PROYECTO EN INDUSTRIA SIDERURGICA INTEGRADA

Academia de Ciencias Exactas, Fsicas y Naturales

Asesora para la utilizacin del MDL en proyectos de reduccin de GEI en el sector energtico colombiano

PROYECTO

MODERNIZACIN DE LA INDUSTRIA SIDERURGICA INTEGRADA

ACERIAS PAZ DEL RO S.A.

INFORME FINAL

Presentado a:

UPME

Por:

ACADEMIA COLOMBIANA DE CIENCIAS EXACTAS, FSICAS Y NATURALES

(ACCEFYN)

Bogot, Julio 2003

TABLA DE CONTENIDO

11.OBJETIVO DEL PROYECTO

22.LOCALIZACIN

43.METODOLOGA ADOPTADA

54.DESCRIPCIN DE LA SITUACIN ACTUAL

54.1PRINCIPALES CARACTERSTICAS DE LA PLANTA

74.1.1Gerencia de Minas

74.1.1.1Minas de mineral de hierro

74.1.1.2Minas de Carbn

74.1.1.3Minas de Caliza

84.1.2Gerencia de Planta

84.1.2.1Planta de coque

104.1.2.2Planta de Sinterizacin

114.1.2.3Alto Horno

134.1.2.4Acera

154.1.2.5Laminacin de productos redondos

154.1.2.6Laminacin de productos planos

165.PRINCIPALES PROBLEMAS QUE AFECTAN A LAS DEPENDENCIAS DE LA GERENCIA DE MINAS

165.1PRINCIPALES PROBLEMAS EN LAS MINAS DE MINERAL DE HIERRO

165.1.1Mina El Uche

165.1.2Mina El Uvo

165.2PRINCIPALES PROBLEMAS EN LAS MINAS DE CALIZA

176.PRINCIPALES PROBLEMAS QUE AFECTAN A LAS DEPENDENCIAS DE LA GERENCIA DE PLANTA

176.1PROBLEMAS EN LA PLANTA DE COQUE

176.1.1Edad de la batera de hornos verticales

176.1.2Excesiva humedad en el coque fabricado en hornos de solera

186.2PROBLEMAS EN LA PLANTA DE SINTER

186.2.1Baja permeabilidad en la mezcla a sinterizar

186.2.2Diseo inadecuado del horno de ignicin

186.2.3Calidad deficiente en las mallas para el cribado de Sinter

196.3PROBLEMAS QUE AFECTAN EL ALTO HORNO

196.3.1Calidad del mineral de hierro

196.3.2Mal estado de la estufa No.3

196.3.3Obsolescencia del sistema de carga

206.3.4Diseo inadecuado del sistema de placas de proteccin del tragante

206.3.5Falta de instrumentacin

206.4PROBLEMAS QUE AFECTAN LA PLANTA DE ACERO

206.4.1La mala calidad de parte de la cal utilizada en los convertidores

206.4.2La falta de un horno cuchara y de una colada continua

216.4.3Reparar el sistema de desempolvado en la planta de calcinacin

216.5PROBLEMAS QUE AFECTAN LA PLANTA DE LAMINACIN

216.5.1Falta de un horno de solera galopante para el recalentamiento de palanquillas:

216.5.2Falta de dos cajas desbastadoras

227.RECOMENDACIONES PARA SOLUCIONAR LOS PRINCIPALES PROBLEMAS QUE AFECTAN A ALGUNAS DE LAS DEPENDENCIAS DE LA GERENCIA DE MINAS

227.1Recomendaciones relativas al mineral de hierro de la mina el Uche

227.2Recomendaciones para que el mineral enviado al alto horno no tenga un tamao superior a 50 mm

238.RECOMENDACIONES PARA SOLUCIONAR LOS PRINCIPALES PROBLEMAS QUE AFECTAN A ALGUNAS DE LAS DEPENDENCIAS DE LA GERENCIA DE PLANTA

238.1Recomendaciones para solucionar algunos de los problemas de la planta de Sinter

238.1.1Recomendaciones para mejorar el manejo del mineral fino en pocas de invierno

238.1.2Sugerencias encaminadas a mejorar la permeabilidad de la mezcla a sinterizar

248.1.3Recomendacin para fijar el consumo de finos de coque en funcin del tenor de FeO en el Sinter obtenido y no en funcin de la dureza del Sinter

258.1.4Recomendacin para adicionar a la mezcla que se debe sinterizar, cantidades significativas de minerales de hierro provenientes de minas diferentes a las localizadas en Paz del Ro

258.1.5Horno de Ignicin

268.1.6Humedad de la mezcla a sinterizar.

