Octubre - Diciembre 2013
Vol. XIII No. 56
Incrementar la productividad. Reducir costes.
Modernizaciones para una mayor calidad y fiabilidad Los convincentes servicios de ingeniería se destacan de entre muchos otros sobre todo cuando se trata de modernizaciones inteligentes, es decir, de mejorar las instalaciones existentes a fin de satisfacer las demandas futuras del mercado, lo cual constituye uno de los principales desafíos del mundo actual.
a fin de aprovechar paradas programadas por mantenimiento y minimizar pérdidas de producción. Y el resultado concreto para usted es: ahorro de tiempo y dinero. Un gran número de proyectos acabados demuestran nuestra calidad y fiabilidad como especialista global en tecnologías para plantas metalúrgicas y de laminado.
Es aquí donde nuestra vasta y valiosa experiencia entra en juego. Nuestro trabajo consiste, en definitiva, en ayudarle a aumentar su productividad y a mejorar la calidad. También la planificación inteligente es importante, por ejemplo,
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editorial
Proyecto Fénix Para Altos Hornos de México (AHMSA), 2013 quedará signado como uno de los años más trascendentes de su historia industrial, por la puesta en marcha de las unidades comprendidas en el Proyecto Fénix, que con inversión de 2 mil 300 millones de dólares representa la mayor iniciativa industrial de los últimos años en México Dentro de los nuevos equipos destaca singularmente la nueva Línea de Placa Steckel, inaugurada por el Presidente Enrique Peña Nieto. Con ella, AHMSA no sólo es el único productor en México de placa de acero en hoja, sino también adquiere la capacidad para fabricar placa en rollo, ambas con dimensiones y especificaciones que no se generaban en nuestro país. El Proyecto Fénix de AHMSA, el plan de optimización más trascendente desde la construcción de la segunda siderúrgica en la década de los 70 del siglo pasado y de la modernización a inicios de los 90, concreta y consolida la capacidad de producción de la compañía, para alcanzar más de 5 millones de toneladas de acero líquido por año. Altos Hornos de México se fortalece así como la mayor siderúrgica integrada de México, con niveles de producción, flexibilidad operativa y calidades internacionalmente certificadas que le aseguran alta competitividad dentro del mercado siderúrgico globalizado. Desarrollado desde mediados de 2006, el proyecto involucró el trabajo de directivos y especialistas de AHMSA y sus empresas, junto a asesores externos, que determinaron las características de los nuevos equipos, de las tecnologías y diseñaron cada una de las acciones. La empresa europea Siemens VAI suministró los principales equipos para el Proyecto Fénix, bajo contratos que incluyeron desde la ingeniería y abastecimiento de equipos, hasta supervisión técnica y entrenamiento al personal operativo. A su vez, la obra civil, ingeniería de detalle, supervisión de construcción y fabricación de estructuras, entre otras tareas, fue encargada a la compañía mexicana ICA Fluor, que subcontrató a numerosas empresas regionales.
En su conjunto, las nuevas capacidades y la experiencia industrial que se deriva del desarrollo del Proyecto Fénix otorgan a AHMSA importantes fortalezas y la sitúan en una posición privilegiada para responder a la demanda de industriales y transformadores mexicanos y competir ventajosamente en el mercado global. Ing. Luis Zamudio Miechielsen Director General Altos Hornos de México
3 HIERROy ACERO/AIST MÉXICO
nuestra portada
directorio Vol. XIII No.
56
CONSEJO DE ADMINISTRACIÓN Hugo Solís Tovar, Ternium México, Presidente Rafael Colás Ortiz, FIME UANL, Vicepresidente Andrés Delfino Martínez, Vesuvius México, Secretario Ignacio Díaz Moreno, GM Vykon, Tesorero
iembre 2013
Octubre - Dic
CONSEJO EDITORIAL Ramiro A. García Fuentes, GRUPO CAPSA, Miguel A. Muñoz Ramírez, ALMyM Ignacio Álvarez Elcoro, FIME UANL, Luis R. Salazar Garza, TERNIUM Myrna Molina Reyna, AIST MÉXICO, Paloma González, ICE INTEGRANTES DE COMITÉS PROCESOS PRIMARIOS: Juan Carlos Rodrigues, Marco Herrera TERNIUM, Sergio Zapata, Luis Jorge Vélez, Ramiro Araiza, Javier Sandoval AHMSA, Ruben Lule ARCELORMITTAL, Rafael González CEGI CONSULTORES, Andrés Delfino, Francisco Hernández VESUVIUS, Ramiro García GRUPO CAPSA, Eduardo Mora METALOIDES, Florentino Luna TYPSSA, Antonio Uribe MELTER, Demetrio Velasco AMI GE, Marco Garza GRÚAS PMP. LAMINACIÓN: Valente Delgado, Homero Pérez, Eliseo Gutiérrez AHMSA, Carlos Baieli, Enrique Lara TERNIUM, Óscar Fco. Villarreal VILLACERO, Emiliano Montoya GRUPO CAPSA, Luis Leduc ALMyM, Julio Muñoz SMS SIEMAG, Rafael Colás FIME UANL, Héctor Morales, Pedro Molina, ACEROTECA, Roberto Laureano
kel.
o de Placa Stec
AHMSA, Molin
3
EDITORIAL • Proyecto Fénix
Acería
índice
5 • Desarrollo y Aplicación del Sistema de Vibración
PROCESOS Y USOS DEL ACERO: Alberto Pérez, FIME UANL, Óscar Fco. Villarreal, VILLACERO, Rodrigo Grosso TERNIUM ESTUDIANTIL, CONACYT, BECAS Y RELACIÓN CON UNIV. Y ESCUELAS TÉCNICAS: Édgar García, Alberto Pérez, Rafael Mercado, Rafael Colás FIME UANL, Demófilo Maldonado UDEM, Jorge Fernández AMI GE, Paloma González ICE, Marco Garza GRÚAS PMP
No-Sinusoidal para el Molde de Colada Continua
EVENTOS ESPECIALES, ACERO DEL MILENIO, CONAC, CURSOS: Félix Cárdenas CEGI CONSULTORES, Luis Jorge Vélez, AHMSA, Héctor Morales ACEROTECA, Paloma González ICE, Porfirio González, Marco Garza GRÚAS PMP, Luis Llanes CDIPYCOPSA, Aarón Garza, MELTER
CANACERO
Museo del Acero: Alberto Pérez, FIME UANL, Comunicación Electrónica: Luis Bautista, AIST México, Desarrollo de Cursos: Luis Jorge Vélez, AHMSA
12 • Sexta edición del Premio Nacional del Acero para Estudiantes de Arquitectura 2013 MUSEO DEL ACERO
14 • Inspirando a las nuevas generaciones a ser científicos SEMBLANZA
18 • AHMSA, Proyecto Fénix
22
MANTENIMIENTO Y SEGURIDAD: Paloma González, ICE, Alejandro Campos TERNIUM, Roosevelt Pérez AHMSA, Luis Llanes CDI-PYCOPSA
AIST • 10 años del congreso y exposición de la industria del acero de la AIST México • Visita estudiantil a plantas siderúrgicas • Curso de laminación de productos de acero impartido en la UAEH laminaciÓn
30 • Alambrón de acero alto carbono para trefilado 4 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
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 ramiro@grupocapsa.com.mx Revista Trimestral Octubre-Diciembre del 2013. 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.
