.34
0.001 0.030
laminación
ACERÍA
Desempeño del molino.
1.- El desempeño del acero dentro de los Molinos fue muy estable, se lograron las prácticas establecidas en cuanto a Temperaturas de Acabado y Enrollado. 2.- Se logró obtener las dimensiones solicitadas de la cinta en cuanto a espesores y anchos, aún con incremento del peso del planchón. 1.- Se Cumplieron los objetivos buscados. 2.- La disminución de la Adición de Columbio arrojó un Ahorro mayor de USD $ 540,000.00 Anual. 3.- El cambio del Columbio por Titanio nos dio un ahorro mayor de USD $ 1, 500,000.00 Anual. 4.- La disminución de la dureza fue significativa. 5.- Durante las reclamaciones por pruebas mecánicas, en los últimos 2 años en los grados modificados, no se tiene reclamaciones y algunos grados por norma no requiere pruebas mecánicas para su liberación.
La estructura del acero se mantiene constante y los niveles del Tamaño de Grano adecuado para asegurar las propiedades Mecánicas.
7. REFERENCIAS. 1.- HIGH TEMPERATURE PROCESSING OF LINE-PIPE STEELS Klaus Hulka1 and J. M. Gray2 1 Niobium Products Company GmbH SteinstraBe 28 40210 Düsseldorf, Germany 2 Microalloying International, 10175 Harwin suite 110, Houston, Texas 77036, USA 31 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
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E
s frecuente encontrar que en algunas empresas los ventiladores presentan ruido excesivo, vibraciones, alto consumo de energía eléctrica o un bajo desempeño en el flujo de aire. En esta ocasión analizaremos algunos de los problemas más comunes que se presentan en los ventiladores industriales, sus causas y algunos de sus efectos en los procesos. La mayoría de los ventiladores industriales son equipos confiables, diseñados y fabricados por compañías con amplia experiencia en la manufactura de estos equipos, los ventiladores industriales son diseñados para trabajar por largos períodos de tiempo y bajo una multitud de condiciones de operación. Sin embargo la falta de mantenimiento y las condiciones extremas pueden causar fallas en el ventilador que pueden ir de moderadas a graves. Algunas de las razones más comunes que suelen producir estas fallas ó bajo desempeño en los ventiladores son: Una deficiente instalación del equipo, falta de mantenimiento o inclusive una incorrecta selección del ventilador para la aplicación requerida. También los años de arduo servicio simplemente desgastan los componentes del ventilador. Varios de los síntomas más frecuentes que presentan los ventiladores y sus causas pueden ser los siguientes:
operación
de
cuales no fueron diseñados, así como no tener un correcto anclaje del ventilador puede ser motivo de vibraciones las cuales, con el tiempo se hacen más perceptibles. Poleas y Bandas mal alineadas. Hacer trabajar un ventilador con arreglo de bandas y poleas cuando las poleas no están alineadas y trabajando en el mismo plano, produce esfuerzos en las bandas y en las poleas que son transmitidas a través de las flechas, causado vibraciones en todo el sistema. Además de otros problemas como calentamiento y desgaste prematuro de las bandas. Problemas en los rodamientos. Cuando la lubricación de los rodamientos no ha sido la adecuada o el tiempo de uso de estos ha excedido el de su especificación, la función de proporcionar una base móvil para la flecha del motor se ve atenuada, los desgastes causados por el uso se ven reflejados en fracturas, surcos y superficies irregulares que transmiten vibraciones a todo el sistema, generalmente estos problemas se presentan junto con el incremento en la temperatura de los rodamientos lo cual agrava la condición de los mismos.
Vibración Causas más frecuentes Rotor o rueda del ventilador desbalanceada. Esta situación puede ser causada por el acumulamiento de material en el rotor, fracturas, daños físicos en la rueda o flecha, o daños ocasionados en el rotor a causa de altas temperaturas. Montaje de Ventilador Inapropiado. Todos los ventiladores deben de ser anclados fijamente y estar perfectamente nivelados, someter los rodamientos a esfuerzos para los 33HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
procesos y usos del acero
Rotor girando en sentido opuesto. Esta es una causa poco frecuente pero puede suceder. En ocasiones el giro del motor no es el correcto, causando que el rotor gire en sentido contrario para el que fue diseñado. En tal caso las vibraciones serán muy evidentes además del bajo desempeño del ventilador. Pulsaciones de aire. Cuan-
do un ventilador presenta vibraciones ocasionadas por pulsaciones de aire, es posible que el ventilador esté operando muy cerca del punto de “Stall” o de pérdida de presión, esto sucede generalmente cuando la resistencia del sistema es mayor que la resistencia para la cual fue diseñado el ventilador. Una limpieza de los ductos o filtros del sistema, puede hacer que este problema desaparezca, lo mismo en ventiladores que tienen dampers, se debe abrir los dampers hasta un punto que permita la operación normal del ventilador y que se ajuste a los requerimientos del proceso. La selección correcta del ventilador desde un inicio para vencer las resistencias que se presentarán en un proceso durante la operación es muy importante para evitar este tipo de problemas. Las vibraciones son una de las principales causas de la disminución en el tiempo de vida de un ventilador y en el incremento del costo
de su mantenimiento. Es por eso que se recomienda tener de inicio un programa de inspección programado, aunado a un programa de mantenimiento preventivo, que permita identificar cuando se presentan vibraciones anormales en un ventilador, definir las causas que las producen, así como la solución requerida para eliminar estas vibraciones de manera efectiva lo antes posible. Se recomienda que este trabajo sea realizado por personal calificado para garantizar que la solución a los problemas de vibración sea la más óptima de acuerdo a los requerimientos del equipo y del proceso.
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