268.1.7Adicin excesiva de finos de coque a la mezcla a sinterizar.

268.2Recomendaciones para aumentar la productividad y reducir el consumo de coque en el alto horno

268.2.1Reconstruccin de la estufa No. 3

278.2.2Reemplazar el obsoleto sistema de pesaje de las materias primas

278.2.3Comprar e instalar un sistema para la inyeccin de carbn pulverizado o granular por las toberas

288.2.4Comprar e instalar un tragante de garganta variable

288.2.5Modificar el diseo del sistema de placas de proteccin del tragante

288.2.6Mejorar el conjunto de la instrumentacin del alto horno

298.3Recomendaciones para aumentar la productividad y mejorar la calidad del acero producido en la planta de Acero.

298.3.1Instalar la metalurgia en cucharas

298.3.2Instalar una colada continua

308.3.3Adquirir equipos para el manejo y preparacin de la chatarra

308.4Recomendaciones para mejorar el rendimiento metlico y reducir los consumos energticos en la planta de laminacin

319.COSTO DEL PROYECTO

3210.ANLISIS ECONMICO

3511.CONCLUSIONES

3712.ANEXO 1

39LTIMA PAGINA DE ESTE INFORME

TABLAS32Tabla 1 Indicadores del caso base y alternativas

33Tabla 2 Costo de los energticos

33Tabla 3 Consumo y costo de energticos de las alternativas

FIGURAS

3Figura 1. Localizacin de la zona de estudio.

6Figura 2. Proceso de produccin

8Figura 3. Principales operaciones realizadas en las minas de mineral de hierro, carbn y caliza.

10Figura 4. Batera de Coquizacin de APDR

11Figura 5. Alto horno de APDR

1. OBJETIVO DEL PROYECTO

Este proyecto tiene como objetivo fundamental, identificar aquellos procesos que se realizan en la planta de Acerias Paz del Ro S.A. (APDR), que conduzcan a obtener ahorros energticos significativos y como consecuencia de ello, a reducir las emisiones de gases de efecto de invernadero, logrando al mismo tiempo un menor costo en el producto terminado.2. LOCALIZACINLa planta de Acerias Paz del Ro S.A. (APDR) est localizada en la poblacin de Belencito en el departamento de Boyac. Sobre la planicie cundiboyacence, una meseta sobre la cordillera oriental, latitud 5 46 norte y longitud 72 53 a 2568 m sobre el nivel del mar. Su temperatura promedio es de 18 grados centgrados a una distancia de 200 km al norte de Bogot. Ver mapa de localizacin en la Figura 1Figura 1. Localizacin de la zona de estudio.

3. METODOLOGA ADOPTADA Para la descripcin tcnica del presente proyecto se ha adoptado la metodologa siguiente:

Hacer una descripcin ms o menos detallada de las principales dependencias de APDR, que tienen influencia significativa en los logros de los niveles de produccin presupuestados. Establecer una lnea base de produccin, la cual estara constituida por el promedio aritmtico de los tonelajes de productos finales fabricados por APDR durante los aos 2000, 2001 y 2002. estos tonelajes se derivan de una produccin en el alto horno de 877 ton/da, calendario durante ese periodo.

En cada dependencia, identificar aquellas dificultades o cuellos de botella, que impiden alcanzar altos niveles de produccin, mejor calidad en los productos obtenidos, menores consumos energticos unitarios y por tanto menores emisiones de GEI. Formular las recomendaciones que permitan eliminar o reducir, aquellas dificultades o cuellos de botella, que en la actualidad estn impidiendo obtener una mayor productividad, una mejor calidad en los productos resultantes de los ms importantes procesos, un menor consumo energtico y una reduccin en el elevado nivel de contaminacin que existe en la empresa. Estimar con la mayor exactitud posible, los costos de las innovaciones o mejoras que se formulen en el presente proyecto.4. DESCRIPCIN DE LA SITUACIN ACTUAL4.1 PRINCIPALES CARACTERSTICAS DE LA PLANTAAcerias Paz del Ro S.A. (APDR) es la nica siderrgica integrada que existe en Colombia. Esto significa que la mayor parte del acero que produce, se obtiene mediante el procesamiento de tres materias primas que existen en la corteza terrestre: el mineral de hierro, el carbn y la piedra caliza.