acería
Desarrollo y Aplicación del Sistema de Vibración No-Sinusoidal para el Molde de Colada Continua Zhihen Tian RAMON Science & Technology Co. Ltd. Resumen El sistema vibratorio no-sinusoidal para el molde de colada continua desarrollado por Ramon Corporation es el primero en usar tecnología computacional de vanguardia y servo-actuadores digitales de alta potencia dando como resultado una combinación de la tecnología digital avanzada de manera natural. Esta combinación única de impulsar servomotores es la primera a nivel mundial. Este trabajo describe las características del sistema, su principio de operación y las primeras aplicaciones. Palabras clave: Oscilación no-sinusoidal, servo-actuador digital, onda de oscilación (sinusoidal y no-sinusoidal), calidad de planchón. Introducción Varios de los principales factores que los productores de acero consideran para una operación exitosa son: calidad, rendimientos de sus productos, competitividad y fortalecimiento de su posición en el mercado. El propósito de la oscilación en el molde de la colada continua es prevenir el pegado de la capa inicial de solidificación del acero con las paredes de cobre del molde y las perforaciones en la colada continua. Una estructura de oscilación, parámetros y curva de oscilación adecuados mejorará la calidad de la superficie del producto de colada. También es importante la continuidad operativa; la facilidad de instalación y mantenimiento del sistema son factores clave para lograr buena productividad y una buena calidad del producto. Actualmente los mecanismos para la vibración del molde más populares en las máquinas de colada continua son el del mecanismo de cuatro barras excéntrico y vibración servohidráulica. Sin embargo, en el sistema de cuatro barras excéntrico, a medida que el brazo de acoplamiento es más largo, es más fácil producir deformaciones y afectar la diferencia de fase en las vibraciones del molde; con un sistema rueda excéntrica y placa de amplitud, la amplitud de la vibración no puede ser ajustada en línea y los parámetros no pueden ser controlados dando como resultado una calidad de superficie del producto pobre con marcas de oscilación profundas y grietas transversales en la superficie, afectando también la vida útil del sistema con una alta incidencia de
fallas. El sistema de vibración servohidráulico usa un cilindro hidráulico para la vibración del molde resolviendo el problema que el sistema acoplamiento de cuatro barras no puede, sin embargo, las servoválvulas trabajan con un pistón de carrera larga que en la condición de alta frecuencia pueden producir fácilmente fugas debido al desgaste provocando oscilaciones en el ciclo de oscilación en los picos. El sistema de vibración es complejo y el mantenimiento del sistema y sus bombas es bastante intensivo, por lo tanto el desarrollo de un sistema de vibración oscilatorio no-sinusoidal impulsado por servo motores directamente es importante porque mejora rápida y efectivamente la operación de la colada continua de plantas siderúrgicas en China y alrededor del mundo. La Figura 1 muestra un arreglo general del sistema.
Figura 1
Principio de Operación El sistema de oscilación no-sinusoidal de RAMON adopta una combinación de tecnología computacional avanzada y servoactuadores eléctricos digitales de uso industrial que es resultado natural del desarrollo de la tecnología digital. En este sistema, la computadora crea las curvas (sinusoidal o no-sinusoidal) que 5 HIERROy ACERO/AIST MÉXICO
acería controlan la oscilación del molde y fijan los parámetros de las variables de la función optimizada de acuerdo a los requerimientos del proceso. En armonía con la velocidad de vaciado controla con toda precisión la oscilación del molde, hacia arriba y hacia abajo, manteniendo con exactitud la frecuencia de oscilación, amplitud, tiempo de despegue positivo y negativo, razón de deformación de la forma de la onda y otros parámetros, de tal manera que se puede obtener el patrón de oscilación del molde que satisface los requerimientos del proceso. Para poder asegurar la precisión y la forma real de la onda de oscilación del molde, el PLC del sistema manda una señal para controlar el actuador digital servoeléctrico; este actuador tiene varias ventajas, tales como una alta precisión en el control de movimiento (1,048,576 pulsos), alta velocidad de respuesta (500 microsegundos) y otras más. Comparado con un motor paso a paso (sin encoder con retroalimentación), el actuador digital servoeléctrico no tiene problemas con sincronización y puede hacer oscilar el molde estrictamente de acuerdo con la forma de la onda generada por la computadora para lograr oscilaciones nosinusoidales en el molde. Componentes del Sistema Parte Mecánica El sistema tiene un arreglo estructural único: cuatro actuadores servoeléctricos están instalados en forma simétrica en ambos lados del bastidor de la base y pueden hacer oscilar directamente el marco soporte del molde con mucha precisión en la posición y con una respuesta rápida. Los servoactuadores eléctricos están montados sobre un eje soporte; la parte inferior del eje soporte está sujeta al bastidor fijo de la mesa de oscilación del molde y el servoactuador solamente se puede mover alrededor del eje soporte. La parte superior del eje soporte está sujeta al bastidor de la mesa de oscilación de tal manera que puede seguir cualquier patrón de oscilación dado. Para las diferentes posiciones donde están montados los actuadores y las diferentes amplitudes y fases de estos movimientos, la frecuencia y la fase de oscilación entre los cuatro actuadores siempre son idénticas. Usando un servomotor se puede controlar la sincronización del actuador y se puede seguir la forma de la onda fijada: esta clase de instalaciones en donde el actuador eléctrico impulsa la mesa de oscilación del molde puede realizar toda clase de formas de oscilación con mucha precisión. La Figura 2 muestra un dibujo de los principales componentes del sistema. Las ventajas de este sistema son: a) No requiere de sistemas de acoplamiento como el sistema de cuatro barras excéntrico b) El sistema necesita solamente de alimentación eléctrica, no necesita sistemas de presión hidráulica, bombas y otros componentes hidráulicos, su mantenimiento es más simple c) Se pueden hacer modificaciones en línea de la amplitud de oscilación, frecuencia y patrón de oscilación (razón de cambio de la forma de la onda) d) Se puede tener seguimiento en línea del estado de la oscilación
6 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
Parte eléctrica de control Una computadora industrial genera la forma no sinusoidal; a medida que la función de optimización define la forma básica de la oscilación que satisface los requerimientos de proceso, la computadora de alta velocidad sintetiza la onda de oscilación con la que el molde debe oscilar (frecuencia máxima de 300 ciclos/min, 5Hz, frecuencia de la computadora 2.0 GHz), que es digitalizada y enviada en forma sincronizada a los controladores. Actuator
Oscillation Table
Mould
Actuator
Figura 2. Componentes mecánicos del sistema Cuando se recibe una forma de onda no-sinusoidal enviada por la computadora, los controladores del sistema también muestrean la onda de oscilación del actuador eléctrico y la onda del servomotor digital; todos estos datos son procesados tal que la forma de oscilación no-sinusoidal se genera y ésta se envía de forma sincronizada a los cuatro motores eléctricos. De acuerdo a la velocidad de colada real y al status de la operación, el PLC genera una señal para iniciar la oscilación y controlar los sistemas relacionados. Al recibir la señal enviada por el PLC, la computadora de control produce la forma de la onda de oscilación y la envía a los cuatro controladores para activar los motores eléctricos. El motor transforma la señal de la onda nosinusoidal en una corriente de pulsos digitales de alta eficiencia que está sincronizada con la salida a los cuatro motores digitales. En la Figura 3 se muestra el diagrama de bloques del sistema de control. Beneficios Técnicos del Sistema El sistema de oscilación no-sinusoidal introduce el concepto de razón de desviación de la forma de la onda, esto es, acelera el movimiento hacia abajo y desacelera el movimiento hacia arriba del molde. Manteniendo la misma velocidad de vaciado reduce la frecuencia de oscilación, por lo tanto, se pueden controlar de manera efectiva la integridad de la capa solidificada y la profundidad de las marcas de oscilación en la superficie del producto de colada. A medida que el tiempo de despegue del molde se incrementa, se incrementa el consumo de polvo lubricante mejorando su efecto, disminuyendo la resistencia a la fricción entre el molde y la capa
acería Digital Control Cylinder
Digital Electrical Motor
Driver
LCD
Oscilation Table
Position Examination
PLC
Industrial Computer
Casting Speed
On-site Control
Oscilation Frequency
Position Examination
EMC Board
Industrial Computer
Press Detection
EMC Board
Acquisition Card Connection Board
HCI
Keyboard
HCI
Keyboard
LCD
Figura 3. Diagrama de bloques del sistema eléctrico de control solidificada del planchón y reduciendo los esfuerzos de tensión de la capa solidificada que ayuda a prevenir las perforaciones de línea y reduce la profundidad de las marcas de oscilación. Durante la parte positiva del despegue, la diferencia entre la velocidad máxima hacia arriba del molde y la velocidad de colada es pequeña, lo que ayuda a minimizar la fricción entre el molde y la capa solidificada del planchón, de tal manera que las marcas de oscilación en la superficie se disminuyen. Durante la parte negativa del despegue, la diferencia entre la velocidad máxima hacia abajo del molde y la velocidad de colada es grande, la presión en el capa solidificada del planchón se incrementa, lo cual es favorable, no solamente para evitar la rotura de la capa solidificada sino también para lograr un mejor despegue de la capa solidificada del molde. Tiempos negativos de despegue cortos disminuyen la profundidad de las marcas de oscilación en la superficie del planchón, además, disminuyen la concentración de esfuerzos en la capa solidificada reduciendo la generación de grietas en la superficie y las perforaciones de línea, mejorando la calidad superficial.
