CAPÍTULO IV PROPUESTA DE MEJORA DEL SISTEMA DE CONTROL ACTUAL
4.3 Conexiones
Las conexiones de la alimentación y la señal analógica del transmisor quedan como:
Fig. 26 Conexión del transmisor
Jumper para señal de prueba de 4 a 20mA Terminal interna de tierra
Terminal externa de tierra
Señal de prueba de 4 a 20mA entre positivo y terminal de prueba
Fuente de voltaje de mínimo 10.5VCD, si el jumper está colocado como muestra el diagrama
Fuente de voltaje de mínimo 11.5VCD, si el jumper está colocado en la posición de “Test”
Los componentes con protección contra sobre voltaje están etiquetados con OVP
CAPÍTULO V
COSTO DEL PROYECTO
El análisis de los costos del proyecto se lleva a cabo tomando en cuenta los aspectos más importantes dentro de la implementación del mismo, esto incluye tanto costos de materiales y equipos como costos de diseño e ingeniería y por su puesto la mano de obra del personal que se va a encargar de montar lo que sea necesario.
En este trabajo todos los precios mencionados están en dólares americanos basados en información de la empresa Tubrivalco S.A de C.V., ubicada en Avenida Industrial Vallejo, México D.F.
Discriminación de los costos del proyecto para cada una de las dependencias afectadas
5.1 ALTERNATIVAS
TABLA 6. Alternativa 2
Ítem Descripción de la mejora o modificación Valor (US$)
1 Mejoras en las minas de mineral de Hierro 800,000
SUBTOTAL 800,000
Mejoras en la planta de Sinter
2 Modificaciones en las Cribas calientes y frías 500,000
Item Descripción de la mejora o modificación Valor (US$)
1 Mejoras en las minas de mineral de Hierro 800,000
SUBTOTAL 800,000
2 Modificaciones en las cribas calientes y frias 500,000 3 Instalación sistema automatico control de humedad 100,000 4 Modificaciones al tambor mezclador 200,000 5 Modificaciones en los molinos de martillos y barras 400,000 6 Mejoramientos en el sistema de alimentación a la maquina 300,000 7 Nuevo horno de ignición 600,000 8 Pagos por servicios de ingenieria 100,000
SUBTOTAL 2,200,000
9 Modificaciones al sistema de cargue 1,200,000 10 Modificaciones al sistema de placas de protección 600,000 11 Recostrucción estufa No. 3 1,600,000 12 Instalación de un tragante de garganta variable 900,000 13 Instalación sistema de inyección de carbón granular 300,000 14 Semiautomatizar el sistema de combustión de las estufas 900,000 15 Mejoras en el conjunto de la instrumentación 600,000
SUBTOTAL 6,100,000
16 Por servicios de consultoria 270,000 17 Por concepto entrenamiento de personal 90,000
SUBTOTAL 360,000
Valor Proyecto 9,460,000
18 Otros costos 450,000
COSTO TOTAL 9,910,000
Mejoras en la planta de Sinter
Mejoras en el Alto Horno
3 Instalación sistema automático control de humedad 100,000
4 Modificaciones al tambor mezclador 200,000
5 Modificaciones en los molinos de martillos y barras 400,000 6 Mejoramientos en el sistema de alimentación a la maquina 300,000
7 Nuevo horno de ignición 600,000
8 Pagos por servicios de ingeniería 100,000
SUBTOTAL 2,200,000
Mejoras en el Alto Horno
9 Modificaciones al sistema de cargue 1,200,000 10 Modificaciones al sistema de placas de protección 600,000
11 Reconstrucción estufa No. 3 1,600,000
12 Instalación de un tragante de garganta variable 900,000 13 Instalación sistema de inyección de carbón granular 300,000 14 Semi-automatizar el sistema de combustión de las estufas 900,000 15 Mejoras en el conjunto de la instrumentación 600,000
SUBTOTAL 6,100,000
Mejoras en la planta de acero
16 Adquisición e instalación de una colada continua 8,900,000 17 adquisición e instalación de la metalurgia en cuchara 1,200,000 18 Adquisición y montaje de un sistema para preparar la chatarra 1,300,000
SUBTOTAL 11,400,000
Mejoras en la planta de laminación
19 Compra y montaje horno para recalentamiento de palanquillas 4,200,000 20 Compra y montaje cajas de laminación para el tren de Morgan 1,400,000 21 Compra y montaje mesa de enfriamiento para el tren de Morgan 2,600,000