Desde el punto de vista puramente operacional, la empresa est dividida en la Gerencia de Minas y la Gerencia de Planta. Esta ltima se subdivide en los departamentos de coqueria, sinterizacin, alto horno, aceria, laminacin barras y laminacin plana (Ver Figura 2). A continuacin se presenta una breve descripcin de cada una de las dependencias que se han mencionado.Figura 2. Proceso de produccin

4.1.1 Gerencia de Minas

4.1.1.1 Minas de mineral de hierro

Para las operaciones del alto horno y de la planta de sinterizacin, se explotan diariamente las siguientes cantidades de minerales de hierro: de la mina denominada el Uvo y en la cual la explotacin es subterrnea, se extraen 1500 toneladas, y de la mina el Uche, en la cual la explotacin se hace en la superficie, se extraen 1200 toneladas. Eventualmente se realizan algunas extracciones de mineral fino para la planta de Sinter, de una mina de superficie denominada El Banco.El mineral para el alto horno tiene una granulometra comprendida entre el 9.5 y 50 mm, mientras que el mineral fino para la planta de Sinter, tiene un tamao inferior a 9.5 mm. De las caractersticas fisicoqumicas que poseen estos minerales se hablara detalladamente, cuando se analicen las recomendaciones que en el pasado han hecho otros consultores y las propias del presente informe4.1.1.2 Minas de Carbn

Para la formacin de la mezcla de carbones que se carga a los hornos de la batera de hornos, donde se fabrica el coque metalrgico indispensable para la operacin del alto horno, APDR utiliza tres clases de carbones: un 80% de carbones provenientes de minas aledaas a la poblacin de Paz del Ro, los cuales son comprados; un 10% producido en la mina la Chapa, propiedad de la empresa y un 10% proveniente de unas minas que APDR tiene cerca de la poblacin de Samac a 35 km del Puente de Boyaca. Aproximadamente el 30% de las 1220 ton/da de esta mezcla de carbones que se cargan a los 57 hornos verticales y a los 32 hornos de solera, son lavadas en la denominada planta lavadora, con el fin de reducir el tenor de cenizas superior al 13%. Con las mezclas descritas, se obtiene un coque metalrgico, cuyas caractersticas fisicoqumicas son muy cercanas a las que se exigen en el mercado internacional, para coques que van a ser utilizados en los altos hornos.4.1.1.3 Minas de Caliza

Las minas de caliza de APDR estn localizadas a mas o menos 10 km de la planta y se consume esta caliza en la siguiente forma:600 ton/da que se consumen en la planta de Sinter y las cuales tienen un tamao inferior a 3.3 mm, despus de ser molidas en un molino de martillos; una pequea cantidad que eventualmente se carga al alto horno y que tiene un tamao comprendido entre 25.4 a 60 mm, y unas 400 ton/da que se alimentan a tres hornos verticales para la calcinacin de la caliza y su conversin en cal (oxido de calcio = CaO). Esta cal se utiliza principalmente en los convertidores para la defosforizacin y desulfuracin del acero.Figura 3. Principales operaciones realizadas en las minas de mineral de hierro, carbn y caliza.

4.1.2 Gerencia de Planta

A continuacin se presenta una descripcin breve de cada una de las dependencias que constituyen la gerencia de planta.