AC380
Casting Speed Signal
Switch Box
PLC
Industrial Computer
AC380
Transformer
AC380
Resultados en Campo Este sistema ha sido probado exitosamente en la colada de planchón n° 4 de Jiu Steel, en China; una breve descripción de los principales parámetros operativos, la línea se muestra en la Tabla 1. Tabla 1: Colada n° 4 de Jiu Steel
hilos
Sección (mm)
Grados de acero
Radio (m)
Velocidad de colada (m/min)
EMS
1
1350x220 1350x180
Aceros al carbono
7.5
0.8-1.2
no
La Figura 4 muestra un diagrama de bloques del sistema instalado en Jiu Steel, esta colada fue la primera en donde se instaló el sistema no-sinusoidal y lleva operando 10 años, hasta ahora el sistema ha requerido un mínimo de mantenimiento pudiendo modificar la frecuencia de oscilación, amplitud y otros parámetros de la oscilación del molde. Los resultados han sido muy satisfactorios.
Driver
Digital Control Cylinder
Position Examination
Driver
Digital Control Cylinder
Position Examination
Driver
Digital Control Cylinder
Position Examination
Driver
Digital Control Cylinder
Position Examination
Operation Box
Multiple Spindle Controller
Figura 4. Diagrama de bloques de la instalación en la colada n°4 de Jiu Steel 7 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
acería
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Beneficios del Sistema El sistema de oscilación del molde no-sinusoidal ha generado grandes beneficios para Jiu Steel en su colada de planchón n°4, operando en forma estable. La Figura 5 muestra las curvas de oscilación de los actuadores en la colada para una curva sinusoidal, en realidad la gráfica muestra las curvas para los cuatro actuadores, aunque solamente se ven dos curvas por la buena sincronización de los actuadores. La curva superior, que varía de -1.4 a -5.4, representa la curva de oscilación de los actuadores instalados en la parte interna de la colada y la otra curva de oscilación, de mayor amplitud, es la de los actuadores instalados en la parte exterior de la colada. La diferencia en amplitudes entre las dos curvas es para considerar la curvatura de la colada continua. Se debe notar la sincronización perfecta entre los cuatro actuadores, por lo que solamente se pueden ver dos curvas, una representando los dos actuadores de la parte interna de la colada y la otra curva, los otros dos de la parte externa de la colada. En la Figura 6 se presenta también las curvas de oscilación de los cuatro actuadores para el caso de una curva no-simétrica, de nuevo la curva superior corresponde a los actuadores instalados en la parte interna de la colada y la curva inferior a los instalados en la parte externa, como en el caso anterior, existe una sincronización perfecta entre los cuatro actuadores.
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Figura 5. Forma de la onda sinusoidal de oscilación del molde. A1PFB y A2PFB (azul) representan la onda de los actuadores eléctricos de la parte interna de la colada y A3PFB y A4PFB (rojo) la onda de los actuadores en la parte externa de la colada. Se ven solamente dos curvas por estar superpuestas debido a la sincronización
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8 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
Figura 6. Forma de la onda no-sinusoidal de oscilación del molde. A1PFB y A2PFB (azul) representan la onda de los actuadores eléctricos de la parte interna de la colada y A3PFB y A4PFB (rojo) la onda de los actuadores en la parte externa de la colada. Se ven solamente dos curvas por estar superpuestas debido a la sincronización.
Con estos sistemas en operación se mejoró la velocidad de colada y la productividad. De acuerdo con las estadísticas de la planta la velocidad de colada se ha mejorado entre un 20 y un 30% con
acería respecto al sistema anterior de cuatro barras excéntrico, en cada secuencia de la colada se han incrementado en tres el número de coladas que equivale a 150 ton o más de producto. La Tabla 2 muestra una breve descripción de la operación del sistema en la colada n°4. En la primera prueba se realizaron 12 coladas y después se paró la colada para revisar el sistema; posteriormente, por una reconstrucción de la colada n°4, se cambió el sistema a la colada n°5 donde se realizaron 314 coladas con el nuevo sistema de oscilación; de esas coladas, 117 se realizaron sin hacer ningún paro por mantenimiento del sistema, el resto se hizo de acuerdo a los programas de mantenimiento preventivo de la colada. Tabla 2 Pruebas del sistema de oscilación no-sinusoidal en la colada n°4 de Jiu Steel Sección (mm)
Coladas antes de mantenimiento del sistema
Velocidad de colada anterior (m/min)
Situación actual
Notas
220x1250
12
0.7 – 0.8
Velocidad de colada de 0.9 a 1.0 m/min. El sistema opera de manera estable
Se probó en la colada n°4 por primera vez
220x1250
314 (117)*
0.7 – 0.8
Velocidad de colada de 0.9 a 1.0 m/min. El sistema opera de manera estable
La colada n°4 fue reconstruida, se cambió el sistema a la colada n°5
160x950
41
1.1 – 1.2
Velocidad de colada de 1.1 a 1.3 m/min, máxima 1.42 m/ min, el sistema opera de manera estable
Se cambió de sección de acuerdo a los requerimientos del cliente
160x1350
181
1.0 – 1.1
Velocidad de colada de 1.0 a 1.1 m/min, máxima 2 m/min, el sistema opera de manera estable
220x1250
674
0.7 – 0.8
Velocidad de colada de 0.9 a 1.0 m/min, máxima 1.1 m/min, el sistema opera de manera estable
Figura 8. Aumento de productividad en la colada con el sistema de oscilación no-sinusoidal
También, con este sistema se ha reducido drásticamente el mantenimiento del sistema comparado con el anterior. El sistema oscilatorio de cuatro barras necesita de un paro de mantenimiento preventivo cada tercer día cuya duración es de 3 a 4 horas. Además, en ocasiones el sistema de cuatro barras requería de un cambio total en menos de un mes de operación por causa de las perforaciones y el desgaste de la mesa de oscilación. Debido a lo
* se realizaron 117 coladas sin ningún paro del sistema de oscilación
Figura 7. Aumento de velocidad de colada con el sistema de oscilación no-sinusoidal
En la Figura 7 se muestra en forma gráfica el aumento en la velocidad de colada para cada producto fabricado con el nuevo sistema. El aumento de productividad en la colada por el uso del nuevo sistema se muestra en la Figura 8. 9 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
acería estable de la operación del nuevo sistema de oscilación se ha podido extender la operación de la colada y solamente ha requerido mantenimiento cuando para la colada en los paros programados. En la Figura 9 se muestra la comparación de las horas de mantenimiento de los dos sistemas de oscilación en horas por mes, con una notable disminución en el nuevo sistema.