SUBTOTAL 8,200,000
Por prestación de servicios y otros
23 Por concepto entrenamiento de personal 300,000 SUBTOTAL 1,200,000 Valor Proyecto 29,900,000 24 Otros costos 1,500,000 COSTO TOTAL 31,400,000
CONCLUSIONES
La difícil situación económica a que se ha llegado, se debe principalmente a los siguientes factores: pobre calidad de las materias primas procesadas; obsolescencia de una buena parte de los equipos utilizados; entrada al país de grandes volúmenes de acero como resultado del proceso de globalización; elevada carga prestacional; políticas nocivas de grupos económicos poderosos que en el pasado tuvieron el control de la empresa y errores administrativos cometidos por diversas administraciones de la compañía.
Diferentes firmas extranjeras que han analizado a fondo la situación actual de la industria del hierro, diversos estudios realizados por la propia empresa Altos Hornos de México, y el análisis realizado pueda asegurar su viabilidad es necesario incrementar su productividad, reducir costos y mejorar sustancialmente las condiciones ambientales dentro de la planta.
Para lograr los objetivos mencionados anteriormente, las entidades citadas coinciden en que para ello será necesario realizar inversiones en los siguientes
aspectos: adquisición de algunos equipos nuevos, reparación de algunos equipos que se encuentran en malas condiciones, eliminar algunos “cuellos de botella”, mejorar las condiciones ambientales e intensificar la capacitación del personal.
La Alternativa 2 es la más conveniente para seguir siendo estudiada como una posible solución para industrias del hierro en México, no solo por los mejores indicadores de rentabilidad obtenidos comparados con la alternativa 1, sino además por las importantes mejoras de eficiencia logradas con este proceso, lográndose una reducción en el consumo de energía por unidad de producto terminado del 19% con respecto del caso base.
En el presente trabajo se realizaron los estudios pertinentes para lograr realizar una propuesta de mejora que fuera rentable y sobretodo funcional, una vez que se realizó el análisis de la mejora y se hizo la propuesta, se expusieron los costos los cuales demuestran que la propuesta es viable aunque costosa, también se realizó un análisis de los instrumentos actualmente instalados en el proceso, los cuales son los adecuados al proceso y cumplen con los requerimientos necesarios para un correcto funcionamiento del sistema.
Esta propuesta pretende sentar las bases para lograr a futuro un control integral del alto horno así como modernizar la industria del hierro, ya que el sistema es realmente complejo y es necesario tener control sobre otras variables, no solo la temperatura y la presión, además requiere un control mucho más elaborado que pueda compensar todas las perturbaciones a las que el sistema está sometido.
La creación de SAD locales, tomando como base los mini y microcomputadores, y la construcción de sistemas jerárquicos de niveles múltiples, tomando como base los mismos, es una de las vías con más perspectivas en el desarrollo del control automático del proceso del horno alto.
RECOMENDACIONES
Con la disminución de variabilidad en humedad del coque podremos obtener cargas de coque más uniformes en los Altos Hornos, con menor probabilidad de cambios térmicos en la unidad.
Sistema de Control de Rendimientos. El beneficio será cconocer en forma continua el control de entradas de materias primas, consumos en proceso y salidas de producto para medición y control de productividad.
Disminución en variabilidad de temperatura de hornos de coque. Obtendremos un beneficio significativo en la producción de coque con una variabilidad menor en estabilidad, granulometría y en parte en c. fijo del coque para dar mayor estabilidad a los altos hornos.