4.1.2.1 Planta de coque

Esta constituida bsicamente de dos secciones:

a) Por una batera de 57 hornos verticales, cada uno de ellos con capacidad de recibir 15.8 ton de carbn. Esta batera entr en operacin en octubre de 1975 y pertenece a la tecnologa conocida como Underjet (quemadores en el stano), alcanza una produccin diaria de 740 ton de coque bruto, de las cuales 616 ton van al alto horno y las 124 ton restantes se destinan a la planta de Sinter, despus de ser molidas en dos molinos de martillos a un tamao inferior a 3.31 mm.b) La batera de hornos verticales posee una seccin denominada planta de subproductos, en la cual mediante diversos procesos fisicoqumicos, se separan compuestos tales como el alquitrn y el amoniaco, el cual por reaccin con el cido sulfrico se transforma en la misma planta en sulfato de amonio (se vende como fertilizante), el cido sulfhdrico (H2S), el cual en una pequea planta se transforma en cido sulfrico (H2SO4), y la naftalina, la cual se vende a otras empresas como Carboqumica, donde se somete a un proceso de purificacin. Despus de separar los anteriores compuestos, el gas de hornos de coque (GHC), se utiliza en la propia batera para el calentamiento de los hornos; la calcinacin de la piedra caliza para obtener la cal que se utiliza en los convertidores; tambin se utiliza como uno de los combustibles de la planta de fuerza para generar 20 MVA de electricidad; para el calentamiento del convertidor y secado de cucharas en la acera, y finalmente una pequea cantidad se consume en el horno de ignicin de la planta de sinterizacin.

c) En el ao 2001 fue reconstruida una batera de 32 hornos de solera, los cuales producen unas 112 ton/da. De estas, unas 98 ton van al horno y las 14 restantes se destinan a la planta de Sinter.Figura 4. Batera de Coquizacin de APDR

4.1.2.2 Planta de Sinterizacin

La planta de sinterizacin consta bsicamente de dos secciones:

a) Recibo y manejo de materias primas.

b) Mquina de sinterizacin e instalaciones auxiliares.

En la primera existe una tolva subterrnea donde se descargan los vagones que traen el mineral fino proveniente de las minas; una serie de transportadores para conducir los finos de mineral hasta un apilador, mquina que se desplaza sobre rieles y que permite formar pilas de hasta 24000 ton de peso y constituidas por capas alternadas de finos de mineral y de caliza. Siempre existe una pila que est en formacin y otra en consumo. La segunda consta esencialmente de la mquina sinterizadora, la cual en realidad es un transportador metlico sin fin, formado por la unin de 96 carros. El rea de la mquina es de 68 m2 y el espesor de la mezcla que se sinteriza es de 30 cm. Como equipos complementarios de la mquina pueden mencionarse el extractor de gases, las cajas y tuberas para el manejo de estos gases, el horno de ignicin para producir el encendido del coquecillo que lleva incorporado la mezcla que se debe sinterizar, cribas en caliente y en fro para la tamizacin de Sinter, el enfriador del Sinter y los equipos de medicin y control.Finalmente es interesante sealar, que esta planta fue construida en el ao de 1968 por la empresa alemana Lurgi, que su capacidad de diseo es de 397000 ton/ao y que en este momento esta produciendo alrededor de 496000 ton/ao gracias a alguna mejoras e innovaciones que le han introducido los ingenieros que laboran en el rea de sinterizacin y alto horno.

4.1.2.3 Alto HornoEl alto horno de APDR tiene las caractersticas generales y de diseo que se indican a continuacin:Figura 5. Alto horno de APDR

Generales

Tipo: Diseo McKee (norteamericano)

Ao de construccin: 1953

Empresa constructora: Delattre et Frouard de Francia

Ao puesta en marcha: Octubre de 1954

Capacidad nominal actual: 923 ton/da, trabajando 345 das al ao

Caractersticas de diseo

Dimetro del crisol: 6.30 metros

Volumen total: 809 m3 Volumen til: 689 m3 (desde nivel toberas hasta lnea de carga)

Numero de toberas:12

Piqueras de arrabio: 1

Piqueras de escoria: 2

Sistema de cargue en piso:

Tolvas, cribas, carro de cargue y vagonetas.

Sistema de cargue en el tope

Campana grande y su tolva, campana pequea y su tolva, distribuidor rotatorio.

Sistema de calentamiento del aire de soplo

Estufas: 3

Diseo: de Koppers Co. (USA)

rea de calentamiento: 36000 m2 (total)

rea cmara de combustin: 3.15 m2 Capacidad de cada quemador: 708 m3N/min

Mxima temperatura en el domo: 1200 C

Clase de operacin de las estufas: manual

Combustible que se consume: gas de alto horno.