12 a 18 por año, con un promedio del orden de 1.2 por mes, desde el inicio de la operación del sistema no-sinusoidal no ha ocurrido ninguna perforación. La Figura 10 muestra una gráfica con esta estadística.
Figura 10. Disminución de perforaciones con el sistema de oscilación nosinusoidal Figura 9. Disminución del mantenimiento con el sistema de oscilación no-sinusoidal
También se ha reducido el número de perforaciones en la línea; antes de usar este sistema la frecuencia de perforaciones era de
Nuestra experiencia mundial en el corazón de su proceso de aceración
Después de la implementación del sistema oscilatorio no-sinusoidal la calidad superficial del planchón se ha mejorado notablemente, las marcas de oscilación se han reducido significativamente y de manera consistente, con pocos defectos como doble piel o grietas transversales.
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acería La Figura 11 muestra las marcas de oscilación en planchones antes y después del uso del sistema de oscilación no-sinusoidal, claramente se ve la disminución en la profundidad de las marcas. Al igual que la figura anterior, la Figura 12 muestra la superficie de dos planchones, antes y después del nuevo sistema, mostrando una superficie más lisa y de mejor calidad.
antes Figura 12. Muestras de la superficie del planchón de la colada n°4 antes y después del uso del sistema de oscilación no-sinusoidal
después
antes
Figura 11. Muestras de planchón de la colada n°4 antes y después del uso del sistema de oscilación nosinusoidal
después
Conclusión La investigación y desarrollo del sistema eléctrico de oscilación no-sinusoidal del molde de colada continua impulsado por servomotores es un desarrollo único a nivel mundial y es el resultado de la combinación de técnicas de producción de colada junto con tecnología de diseño que aseguran los resultados para una mejora en la calidad de planchón, el mantenimiento y la operación del sistema, disminuyendo perforaciones, distorsiones de la mesa de oscilación y otros problemas de operación y mantenimiento. El sistema adopta un diseño innovador que no requiere de un reductor de velocidad, el servomotor impulsa directamente el rodillo de tornillo de la mesa de oscilación. Después de estimaciones teóricas, estudios de simulación, pruebas en campo y uso continuo del sistema, éste ha probado su valor logrando todas las metas inicialmente estimadas; técnicas, de productividad y de calidad, especialmente las de productividad que ha sobrepasado las metas iniciales propuestas. Este sistema puede optimizar de una manera significativa la operación de la colada continua y mejorar sus resultados económicos, teniendo todavía mucho por aportar a los productores de acero.
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canacero
Sexta edición del Premio Nacional del Acero para Estudiantes de Arquitectura 2013 TEMA: “BIBLIOTECA MEDIATECA PÚBLICA”
1
er lugar
En marzo de 2013, la Cámara Nacional de la Industria del Hierro y del Acero (CANACERO) convocó, como cada año desde 2008, a los estudiantes de los últimos años de la Carrera de Arquitectura con el fin de impulsar el uso del acero en el diseño y la construcción entre los futuros arquitectos. Este 2013 el tema del concurso es una “Biblioteca Mediateca Pública”, desarrollada por los alumnos a lo largo de tres meses al ser el cierre de inscripciones en Mayo 16; durante este periodo, los estudiantes ponen en práctica sus conocimientos bajo su propio proceso de diseño con el objetivo de crear un anteproyecto en Acero.
Este año los proyectos muestran talento, mucho potencial y creatividad, en un esfuerzo de gran escala.
De izquierda a Derecha: Aldo Diaz Rosas, estudiante Facultad de Arquitectura de la UNAM; Dr. Mario de Jesús Carmona y Pardo, Federación de Colegios de Arquitectos de la República Mexicana; Arq. José Luis Cortés Delgado, Director Técnico del Concurso; y, Antonio Mendoza Vázquez, estudiante Facultad de Arquitectura de la UNAM.
El Jurado Calificador sesionó desde finales de Agosto y durante el mes de Septiembre para evaluar los 46 proyectos de 39 instituciones participantes; el Honorable Jurado se integró con Arquitectos y un Ingeniero que participan en Instituciones impulsoras del desarrollo de nuestro país; tales como la Federación de Colegios de Arquitectos de la República Mexicana, el Instituto Nacional de Infraestructura Educativa de la Secretaría de Educación Pública, la Universidad Iberoamericana y la Universidad Nacional Autónoma de México.
Facultad de Arquitectura, Universidad Nacional Autónoma de México Ubicación del proyecto: Glorieta del Tío Sam, Col. Doctores, México, D.F. Equipo: AAG Alumnos: Aldo Diaz Rosas y Antonio Mendoza Vázquez
12 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
Urbanos, arquitectónicos, estructurales, sustentables, normativos, de accesibilidad, innovación, factibilidad económica, escala y de uso del acero, son algunos de los aspectos tomados en cuenta para la evaluación de los proyectos. De acuerdo al Arq. José Luis Cortés Delgado, Director Técnico del Concurso, este año “los proyectos han mostrado talento, mucho potencial y creatividad en un esfuerzo de gran escala” en cuanto al tema urbano (a través de un elemento arquitectónico se genera un impacto social favorable) y al diseño arquitectónico; sin embargo, aún falta poner mayor atención en el tema estructural y en la factibilidad económica, el equilibrio entre el costo y el beneficio que aporta una propuesta arquitectónica en términos urbanos, sociales, de construcción y de funcionamiento, entre otros.
canacero
2
o lugar
De izquierda a Derecha: Hernando Ruiz Ramírez, estudiante de la UAM Azcapotzalco; Arq. José Luis Cortés Delgado, Director Técnico del Concurso; Dr. Mario de Jesús Carmona y Pardo, Federación de Colegios de Arquitectos de la República Mexicana; e Ing. Mauricio Naime Nemer, Instituto Nacional de la Infraestructura Física Educativa de la Secretaría de Educación Pública.
Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura Tecamachalco, Instituto Politécnico Nacional Ubicación del proyecto: Tlalnepantla de Baz, Naucalpan, Estado de México Equipo: BIP Alumnos: Ricardo Lazcano Lázaro, Yamili Noemí García Cruz, Jessica Guadalupe Basurto Quijano y Jorge Mendoza Ortega
Dr. Mario de Jesús Carmona y Pardo, Federación de Colegios de Arquitectos de la República Mexicana; Arq. José Luis Cortés Delgado, Director Técnico del Concurso; e, Ing. Mauricio Naime Nemer, Instituto Nacional de la Infraestructura Física Educativa de la Secretaría de Educación Pública. Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Azcapotzalco Ubicación del proyecto: Bordo de Xochiaca, Nezahualcóyotl, Estado de México. Equipo: H&A Alumnos: Hernando Ruiz Ramírez y Luis Ángel Hernández González
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er lugar
De izquierda a derecha: Dr. Mario de Jesús Carmona y Pardo, Federación de Colegios de Arquitectos de la República Mexicana; Ricardo Lazcano Lázaro, Yamili Noemí García Cruz, Jessica Guadalupe Basurto Quijano, Jorge Mendoza Ortega; y, Arq. José Luis Cortés Delgado, Director Técnico del Concurso.
El equipo ganador del Primer Lugar en México participa en el Concurso de Diseño en Acero para Estudiantes de Arquitectura que organiza la Asociación Latinoamericana del Acero (ALACERO); los países asociados a ALACERO a través de Organismos locales como CANACERO, eligen su Primer Lugar para competir con sus similares en este concurso latinoamericano. El Premio Nacional del Acero para Estudiantes de Arquitectura CANACERO, es un concurso que brinda muchas oportunida-
des: aplicar conocimientos adquiridos en las aulas; acercamiento directo al tema del acero; asesoría de expertos en el tema, académicos y de un Arquitecto afiliado a la FCARM; poder desarrollar como tema de tesis; y al Primer Lugar Nacional, la posibilidad de participar y ganar un concurso internacional donde a través del lenguaje gráfico, la magnitud, dimensión e impacto de un anteproyecto deben ser explicados en un país determinado en el que se desconoce la complejidad urbana y el espíritu de competencia se ponen a prueba. 13 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
museo del acero
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museo del acero
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To submit a paper, extended abstract or presentation, or to reserve your booth, visit AISTech.org or call AIST Member Services at +1.724.814.3000, ext. 1.
