Objetivo:
Determinar el parque de los diferentes tipos de tazas que tienen distintos ciclos de usabilidad.
Descripción del Sistema.
El proceso en estudio se presenta en el siguiente diagrama.
Figura 1: Diagrama de Proceso
De acuerdo a este diagrama, la nave de Fundición está compuesta por un Horno Flash, un Convertidor Teniente, por Convertidores Convencionales (CPS), Hornos de Limpieza de Escorias, Hornos de Tratamiento de Escorias y Hornos de Ánodos. Se cuenta con cuatro Convertidores Convencionales, sólo tres de ellos estarán en funcionamiento y a su vez, sólo dos de ellos estarían efectivamente operando. Dado el aumento de Escoria que se produce en el Convertidor Teniente, se hace necesario considerar la existencia de los Hornos de Limpieza.
El movimiento de líquidos, de sólidos y de algunas operaciones de mantención se realiza con grúas de 70 toneladas de capacidad, las que se desplazan por un sólo eje central.
Este proceso se puede resumir de la siguiente forma:
- El Concentrado se alimenta en el Horno Flash, el cual genera una escoria que se envía a los Hornos de Tratamiento de Escorias, y genera también Eje, para ser enviado a los Convertidores Convencionales, para iniciar la etapa de Eje.
- Se alimenta Concentrado y Fundente al Convertidor Teniente por Gargan, donde se forman dos fases, una de Escoria y la otra de Metal Blanco. La Escoria se envía a los Hornos de Limpieza de escoria y el Metal Blanco a los Convertidores Convencionales para iniciar la Etapa de Metal Blanco.
- Cuando el Convertidor Convencional está en la etapa de soplado de Eje, se genera una escoria de Fierro, la que se envía a los Hornos de Limpieza o de Tratamiento de escorias. Después de la descarga de esta escoria, se procede a alimentar el Metal Blanco, y luego se recibe la Carga Fría. Después de esta alimentación, se producen dos fases líquidas nuevamente, la Escoria de Cobre y el Cobre Blister. La fase superior que es la Escoria se saca para ser reciclada. El Cobre Blister se envía a los Hornos de Refino.
- En los Hornos de Refino, donde se continúa con la purificación del Cobre, se generan dos fases: Escoria y Cobre. La Escoria de estos hornos se envía a los Convertidores Convencionales y el Cobre se envía a la rueda de moldeo de ánodos
- La Escoria del Convertidor Teniente recibida en el Horno de Limpieza se separa también en dos fases, en Escoria a Botadero y en Metal Blanco, que retorna al Convertidor Pierce Smith.
Descripción Modelo
A continuación se presenta el modelo para representar los sistemas antes descritos, indicando las simplificaciones pertinentes.
El proceso en estudio se divide en dos subprocesos, uno representa el funcionamiento de los equipos de producción y el otro representa el desplazamiento de las grúas. Estos dos subprocesos se interrelacionan en forma permanente a través de las solicitudes de traslado de ollas, obteniéndose así el comportamiento del proceso completo.
El desplazamiento de las grúas y la generación de líquidos en los distintos equipos se presentan en la Figura 2, Distribución de Equipos. En esta figura se presentan también las principales instalaciones de la nave, como la Zona de golpeo de ollas, la Zona de Sílice, de Carga Fría, de Scrap, y de Ubicación de Material menor como Cucharas y Canalas entre otros.
Figura 2: Distribución actual de Equipos
3.2.2 Movimiento de Ollas:
El material que se produce en cada equipo se traslada en Ollas, las que son trasladadas por puentes grúas que se desplazan por un riel que cuelga de techo de la nave. Así, cada equipo mantiene su sistema de funcionamiento independiente, generándose las ollas de líquidos independientemente.
Entonces, se tienen los siguientes traslados de líquidos:
- Eje a Convertidores
- Escoria Flash a Horno de Tratamiento de escorias
- Metal Blanco a Convertidores Convencionales
- Escoria CT a Horno d Limpieza de escoria.
- Eje de Horno Tratamiento de Escoria a Convertidores Convencionales.
- Metal Blanco de H. Limpieza a Convertidores Convencionales.
- Cobre Blister a Horno Refino
- Escoria Convertidor Convencional a Horno de Limpieza
- Metal Blanco de Horno de Limpieza a Convertidor Convencional
Se considera que la Escoria del H. Limpieza no requiere utilizar grúas.
3.2.3 Movimiento de Sólidos:
Además de los equipos de proceso, en la Figuras 2 se cuenta con zonas de otros puntos de interés para el funcionamiento del sistema, los que corresponden a:
- Depósito de Carga Fría: Es el lugar a donde deben dirigirse las grúas para recoger una olla de Carga Fría.
- Depósito de Sílice: Es el lugar donde se encuentran ubicados los botes cargados con sílice.
- Depósito de Scrap. Lugar donde se depositan los restos de cobre que vienen del exterior.
- Zona de Canalas y Tubos de Hornos de Ánodo: Zona donde se almacenan las partes y piezas que requieren los Hornos de refino para realizar el moldeo.