Sopladores de aire

Soplador N1: Capacidad mxima = 1600 m3N/min

Soplador N2: Capacidad mxima = 1330 m3N/min

Sistema de limpieza de gases

Separador de polvo grueso: 1

Torre de lavado de gases: 1

Lavador tipo ventura: 1

4.1.2.4 AceraLa acera comprende el siguiente conjunto de equipos:

Convertidores

Tipo de proceso: Inicialmente Thomas y luego transformado a LWS en 1982

Cantidad: 2 convertidores

Fabricante: Delattre et Frouard y Creusot Loire de Francia

Comienzo de operacin: Octubre de 1954

Capacidad nominal: 945 ton acero/da

Capacidad del recipiente: 35 ton de acero en cada colada

Volumen del recipiente: 24 m3Planta de desiliciado Tipo de proceso: Lanza para inyectar oxigeno a la superficie del arrabio.

Cantidad: 1

Numero de lanzas: Dos , provistas de enfriamiento con agua

Ao de construccin: 1971

Capacidad nominal: Para procesar hasta 960 ton de arrabio por daMezclador para arrabio

Cantidad: 1

Fabricante: Delattre Frouard de Francia

Capacidad nominal: 800 ton de arrabio

Numero de quemadores: 2

Combustible para el quemador: Gas de hornos de coque

Sistema para el desulfurado del arrabio

Este sistema exhibe las caractersticas generales siguientes:

Cantidad de equipos: 1

Forma de adicin del desulfurante: Cargue desde la parte superior.

Capacidad tolva de recepcin: 46 m3 Capacidad del silo: 292 m3 Capacidad del sistema: 6 ton de carbonato de sodio/hora

Agente desulfurante: Carbonato de sodio (Na2CO3)

Sistema para el llenado de las lingoteras

Cantidad: Dos mesas para el llenado

Forma de llenado: En forma directa a la lingotera

Tipo de vlvula deslizante: Sistema SANAC

Longitud de las mesas: Treinta metros

Altura de las mesas: 2.35 m

Espacio para el carro portalingoteras: 3.5 m

Planta de calcinacin

Esta planta est constituida por los siguientes equipos:

Hornos de tecnologa Maerz: Uno de 110 ton/da de capacidad

Hornos de tecnologa Priest: Dos de 65 ton/da de capacidad cada uno

Horno elctrico

Existe un horno elctrico que se compr a la Empresa Cerromatoso, el cual no ha podido entrar en operacin debido a la falta de un transformador con capacidad de 35.6 MVA, de una gra de 100 ton de capacidad y de otra gra de 20 ton de capacidad. La empresa ha recibido cotizaciones por estos equipos, pero su adquisicin se ha pospuesto debido a falta de recursos.

4.1.2.5 Laminacin de productos redondosLos equipos bsicos que constituyen esta planta son los siguientes:

1 Horno de calentamiento de lingotes 1 Tren 1100 de laminacin 1 Laminador tipo bloming 2 Hornos de recalentamiento

1 Tren 710 de laminacin

1 Tren Morgan de laminacin

6 Embobinadoras de alambrn

1 Tren 450 de laminacin

4.1.2.6 Laminacin de productos planosEsta planta esta formada por los siguientes equipos:

1 Horno de calentamiento de planchones

1 Laminador Steckel

1 Lneas de corte

1 Embobinador de laminas

5. PRINCIPALES PROBLEMAS QUE AFECTAN A LAS DEPENDENCIAS DE LA GERENCIA DE MINAS5.1 PRINCIPALES PROBLEMAS EN LAS MINAS DE MINERAL DE HIERRO

5.1.1 Mina El Uche

Esta es una mina a ciclo abierto y su principal problema lo constituye la amplia variabilidad en su contenido de slice (SiO2), la cual con mucha frecuencia oscila entre 10 y 17%. Cuando por algunas razones llegan para consumo en el alto horno grandes tonelajes de este mineral alto en Slice, la productividad y la calidad del arrabio se desmejoran; la rata de coque (coke-rate) se incrementa, debido a la mayor produccin de escoria. El tenor de Fe es de 44 %.5.1.2 Mina El Uvo

Esta es una mina de explotacin subterrnea, en la cual el mineral de hierro que se extrae tiene una composicin qumica mas uniforme que aquella de la mina El Uche. El principal problema del mineral proveniente de esta mina lo constituye el hecho de que el mineral que se enva para consumo en el alto horno, tiene una alta proporcin de pedazos con tamao superior a 50 mm.