16 HIERROy ACERO/AIST MÉXICO
La AIST México, invita a todo el personal involucrado en la Industria del Acero, a fabricantes, proveedores y usuarios, así como a instituciones académicas a presentar trabajos prácticos y teóricos relacionados con los procesos de la Industria Siderúrgica, en el Sexto Congreso y Exposición de la Industria del Acero, CONAC 2014. Los temas solicitados de las ponencias son los relacionados con desarrollos tecnológicos, aplicaciones prácticas, proyectos de automatización, nuevas instalaciones e investigaciones científicas en las áreas de: Proceso Básico: • Minas y peletizado • Fabricación de hierro - Horno Alto - Reducción Directa Aceración • • • •
Convertidor al oxígeno (BOF ) Horno de arco eléctrico ( EAF) Metalurgia secundaría Colada continua - Tocho y palanquilla - Planchón
Laminación: • Laminación en caliente - Productos largos - Productos planos • Laminación en frío y acabado - Molino frío - Recocido - Temple - Tenso nivelado
Transformado y Aplicaciones del Acero • Recubrimientos - Galvanizado - Pintado - Estañado • Formado - Troquelado y estampado - Soldadura Aceros especiales Seguridad • Normas • Programas de entrenamiento • Equipo de protección personal Mantenimiento
Energéticos Protección al medio ambiente Grúas Manejo de Producto • Regulación de transporte de rollos en plataforma Organización • • • • •
Grupos de Trabajo Seis Sigma Mejora continua Recursos Humanos Capacitación
Automatización
Si usted está interesado por favor envíenos el resumen del tema, máximo una cuartilla, para su evaluación y aprobación por el comité técnico antes del 25 de noviembre de 2013. Una vez terminado el proceso de selección, basado en la calidad técnica, ausencia de contenido comercial y aplicación de la tecnología que presenten, se informará a los autores, si el resumen de su ponencia fue seleccionado o no, para participar dentro del programa de conferencias del CONAC 2014. Algunas de las ponencias que se reciban serán publicadas en la revista trimestral “Hierro y Acero” de la AIST México. Nota importante: En caso de que la ponencia sea escrita o participen varios autores, sólo aplicará el precio especial de conferencista para uno de ellos. Para el envío del resumen de ponencia, venta de stand o información de este evento contactarse a: AIST México. Tel: (+52 81) 8479 3077 e-mail: paper@aistmexico.org.mx o directamente en la página de internet: www.aistmexico.org.mx sección CONAC 17 HIERROy ACERO/AIST MÉXICO
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Proyecto
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Fénix La línea tiene capacidad para producir anualmente un millón de toneladas de placa ancha en hoja y en rollo, con calidades, calibres y especificaciones que hasta ahora México ha importado, como anchos de hasta 96 pulgadas en rollo. Originalmente, dentro del Proyecto Fénix se planteó la necesidad de incrementar la capacidad de su línea de placa existente, para pasar de 500 mil a un millón de toneladas anuales de placa ancha, lo que en 2007 derivó en la iniciativa de una segunda unidad mil 300 millones con tecnología avanzainversión desde minas da.
Con dos de dólares en de fierro y carbón a plantas siderúrgicas, el Proyecto Fénix representa una de las más ambiciosas iniciativas industriales en la historia de Altos Hornos de México.
Sin embargo, el proyecto fue replanteado y en base a los estudios de factibiCerca de 25 mil toneladas de equipos, programas lidad realizados, de alta tecnología y la construcción de una nave la alta dirección central de cerca de un kilómetro de longitud, la tomó la decisión nueva línea de placa, con un molino Stecde construir una nueva línea en green kel como equipo principal, es la más field, integrándola importante unidad comprendida al Proyecto Fénix que en el Proyecto. significa para AHMSA un incremento de 40% en la capacidad de generación de acero líquido para superar las cinco millones de toneladas anuales. La dirección de Ingeniería de AHMSA analizó las diferentes tecnologías disponibles en el mercado mundial y desarrolló el proyecto de la nueva línea de placa. Finalmente se contrató el suministro de los equipos con la empresa Siemens VAI, encargada también de dotar un horno eléctrico, un horno olla y una máquina de colada continua. Además del suministro de equipos, el compromiso de Siemens VAI incluyó la ingeniería del proyecto, la supervisión técnica durante la instalación y arranque, así como entrenamiento de
personal de AHMSA en las nuevas tecnologías. Para ejecutar y supervisar el proyecto se formó un grupo de trabajo integrado por ingenieros de AHMSA, personal que realizó paso a paso la ingeniería de detalle de cada componente de la línea, trabajando en conjunto con el fabricante. Paralelamente, con la empresa LOI se firmó un contrato para el suministro de dos hornos de recalentamiento de planchón, con capacidad de 550 mil toneladas anuales cada uno. Al igual que en el resto de las nuevas unidades comprendidas en el Proyecto Fénix, se adjudicó a la compañía ICA Fluor el contrato para que realizara la construcción de la obra, desde la parte civil hasta la instalación de equipos de la nueva línea. Como equipos principales, la nueva unidad comprende como elemento central un molino tipo Steckel, dos hornos de recalentamiento, desescamador de planchones, molino edger, hornos de enrollado, sistema de enfriamiento laminar, unidad de enrollado y de manejo de rollos, nivelador, camas de enfriamiento, equipos de marcaje y tijeras rotatoria, lateral y de corte transversal. Los trabajos de la obra civil iniciaron en 2007 con las excavaciones y cimentación para las naves en un área de 18 hectáreas, obras realizadas en paralelo a la fabricación de los equipos en diferentes partes del mundo, desde México y Estados Unidos hasta diversos países europeos y Asia. La ejecución del proyecto requirió una compleja labor de coordinación por parte de las diferentes áreas técnicas y administrativas de AHMSA en colaboración con los especialistas de Siemens VAI, LOI, ICA Fluor y otros fabricantes de equipos auxiliares, como los de las grúas y la planta de tratamiento de agua, entre otros. Conforme se fabricaron los equipos, fue necesario coordinar su traslado a las instalaciones de AHMSA. Destaca el embarque más grande de equipos realizado en 2009 desde China, con 19 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
semblanza más de cinco mil toneladas de las 11 mil suministradas por Siemens VAI, el que comprendió 370 cajas de componentes para la línea de placa. El embarque incluyó las piezas más grandes y pesadas de la línea: los dos castillos del molino Steckel con un peso de 371 toneladas cada uno y dimensiones de 13.4 metros de altura, 5.2 de ancho y 2.1 de espesor. Los equipos fueron embarcados en los puertos de Dalián y Sanghai en el buque Rickmers Jakarta, que cruzó el océano Pacífico para luego pasar el canal de Panamá para llegar al puerto de Altamira, en Tamaulipas. En el desembarco de las 370 cajas del cargamento destacó la maniobra para bajar los dos castillos, las piezas de mayor peso que han sido recibidas en la historia operativa de la terminal de Altamira.
El perfil de conocimiento de cada trabajador está formado por diferentes tipos de capacitación: técnica básica o fundamentos del oficio, capacitación de ley y cultura corporativa, desarrollo humano, capacitación en el puesto y técnica en la especialidad y complementos como inglés y computación.