La rápida respuesta de la ICP como combustible complementario, con influencias mínimas en la temperatura, composición y calidad de los gases ' de la zona de toberas, determina la efectividad
de utilización del CP para ejercer una acción rápida sobre el estado térmico del crisol del horno alto.
BIBLIOGRAFÍA
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3. KATSUHIKO, Ogata. Ingeniería de control moderna. Prentice Hall. 1980. pp. 902
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5. SHINKEY, F. G. Process control systems (application, design, adjustment). McGraw Hill. 1967. pp. 367
6. SMITH A., Carlos y CORRIPIO B., Armando. Control automático de procesos
(teoría y práctica). Noriega Limusa. 1991. pp. 717.
7. ANTONOV, A.A. y YARMALL, A.A. Utilización del carbón pulverizado y gas natural para la fabricación de arrabio. Tejnika. Kiev (Ucrania), 1974:
8. http://www.tmt.com/es/docs/doc.cfm?seite=142&urlDoc=pfaddownloads/142do wnloads/Mess_sp.pdf 9. http://revistademetalurgia.revistas.csic.es 10. www.vega.com 11. www.sap.com/mexico/contactsap 12. http://www.eurotherm.es/industries/heat-treatment/metals-applications/blast- furnace-and-stoves/[23/09/2013 12:36:31 p.m.]
13. MATSUDA, K., NAKYAMA, M., OTSUKA, Y. y KONISHI, M. Proc. lst Int. Congr. on Sci. and Tech, of Ironmaking. ISIJ. Sendai (Japón), 1994:
14. TMT – Tapping Measuring Technology Sàrl WWW.TMT.COM
15. Moinov, S. 1995. Falling employment, the trend in steel. MBM abril 1995
16. http://www.insht.es/InshtWeb/Contenidos/Documentacion/TextosOnline/Enciclo pediaOIT/tomo3/73.pdf
17. David M.Himmelblau.; Kenneth B. Bischoff., Analisis y simulación de procesos., ed. S.A. Editorial Reverté.
ANEXOS DE TABLAS Y FIGURAS
TABLAS Y FIGURAS
1) Figura .1. Diagrama de flujo de la obtención del hierro
http://www.eurotherm.es/industries/heat-treatment/metals-applications/blast- furnace-and-stoves/[23/09/2013 12:36:31 p.m.]
2) Fe 2O3 + CO2FeO + CO2 … ecuación (1)
3) CO2 + C (coque) 2CO……….ecuación (2)
5) CaCO3 + CaO + CO2…. ecuación (4)
https://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2009/01/alto- horno.pdf
6) Fig. 2. Partes de un alto horno
http://www.fisicanet.com.ar/quimica/procesos/ap1/metalurgia01.gifB. H. mstead, Phillip F. Ostwald, Myron L. Begeman ;
procesos de manufactura versión si; pág 92
93http://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2009/01/alto- horno.pdf
7) Fig.3. Ejemplo de una planta de trituración 8) Fig. 4. Ejemplo de una molienda de hierro 9) Fig. 5. Criba y tamiz
10) Fig. 6. Molienda y Concentración
11) Fig. 7. Peletización y Endurecimiento Térmico
http://materias.fi.uba.ar/7202/MaterialAlumnos/Problemas1_Tritur acionyMolienda.pdf
12) 1.-Diagrama de flujo de control de proceso
SMITH A., Carlos y CORRIPIO B., Armando. Control automático de procesos (teoría y práctica). Noriega Limusa. 1991. pp. 717
13) FIG. 8. Dinámica de la variación del contenido de silicio en el arrabio mediante la regulación del estado térmico del crisol, a) Inyección de 1.000 m3/h de gas natural, b) Inyección de carbón pulverizado
14) FIG. 9. — Control del régimen térmico del crisol con utilización de carbón pulverizado (CP) y la relación aglomerado/coque (A/C). a) Primer período de experimentación, b) Segundo período de experimentación.