5.2 PRINCIPALES PROBLEMAS EN LAS MINAS DE CALIZA

Los principales problemas que se experimentan en las minas de caliza, se refieren casi exclusivamente al hecho de que durante la explotacin de la caliza siderrgica aparecen eventualmente lotes que tienen un contenido de CaO por debajo del 51% y la suma de impurezas tales como SiO2 + Al2O3 + P2O5, con valores por encima del 4.5%, lo cual es daino para el proceso en los convertidores.

6. PRINCIPALES PROBLEMAS QUE AFECTAN A LAS DEPENDENCIAS DE LA GERENCIA DE PLANTA

6.1 PROBLEMAS EN LA PLANTA DE COQUE

Los principales problemas que en la actualidad afectan al Departamento de Coquera son los siguientes:

6.1.1 Edad de la batera de hornos verticales

Esta batera entr en operacin en Octubre de 1975, lo cual significa que en Octubre prximo cumplir 28 aos de estar operando. Es un hecho bien conocido que a partir de lo 15 aos de operacin, la disponibilidad de las bateras de esta clase, comienza a disminuir significativamente. De hecho, la batera de APDR a pesar de haber sido bien operada y mantenida hasta el momento, est trabajando al 78,6 % de su capacidad de diseo, pues est sacando 66 hornadas de coque y la capacidad de diseo son 86 hornadas/da. Con 66 hornadas/da, la batera no puede suministrar las 680 ton/da de coque que requiere el alto horno para producir 923 ton/da de arrabio a una rata de coque de 740 kg/ton de arrabio. Debido a esa prdida de capacidad de produccin, la cual se incrementar en los aos venideros, APDR decidi reconstruir en el ao 2000, una batera de hornos de solera, que producen 112 ton/da de coque, con calidad ligeramente inferior a la obtenida en los hornos verticales.

6.1.2 Excesiva humedad en el coque fabricado en hornos de solera

Para poder seguir operando el alto horno en caso de presentarse una parada en la batera de hornos verticales, es necesario disponer de un stock de coque de por lo menos 3000 ton. En la actualidad ese stock esta constituido casi exclusivamente por coque fabricado en los hornos de solera y se mantiene a la intemperie, de manera que en pocas de invierno su humedad se incrementa excesivamente, lo cual es nocivo para la operacin del alto horno cuando se requiere consumir una porcin de el.

6.2 PROBLEMAS EN LA PLANTA DE SINTER

Los principales problemas que en la actualidad afectan a la planta de Sinter, se detallan a continuacin:

6.2.1 Baja permeabilidad en la mezcla a sinterizar

Este problema se debe principalmente al amplio rango de tamaos del fino mineral de hierro que se descarga a las pilas. El tamao normal debera ser entre 0.5 y 9.5 mm, pero con frecuencia viene con una alta proporcin superior a 9.5 mm, la cual es buena para ser cargada en el alto horno, pero mala para el proceso de sinterizacin. Otros factores que estn incidiendo sobre la permeabilidad de la mezcla son: la falta de un control automtico en la adicin de agua al mezclador, la falta de una pared de retencin antes de salir la mezcla del tambor mezclador, altura muy pequea entre la cada del material en el rodillo de alimentacin y la superficie de la mezcla a sinterizar.Los ingenieros de la Kobe Steel, hicieron un anlisis bastante detallado de este problema y de sus probables soluciones.

6.2.2 Diseo inadecuado del horno de ignicin

El horno de ignicin existente esta trabajando desde 1968. Tanto en la planta de Belencito como en otras plantas de Sinter construidas por la Empresa alemana Lurgi, se presentaron muchos problemas, especialmente por la frecuente cada de algunos ladrillos que forman el techo en forma de bveda. Debido a los anteriores problemas, Lurgi decidi eliminar este diseo y reemplazarlo por uno ms duradero y eficiente a partir del ao 1975.