Después de una compleja labor de traslado de los equipos desde Altamira a Monclova, se requirió de gran coordinación y precisión para ejecutar las maniobras de instalación de los castillos y demás componentes del molino Steckel, incluidos los dos potentes motores de 10,000 caballos de fuerza cada uno, que representan la fuerza central en el laminado de la placa. En su conjunto, la labor de instalación de los equipos primero y pruebas de funcionamiento después, requirieron una permanente y minuciosa coordinación del personal técnico de AHMSA, de los fabricantes y de ICA Fluor, desde las enormes excavaciones y las gigantescas cimentaciones hasta la edificación de las nueve naves que componen la línea. Paso a paso, el equipo técnico integrado por todos los actores siguió las especificaciones de los fabricantes para la instalación adecuada de los equipos mecánicos, eléctricos, electrónicos y de control, muchos de ellos situados en 3 kilómetros de túneles sótanos a lo largo y ancho de las naves industriales.
Buena parte de los ingenieros y técnicos que participaron en el proyecto y los que hoy operan los equipos de la Línea Steckel tenían larga experiencia en procesos siderúrgicos; sin embargo, fue necesario capacitarlos en las nuevas tecnologías, para lo cual se estableció un detallado programa de preparación que incluyó también al personal de nuevo ingreso.
Se efectuó a través de un modelo de “Asimilación y Transferencia Tecnológica”, con el objetivo de desarrollar los conocimientos, habilidades y actitudes necesarias para el personal de operación, mantenimiento, control proceso y automatización en la utilización óptima de los nuevos equipos y adicionalmente asegurar que este conocimiento permanezca disponible para la empresa. 20 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
semblanza A partir de su inauguración y puesta en operación, la nueva línea de placa de AHMSA ha cumplido satisfactoriamente la etapa de arranque y se encuentra en la etapa inicial de producción de los nuevos aceros demandados por el mercado. Clientes como Trinity Industries, Caterpillar, John Deere, Gunderson, Tubacero, entre otros, contarán con placa ancha generada por AHMSA en hoja y en rollo para fabricación de carros de ferrocarril, maquinaria pesada, tuberías de diferentes especificaciones, torres eólicas y plataformas marinas, entre otras, sin necesidad de recurrir a la importación.
LÍNEA DE PLACA EN CIFRAS Construcción e instalaciones Principales conceptos Total Unidad Equivalente a: Concreto
102,000
m3
Acero estructural
16,500
toneladas
2.5 torres Eiffel
Área de edificios y naves
72,500
hectáreas
8.5 campos de futbol
Equipo mecánico
25,000
toneladas
151 locomotoras de FFCC
Cable eléctrico y de control
1,284
km
Recorrido de México a Laredo
73
km
Recorrido de Monterrey a Saltillo
Características de los nuevos productos de la Línea de Placa Tuberías PLACA ANCHA Acero en hojas suministrado en condiciones de rolado con o sin orilla de molino, disponible en espesores desde 0.1875” (4.76mm) hasta más de 2” (50.8mm) y anchos de 60” (1524mm) hasta 120” (3,048mm). El peso máximo de una placa en ancho menor a 96” dependerá de las dimensiones solicitadas por el cliente y el peso máximo en una placa en ancho mayor a 96” (2,438.4mm). ya cortada a la medida solicitada, puede llegar a 10.0 toneladas.
2.5 estadios Azteca
Grúas de 5 hasta 220 toneladas: 14 unidades Motores eléctricos: 1400 unidades (dos de 10,000 HP)
PLACA EN ROLLO La placa en rollo rolada en caliente con orilla de molino, está disponible en espesores desde 0.1875”(4.76mm) hasta 0.750”(19mm) y ancho máximo de 96”(2,438mm). El peso de cada rollo es de 30 toneladas máximo dependiendo del grado y dimensión. El diámetro interior del rollo es de 30” (762 mm) y un diámetro máximo exterior de 67” (1,690 mm).
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10 años del congreso y exposición 2003-2013
de la industria del acero de la AIST México
Han transcurrido 10 años, una década completa desde que iniciamos con el enorme esfuerzo de crear y ofrecer un evento oficial y emblemático de la industria del acero en nuestro país. Los frutos los estamos viendo ahora al convertirse en el único evento de su categoría en México, dos lustros después y con un éxito total en las cinco convocatorias. Diez años atrás estaba terminando nuestra etapa como ISS Capítulo México y todo era nuevo para el grupo de trabajo formado para organizar el Primer Congreso y Exposición Nacional de la Industria del Acero.
El primer evento desarrollado en el año 2003 sentó las bases para emprender periódicamente un Congreso y Exposición similares. Se decidió que se organizaría cada dos años.
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Como todos los eventos de su clase, fueron meses de reuniones, toma de decisiones, comunicación y ejecución. Los días cumbre elegidos fueron del 23 al 25 de Noviembre de 2003 y la primer sede fue un salón del Hotel “Crowne Plaza” del centro de la Ciudad de Monterrey. Se logró reunir un notable grupo de 38 exhibidores con un ofrecimiento para este evento inicial de 42 conferencias obteniendo como resultado la presencia de 300 visitantes.
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2005
Con el nuevo nombre de nuestra asociación, el cual conservamos a la fecha, como AIST Capítulo México se ofreció el Segundo Congreso y Exposición Nacional de la Industria del Acero del 13 al 15 de Noviembre del año 2005 en el que apareció por primera vez en nuestra historia el atinado acrónimo “CONAC”, el cual hemos mantenido desde entonces. Fue el primer evento de tres consecutivos que tuvieron como sede el Centro de Convenciones CONVEX de la Ciudad de Monterrey, N. L.
El CONAC 2007 del 11 al 13 de Noviembre de ese año reunió a más de 70 exhibidores y se consolidaba este tercer Congreso como el evento institucional de nuestra asociación.
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El Quinto Congreso y Exposición de la Industria del Acero se realizó del 8 al 11 de Octubre de 2012 por vez primera en el Centro de Convenciones CINTERMEX de Monterrey recibiendo a cerca de 1000 visitantes y alcanzando las 72 Conferencias programadas.
La organización del Cuarto Congreso y Exposición de la Industria del Acero se vio afectada por la crisis económica mundial forzando a diferir su realización hasta el 3 al 5 de Octubre de 2010 y pese a lo anterior, registró la afortunada presencia de cerca de 70 expositores y un número cercano a los 600 visitantes.
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aist En diez años y cinco eventos realizados se ha logrado casi duplicar el número de exhibidores y más que triplicar el número de visitantes. Se han programado un gran total de 264 Conferencias técnicas a las cuales se les debe agregar los cursos cortos que aparecieron en el año 2007, la publicación de trabajos de investigación en formato de pósters los días de exhibición y las interesantes Conferencias Magistrales de Inauguración. Las actividades alternas como exposiciones artísticas, reuniones de trabajo especiales y eventos sociales han terminado de enmarcar cada uno de los magnos eventos. Todo este camino recorrido no hubiera sido posible sin el invaluable apoyo de las empresas que abrieron sus puertas como anfitrionas de
las visitas programadas, los fabricantes, proveedores, clientes, usuarios, académicos, mesas directivas, la AIST de los EUA, la CANACERO, compañeros, amigos y miembros de los comités organizadores que nos han acompañado y de los cuales esperamos continuar recibiendo y agradeciendo su participación, tiempo y trabajo destinado a grandes eventos como el CONAC.
Los invitamos a participar de la mejor manera posible en el cercano Sexto Congreso y Exposición de la Industria del Acero CONAC 2014 a celebrarse del 23 al 26 de Marzo del próximo año en la sede CINTERMEX de Monterrey, con el gran significado de ser el Primero de la Segunda Década de Vida de Nuestro Congreso.