ANTONOV, A.A. y YARMALL, A.A. Utilización del carbón pulverizado y gas natural para la fabricación de arrabio. Tejnika. Kiev (Ucrania), 1974: pág. 225
15) TABLA 1. Parámetros energéticos del estado térmico del crisol
MASUMOTO, T., FUGIMORI, H., WATANABE, Y. Y TAGUCHI, S. Proc. European Ironmaking Congress. Vol. 2. Aachen (R.F.A.), 1985 pág. 65
16) 2.- Diagrama de bloques de la plataforma Hw/Sw del SAD.
http://revistademetalurgia.revistas.csic.es
17) TABLA 2. Materiales con los que se fabrican los manómetros con tubo de Burdon
CREUS SOLÉ, Antonio. Instrumentación industrial. Alfa omega Mar combo. 1997. pp. 550.
18) Fig. 10 termopares
ACEDO SÁNCHEZ, José. Control avanzado de procesos (Teoría y práctica). Díaz de Santos. 2003. pp. 300
19) TABLA 3. Tipos de termopares
ACEDO SÁNCHEZ, José. Control avanzado de procesos (Teoría y práctica). Díaz de Santos. 2003. pp. 308
20) TABLA 4 Unidades de presión y equivalencias
KATSUHIKO, O gata. Ingeniería de control moderna. Prentice Hall. 1980. pp. 340
http://www.eurotherm.es/industries/heat-treatment/metals-applications/blast- furnace-and-stoves/[23/09/2013 12:36:31 p.m.]
22) Fig. 12 Cuarto de control del alto horno por computadora
http://revistademetalurgia.revistas.csic.es
23) Fig. 13. Control de un alto horno por computadora
http://revistademetalurgia.revistas.csic.es
24) Fig. 14 control de enriquecimiento de gas
David M.Himmelblau.; Kenneth B. Bischoff., Analisis y simulación de procesos., ed. S.A. Editorial Reverté.pag. 605
25) Fig. 15 Controlador de flujo de oxígeno.
David M.Himmelblau.; Kenneth B. Bischoff., Analisis y simulación de procesos., ed. S.A. Editorial Reverté. pag. 185
26) Fig. 16.Controlador de temperatura de aire caliente
SMITH A., Carlos y CORRIPIO B., Armando. Control automático de procesos (teoría y práctica). Noriega Limusa. 1991. pp. 425.
27) Fig. 17. Control del caudal de las toberas
28) Fig. 18. Gráfico del flujo de proceso y puntos de medición 29) 3.- Diagrama de bloques del control actual
30) Fig.19. RTD con Termo pozo
SHINKEY, F. G. Process control systems (application, design, adjustment). McGraw Hill. 1967. pp. 290
SHINKEY, F. G. Process control systems (application, design, adjustment). McGraw Hill. 1967. pp. 305
32) Fig. 21 Medidor de flujo PROMAG 10W
SHINKEY, F. G. Process control systems (application, design, adjustment). McGraw Hill. 1967. pp. 308
33) Fig. 22 Variador Allen Bradley 1336
KATSUHIKO, Ogata. Ingeniería de control moderna. Prentice Hall. 1980. pp. 415
34) Fig. 23 (a) Turbina de recuperación de presión superior de tipo humectante 35) Fig. 23 (b) Turbina de recuperación de presión de tipo humectante
36) Fig. 23 (c) Turbina de recuperación de presión superior de tipo seco
Kawasaki Heavy Industries, Ltd., GasTurbine & Machinery Company, Machinery Division, Power Generation Equipment & System Sales Dept. Tel: 03-3435-2267 Fax: 03-3435-2022
http://www.khi.co.jp/machinery/product/power/blast.html
37) Fig. 24 Deltabar S PMD70 38) Fig. 25 Montaje del transmisor 39) Fig. 26 Conexión del transmisor
SHINKEY, F. G. Process control systems (application, design, adjustment). McGraw Hill. 1967. pp. 347