6.2.3 Calidad deficiente en las mallas para el cribado de Sinter

Debido a la difcil situacin financiera que ha venido experimentando APDR desde hace alrededor de 10 aos, las mallas para el cribado de Sinter tanto en la propia planta como en la que esta localizada antes de las tolvas de recepcin en el alto horno, que antiguamente se importaban, han sido sustituidas por mallas fabricadas en el pas, las cuales no poseen la calidad de las importadas. Por ello se desgastan ms rpido y la tamizacin es deficiente, pues los huecos se agrandan rpidamente y parte del Sinter superior a 6.4 mm que debera ir a las tolvas del alto horno se va con los finos.

6.3 PROBLEMAS QUE AFECTAN EL ALTO HORNO

A continuacin se detallan los principales problemas que afectan al departamento de alto horno.

6.3.1 Calidad del mineral de hierro

El mineral de hierro que utiliza el alto horno, adems de tener un contenido de hierro relativamente bajo (45 %), comparado con un buen mineral que normalmente tiene ms de 63% de hierro, contiene tambin un elevado tenor de impurezas tales como: slice, alumina, fsforo, zinc, lcalis y carbonatos. Lo anterior conduce a la produccin de 740 kg de escoria por cada tonelada de arrabio y que la rata de coque sea de alrededor de 730 kg de coque/ton de arrabio. Adicionalmente, el tenor de slice en el mineral proveniente de la mina el Uche es muy alto y muy variable. Todo lo anterior conduce a reducir la productividad y a incrementar el consumo de coque.

6.3.2 Mal estado de la estufa No.3

De las tres estufas que requiere el alto horno para el calentamiento del aire de soplo, la No. 3 se encuentra seriamente daada en la parte superior de la columna de ladrillos de colmena y en la base. Lo anterior ha conducido a que la temperatura de soplado, que es de 850 C cuando las tres estufas estn en buenas condiciones, en este momento se encuentra a un nivel de solamente 630 C, con un consecuente incremento en el consumo de coque de unas 20 ton/da.

6.3.3 Obsolescencia del sistema de carga

El sistema de accionamiento de las compuertas de las tolvas de almacenamiento de materias primas hacia las tolvas del carro bscula es totalmente manual, lo cual exige un gran esfuerzo fsico tanto al operador de este carro como a su ayudante. Adems de lo anterior, el sistema es lento y puede convertirse en una seria restriccin, si en el futuro se pretende obtener del alto horno una produccin superior a las 950 ton/da de arrabio; otra seria dificultad la constituye el alto grado de polvillo que se esparce en la atmsfera, en el momento en que se abren las compuertas.El equipo de cargue localizado en el tope del horno tambin es obsoleto, pues corresponde al clsico diseo McKee de la dcada de los aos 50s.a6.3.4 Diseo inadecuado del sistema de placas de proteccin del tragante

En el curso de los ltimos 10 aos se ha producido una cada frecuente de muchas de las placas de proteccin del tragante, lo cual ha ocasionado varias paradas de hasta 20 das en la operacin del alto horno para reponer las placas cadas. En enero de 2002 hubo la necesidad de hacer una parada de 19 das por este motivo y en Agosto o Diciembre del presente ao habr necesidad de hacer otra parada similar por la misma causa. La opinin de algunos ingenieros rusos y norteamericanos, del personal de ingeniera de APDR y del autor del presente proyecto es que el diseo actual debe modificarse.

6.3.5 Falta de instrumentacin

La instrumentacin que posee en la actualidad el alto horno es muy escasa y eso hace que gran parte de la operacin se vigile al ojmetro, lo cual est en contrava con la tendencia moderna de dotar a los altos hornos de la mayor cantidad y mejor calidad de la instrumentacin posible. Se entiende que lo anterior ha sido debido en gran parte a la difcil situacin econmica que ha experimentado la empresa durante los ltimos 10 aos.

6.4 PROBLEMAS QUE AFECTAN LA PLANTA DE ACERO

Los principales problemas que afectan a la planta de acero o acera, como normalmente se le conoce, se relacionan a continuacin.

6.4.1 La mala calidad de parte de la cal utilizada en los convertidores

Como se mencion en un prrafo anterior, la acera posee tres hornos verticales para la fabricacin de la cal: un horno Maerz y dos hornos Priets. La produccin de estos dos ltimos tiene con mucha frecuencia problemas de calidad, pues la cal sale parcialmente cruda y su utilizacin en el proceso de conversin del arrabio en acero es muy daina.6.4.2 La falta de un horno cuchara y de una colada continua

Desde hace alrededor de 20 aos, diversos asesores que han visitado la planta de acero, han coincidido en la opinin en el sentido de que para poder mejorar significativamente el rendimiento metlico y la calidad del acero fabricado en los convertidores, es necesario comprar e instalar entre estos y el actual horno de calentamiento, un horno cuchara y una colada continua.