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Visita Estudiantil a Plantas Siderúrgicas
En recientes semanas se reanudaron las visitas organizadas por el Capítulo Estudiantil y la AIST México a distinguidas plantas productivas de la región noreste del país. 26 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
aist El Jueves 26 de Septiembre se desarrolló la primera visita de esta serie a la planta Ternium Churubusco que amablemente recibió a cerca de 40 estudiantes de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo (UAEH) quienes conocieron el proceso de las Líneas de Laminación en Caliente y Frío. El grupo fue atendido por los Ings. Bernardo Guerra y Heriberto Torres, quienes explicaron los citados procesos a los jóvenes visitantes. En la etapa del recorrido se tuvo la compañía adicional de los Sres. Agustín González, José Faraón Montes y Everardo Morales. Agradecemos a todos ellos así como al personal de Seguridad, Recursos Humanos y a la Dirección Industrial por las facilidades brindadas en esta visita.
Un día después el grupo huésped del Estado de Hidalgo realizó una visita a la Planta DeAcero en Ramos Arizpe, Coahuila, en donde se incorporó un grupo adicional de cerca de 25 alumnos del Instituto Tecnológico de Saltillo (ITS). La Bienvenida y logística de la visita estuvo a cargo de la Lic. Cinthia Meraz y el Ing. Armando Martínez, quien impartió una interesante charla sobre el Grupo DeAcero, sus productos, plantas y filosofía. Posteriormente el proceso de fabricación que se sigue en la planta fue explicado por los Ings. Marlein García y Javier Vargas. En el recorrido nos acompañaron los Ings. Elías Martínez y Leonardo Arroyo, quienes en todo momento estuvieron atentos a responder las inquietudes de los estudiantes. Extendemos nuestro reconocimiento también a los Ings. Óscar Retes y Carlos Fernández por todo su apoyo en esta altruista labor y por facilitar el acceso y la visita a esta planta.
Como cierre de este segundo día de visitas se ofreció una comida en un Restaurante de la Ciudad de Ramos Arizpe en la que estuvo representando a la mesa directiva de la AIST México el Lic. Ignacio Díaz, también estuvieron los catedráticos del ITS Luis Alberto Terrazas, Pablo Córdova y Jesús Ventura. Por parte de la UAEH se tuvo la compañía del Ing. Carlos David Guzmán León, quien es además el impulsor del Capítulo Estudiantil en la UAEH. 27 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
aist Para terminar con este ciclo de visitas se recibió un nuevo grupo del Instituto Tecnológico de Saltillo en la Planta Ternium Churubusco, el pasado Viernes 4 de Octubre en la que el grupo de cerca de 22 estudiantes acompañados por el Catedrático Jesús Ventura tuvo la oportunidad de recorrer la línea de Laminación en Caliente. En la etapa del recorrido se tuvo de nuevo la compañía de los Sres. Agustín González, José Faraón Montes y Everardo Morales. Agradecemos a todos ellos así como al personal de Seguridad, Recursos Humanos y a la Dirección Industrial por las facilidades brindadas también en esta segunda visita.
El agradecimiento es enorme para todos los anfitriones e invitados y adicionalmente para Víctor Martínez, Valentín Cedillo, Sandybell Muñoz y César Ibarra, todos ellos estudiantes que componen la actual mesa directiva del Capítulo Estudiantil así como al Dr. Rafael Mercado como coordinador del Capítulo Estudiantil por la organización para llevar a cabo estas visitas.
Curso de Laminación de productos de acero impartido en la UAEH Una vez más el capítulo estudiantil realiza las actividades programadas a inicio de año donde su principal objetivo fue el de conjuntar labores para que más estudiantes se interesen por la Industria del Acero, en esta ocasión se llevó a cabo el pasado 9 y 10 de Septiembre del presente año en las instalaciones de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo en la ciudad de Pachuca Hidalgo, un curso de “Laminación de productos de acero” impartido por el Dr. Luis Adolfo Leduc Lezama de la Universidad Autónoma de Nuevo León.
recibiendo información continuamente acerca de los procesos que involucran la producción del acero en México impartidos por expertos en la materia.
Dicho curso fue ofrecido a los alumnos de Ingeniería Minero Metalúrgica e Ingeniería en Materiales donde se trataron aspectos técnicos que fortalecieron en gran parte el aprendizaje de los alumnos. El curso ofrecido fue a petición de los miembros que conforman el capítulo de la UAEH ya que es muy importante para los alumnos miembros de la AIST estar
“Como socio me parece que las actividades que se realizaron por parte de la AIST son importantes para complementar nuestro plan académico, y considero que está muy bien que se interesen en apoyarnos con el curso, ya que la persona que lo impartió tiene mucha experiencia, y es otro gran beneficio que ofrece la asociación.
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Agradecemos la entusiasta colaboración del instructor, el Dr. Luis Adolfo Leduc Lezama, así como a la AIST por la gestión que realizó para llevar a cabo dicho evento, y al Ing. Carlos David Guzmán León, Coordinador de Vinculación de la UAEH, por las facilidades brindadas.
En el curso se planteó la importancia de la laminación dentro de los procesos de conformación, ya que pudimos conocer las diferentes variables del proceso dependiendo de los productos, éstos van desde los más comunes hasta productos complejos. La industria siderúrgica me parece muy versátil y dinámica, ya que fabrican una muy amplia variedad de productos.” Omar Rosales González Alumno de la Ingeniería Minero Metalúrgica, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo
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laminación
Alambrón de acero alto Carbono para trefilado Santiago Neaves1), Jorge Nieto2), J. Manuel Barrera3), Hugo González4), Ramón Montoya5) 1)
Director Técnico, 2) Subdirector de Calidad, 3) Gerente de Serv. Técnico, 4) Gerente de Calidad Longs, 5) Subdirector de Laminadores. ArcelorMittal México
Resumen Mejoras en el proceso de fabricación de acero líquido, colada continua y laminado, relacionadas con propiedades mecánicas (resistencia a la tensión y reducción de área, principalmente) además de calidad superficial e interna del alambrón, se han obtenido en tiempo reciente. Los productos de aplicación industrial: 1045 a 1065 y de 1070 hasta 1080, en diámetros desde 5.5 mm hasta 11 mm, han mos-
trado indicadores de calidad con tendencia positiva debido al mejoramiento de prácticas de fabricación y a la incorporación de equipos orientados hacia esto. Debido a estos resultados se ha iniciado el desarrollo de productos de acero alto C para aplicaciones especiales cuyos requisitos en calidad son superiores. El proceso de mejora continua es parte del desarrollo de productos de mayor valor el cual forma parte de los objetivos estratégicos.