6.4.3 Reparar el sistema de desempolvado en la planta de calcinacin

Esta planta dispuso durante varios aos de un sistema completo para recoger las partculas finas de cal que se esparcen a la atmsfera durante el manejo de la caliza y su conversin en cal; sin embargo, ese equipo se encuentra fuera de servicio desde hace algunos aos y requiere ser reparado para reducir el elevado grado de contaminacin existente en la actualidad, en esa planta.

6.5 PROBLEMAS QUE AFECTAN LA PLANTA DE LAMINACIN

Los principales problemas que afectan esta planta son los siguientes:

6.5.1 Falta de un horno de solera galopante para el recalentamiento de palanquillas:Segn un estudio realizado en 1995 por la empresa austriaca Voest-Alpine Industrial Services GMBH, sobre la viabilidad futura de APDR, se requiere instalar antes del tren morgan existente, un horno tipo solera galopante de 70 ton/hora de capacidad 6.5.2 Falta de dos cajas desbastadoras

Segn el estudio de la Voest-Alpine mencionado, tambin se requiere instalar en la planta de laminacin barras, dos cajas desbastadoras (horizontal vertical), para incrementar la eficiencia del tren morgan e.

7. RECOMENDACIONES PARA SOLUCIONAR LOS PRINCIPALES PROBLEMAS QUE AFECTAN A ALGUNAS DE LAS DEPENDENCIAS DE LA GERENCIA DE MINAS

7.1 Recomendaciones relativas al mineral de hierro de la mina el Uche

Para reducir la amplia variacin en el contenido de slice (de 10 a 17 %), que exhibe el mineral el Uche, es necesario disponer de un sistema de mezclado de este mineral con el mineral el Uvo, el cual tiene un contenido mas uniforme de SiO2. El sistema bsicamente consistira de una tolva de recepcin, donde por un lado se descargaran las volquetas que traeran el mineral Uche, y de all se enviara por medio de una banda transportadora a una tolva elevada de dosificacin. Por su parte, el mineral el Uvo se recibira a travs del cable areo y se descargara a la tolva de recepcin. De esta se alimentara en una forma similar a la descrita para el mineral el Uche a una tolva de dosificacin. Debajo de las tolvas de dosificacin se instalara un sistema de pesaje para cada uno de los dos minerales. Despus de ser pesados en las proporciones calculadas, los dos minerales serian descargados en forma simultnea a una banda transportadora, la cual transportara la mezcla de minerales a una tolva elevada de almacenamiento y desde la cual se descargara por gravedad la mezcla de minerales a los vagones del ferrocarril elctrico, que lo llevara hasta las tolvas del alto horno. Con la adopcin de esta recomendacin se mejorara significativamente la operacin del alto horno, lo cual se traducira en mejor calidad del arrabio y una reduccin en la rata de coque.

7.2 Recomendaciones para que el mineral enviado al alto horno no tenga un tamao superior a 50 mm

El sistema de molienda y tamizacin de los minerales que existe en la planta localizada en Paz del Ro, es un circuito abierto y por lo tanto permite que un porcentaje alto del mineral que llega al alto horno, tenga un tamao superior a 50 mm. Este hecho contribuye a perturbar la operacin del alto horno y a aumentar la rata de coque. Para corregir esta deficiencia, se debe implementar un circuito cerrado por medio del cual se retornan al triturador primario por medio de una nueva transportadora, los trozos de mineral que tengan un tamao superior a 50 mm.

8. RECOMENDACIONES PARA SOLUCIONAR LOS PRINCIPALES PROBLEMAS QUE AFECTAN A ALGUNAS DE LAS DEPENDENCIAS DE LA GERENCIA DE PLANTA

8.1 Recomendaciones para solucionar algunos de los problemas de la planta de Sinter

8.1.1 Recomendaciones para mejorar el manejo del mineral fino en pocas de invierno

El mineral fino (