Introducción Los productos de acero alto Carbono (entendiéndose como acero alto C el de contenido de 0.40 % o más) son productos especiales, aunque la aplicación sea de “alambrón calidad industrial” Estos productos en palanquilla son susceptibles a la segregación central de Carbono, grieta central, pin hole, romboidez y paso de escoria, además de cierto nivel de limpieza (inclusiones no metálicas) entre otros. En alambrón, se pueden presentar defectos como: grietas, traslapes, hojeaduras, heterogeneidad en resistencia a la tensión; esta última causada principalmente por heterogeneidad térmica intrapalanquilla o diferencias en velocidades de enfriamiento en la etapa stelmor*. Todos estos tienen influencia durante el trefilado del alambrón manifestándose como rupturas y/o bajas en productividad al disminuirse obligadamente las velocidades en las máquinas de trefilado. Los requisitos en el alambrón de aplicación industrial, en general son: resistencia a la tensión controlada, determinada de forma inmediata a la producción, rangos de 5 a 6 kg/mm2 por colada, % reducción de área mín. Composición química controlada (C, Mn, Si, P y S) y en algunos casos, cierto nivel de residuales máx. como suma o por elemento individual; respecto a calidad superficial, 2 a 3 % máx. del diámetro nominal en profundidad de defectos superficiales y cierta profundidad en descarburación; nivel de inclusiones no metálicas no mayor de nivel 2g (ASTM E-45) y de 10 a 15 % máx. de perlita gruesa. A efecto de mejorar gradualmente la calidad del alambrón alto Carbono en general se han efectuado algunas caracterizaciones y acciones de mejoramiento que han generado impactos positivos importantes, tangibles desde los indicadores de producto (alambrón) hasta los del proceso de trefilado. Caracterizaciones y etapas: proceso de estabilización del producto, mejoramiento en prácticas de laminado (desde el proceso de recalentamiento) Cambio en el diseño del inhibidor del dis30 HIERRO yACERO/AIST MÉXICO
tribuidor, adición de Ti en algunos grados, protección del acero en Colada continua. Aspectos de caracterización y mejoramiento Proceso de estabilización Objetivo.- Se pretende determinar el tiempo necesario para obtener un cambio significativo positivo en la ductilidad de este tipo de acero, evaluado principalmente mediante la medición de la Reducción de área* en el ensayo de tensión. Desarrollo.- Se efectuó un muestreo al 100 % de las coladas producidas (17 coladas) y se almacenaron bajo condiciones controladas. De cada colada se fue ensayando una muestra por hilo y por día hasta el día corriente 28. Día en que se dio por concluida la prueba. El efecto más destacable (pues hay varios) es el incremento de ductilidad debido a la liberación de Hidrógeno1. Existen varios estudios2 que afirman que la combinación Fe3C (aceros de alto contenido de C) tiene alta susceptibilidad al “daño por Hidrógeno” debido a mayor proporción de fase perlítica. Puede retenerse una cantidad importante de Hidrógeno a temperatura ambiente en la matriz ferrítica y en las interfases ferrita-perlita debido a la presencia de una gran cantidad de defectos microestructurales que atrapan el Hidrógeno (vacancias, Fe3C, MxC, dislocaciones, micro-huecos, interfases, bordes de grano). Ocurre en todos los grados alto C, siempre y cuando existan ciertas condiciones de fabricación de acero. En mayor o menor medida sucede desde los grados 1040. Los resultados cambian pues un factor de efecto importante es también el diámetro. Hemos determinado el comportamiento alambrón con diferentes contenidos de C y diferentes diámetros.
laminación En este grupo de ensayos se han observado 4 puntos de cambio en el tiempo, día 3, 7, 11 y 18 días. De 17 % de reducción de área inicial pasó a 35 % después del día 18. En este producto el t del ciclo de estabilización fue de 18 días. Reducción de área*.- Expresado en porcentaje. Comparación entre el área de la sección transversal inicial y final en un ensayo de tensión. Se expresa como: [(área inicial-área final) / ( área inicial)) * 100. A mayor % de reducción de área, mayor ductilidad. Prácticas de laminación
Gráficas de comportamiento de reducción de área por día. Alambrón 1080.
Uso de gas natural o mezcla de gas coque-AH, en sustitución de combustóleo en el horno de recalentamiento del molino. Beneficio directo en el nivel de oxidación de la palanquilla y en el rendimiento de transformación, homogeneidad térmica por pieza, mejor comportamiento de propiedades mecánicas y menor generación de defectos superficiales por oxidación y de conformado. Plan de adecuación de condiciones en cajas de agua para homologar los 4 hilos y atenuar la dispersión de resistencia a la tensión. Revisión de prácticas de enfriamiento por grado y verificación de “condiciones” por hilo, previa campaña de laminado de alto C, resultado principal, 35 % disminuyó la cantidad de coladas con R Tensión fuera de especificación, esto también fue soportado por la integración y uso de modelos matemáticos de regresión múltiple para predicción de propiedades mecánicas en función de la composición química y condiciones de laminado. La Desv. Std. Por colada, originalmente de diseño de 2.55 es de 1 kg/mm2 por colada.
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laminación Protección del acero en Colada continua Protección de la olla al distribuidor con buza y gasket y del distribuidor al molde, con flujo de Argón. No inyección de oxígeno al distribuidor.
Protección del acero y re-diseño del distribuidor. Limpieza, nivel de INM: antes, de 0.79 a 2.69 % de la superficie analizada; después: 0.23 a 0.77 %. Nivel promedio en alambrón: 1d (ASTM E-45) por tipo. Uso de Ti. Con concentraciones de 0.010 a 0.020 % pin hole de 0.5 – 1 pulg2
Re-diseño del distribuidor Con el tipo de inhibidor utilizado con anterioridad se obtenía cierta diferencia significativa en temperatura de salida por línea, en las líneas centrales se generaba un vórtex que en ciertos casos de nivel de distribuidor podría generar paso de escoria y/o ruptura de líneas. Con el re-diseño del distribuidor se mejoró el transporte del fluido dentro, de forma tal que esto impacta en la homogeneidad del acero al pasar al molde. Beneficio principal, limpieza del acero. Indicador de nivel de limpieza en muestreo de distribuidor: Antes, de 0.79 a 2.69 % de la superficie analizada; después: 0.23 a 0.77 %. T[oC]
1540 1539.3 1538.6 1537.9 1537.2 1536.5 1535.8 1535.1 1534.4 1533.7 1533 1532.3 1531.6 1530.9 1530.2 1529.5 1528.8 1528.1 1527.4 1526.7 1526
a)
Agradecimientos b)
Uso de Ti Ha sido demostrado que el uso de Ti en pequeñas cantidades es benéfico en la eliminación de pin holes en palanquilla. Con el fin de no exceder la presión total en la suma de presiones parciales de CO, H2 y N, a 1 Atm. se adiciona Ti en forma de Fe-Ti, debido a su afinidad con el oxígeno y nitrógeno, este último se fija como Nitruro de Ti y la presión total de 1 Atm. no se alcanza. Los compuestos de Ti son finos y precipitan y dispersan durante la solidificación. La concentración final de Ti en el acero es de 0.010 a 0.020 %. El exceso en la adición de Ti genera bloqueo de boquillas por la formación de óxidos globulares. El promedio de pin holes pasó de 3-4 / pulg2 a 0.5-1 / pulg2 con la adición para 0.010 a 0.020 %. Esto tuvo un impacto en el mejoramiento de la calidad superficial del alambrón. Grietas por pin hole disminuyeron en frecuencia y profundidad. Se determinó que un pin hole de 1 mm de profundidad o mayor es potencialmente un defecto superficial (grieta) en el alambrón. Resultados Proceso de estabilización. Cambios importantes positivos en ductilidad desde el día 3. Entre 15 y 21 días los ciclos de estabilización, según grado y diámetro del alambrón. Prácticas de laminado. 35 % menos coladas fuera de Esp. en R tensión. Desv. Std. de 1 kg/mm2 por colada vs 2.55 de diseño original. 32 HIERRO y ACERO/AIST MÉXICO
Al grupo de trabajo interno “Alto Carbono” por su dedicación al proyecto de mejoramiento. Referencias 1 Manual de Morgan Ed. 1998 Molino de alambrón AMM 2 Titanium: powerful tool in eliminating pin hole defects. K. Kunkel and N. Franzen 3 ASTM A510 “General requirements for wire rod and coarse round wire, carbon steel. 4 NMX-B-365 “Alambrón de acero al carbono para trefilación” Apéndices
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Las ventajas del equipo CRMC de Lubricación Inteligente son: 1-. Monitoreo del flujo de Lubricante, aviso en caso de bloqueo de línea (no más calentamientos de equipos o baleros pegados). 2-. Se programa la cantidad de lubricante en cada punto de manera independiente (ahorro en el uso de lubricante y mayor limpieza de línea).
3-. La lubricación por computadora programa cuántas veces al día se lubrica cada punto. 4-. El acomodo de la línea es más eficiente ya que cada punto es independiente en cantidad y ciclo de aplicación de lubricación sin importar la secuencia de la línea.
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