- Zona de Limpieza de Ollas. Zona donde las grúas dejan caer al suelo las ollas para desprender el material de cobre que se ha adherido a las paredes de las ollas. Este material es la carga fría que se recicla en el proceso de fundición.
- Zona de Apoyo a Mantención de Equipos: En estos lugares se encuentran los elementos que deben ser trasladados mediante grúas a los distintos equipo durante las etapas de mantención.
- Zona de Descanso y Carguío de Aire: Estos son los lugares donde deben dirigirse las grúas cuando no tienen que realizar traslados y son coincidentes con los puntos donde las grúas cargan sus estanques con aire.
3.2.4 Limpieza de Ollas:
Las órdenes de limpieza de ollas se generan cada cierto intervalo de tiempo, siendo la grúa más cercana la que se dirige al lugar para iniciar el proceso de limpieza. Después de golpear la olla, se realiza una actividad que representa el rociado con la lechada de cal, para posteriormente desenganchar la olla, quedando la grúa liberada nuevamente.
Es conveniente indicar, que si bien es cierto que esta representación no refleja exactamente la secuencia de actividades en una limpieza de ollas, este modelo sí considera todos los movimientos de las grúas, y por consiguiente, la utilización de las grúas no se ve distorsionada. La diferencia del modelo con la realidad se encuentra básicamente en que la olla sucia aparece cada cierto tiempo en el lugar que corresponde a la Zona de Limpieza de Ollas. La grúa debe dirigirse directamente e este punto y efectuar la limpieza. El modelo no representa el viaje con la olla sucia a la zona de limpieza para tomar otra olla limpia. Esta actividad se compensa con el viaje especial que debe realizar la grúa a la Zona de Limpieza y con los viajes que siempre realiza para ir al lugar de retorno en cada movimiento.
3.2.5 Rotación de Ollas:
Se ha estimado que siempre hay una olla frente a cada equipo, por lo que cuando se necesita llenar una olla, siempre existirá una para llenarla.
3.2.6 Prioridades de Atención:
Con la estructura de almacenamiento de ollas y otros elementos en archivos, es posible indicarle a las grúas, cuales son las prioridades de atención que tienen los distintos movimientos. La prioridad se expresa según el orden con que las grúas revisarán los distintos archivos. Esta búsqueda se realiza cada vez que una grúa queda desocupada o cada vez que se solicita un traslado.
- Representación de equipos
- Horno Flash
El Horno Flash es el primer equipo del proceso de fundición de Concentrado. Este equipo recibe el Concentrado para generar Eje y Escoria. El Eje será requerido por los equipos que siguen en el proceso, mientras que la Escoria va un Horno de Tratamiento de Escoria, o bien al Botadero.
- Convertidor Teniente.
En la figura 1 se aprecia la representación del Convertidor Teniente, donde se muestran las corrientes los flujos que intervienen en el funcionamiento de este equipo, así como también las principales variables necesarias para describir su operación en la modalidad de funcionamiento autógeno.
Los flujos de alimentación continua son: Concentrado, y Sílice. Las Escorias sólidas se alimentan mediante botes utilizando los puentes grúas. El producto de salida es el Metal Blanco, que se ocupa en las etapas siguientes de los hornos convencionales Pierce Smith. La escoria normalmente se envía a los Hornos de Limpieza, siendo muy eventual el envío hacia el Horno de Tratamiento de Escoria.
- Convertidores Convencionales Pierce-Smith
Estos convertidores funcionan en dos etapas, de acuerdo al tipo de alimentación que recibe, Eje y Metal Blanco.
El Ciclo es el siguiente:
| Etapa | Descripción | Ollas |
| 1
|
cargando Eje
soplado con 4 ollas de eje cargando Eje comienza soplado llego esc. ox de cp4 termine soplado 1ª.etapa genera esc.fierro. saque escoria fierro a botadero saque escoria fierro a botadero cargando MB de equipo genera esc. cobre llega esc cu a hte2 llego scrap llego scrap genera esc.ox. blister listo. sale blister a hr1 Fin repaso toberas y limpieza boca
|
4
1
2
5
5 |
Los CPS pueden recibir como máximo 4 ollas de Metal Blanco de 210 pies cúbicos. En la etapa de carguío, después de recibir la tercera olla de 210 , se inicia el soplado, cuya duración es de un tiempo definido de 15 minutos. La cuarta olla se puede recibir con el convertidor soplando, pero por condiciones de control de las emanaciones de gas en la nave, se considera detener el soplado y girar el convertidor para este carguío. Si la llegada de la cuarta olla tiene una demora superior a los quince minutos, se debe detener el soplado y esperar hasta que llegue la olla, momento en que se reinicia el soplado.
- Horno de Anodo.
En los Hornos de Anodos, el ciclo se inicia con el carguío de 10 botes de Scrap, en dos lotes de cinco viajes. Después de recibir el Scrap, el horno queda en condiciones de recibir las cargas de Cobre Blister producido por los Convertidores Convencionales, lo que significa tres ollas. En la refinación del Cobre Blister a Ánodo, se realizan escoriados que son enviados al foso de Escorias. El ciclo de operación se indica a continuación:
| Etapa | Descripción | Ollas |
| 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
13 14
15 |
Carguío de Scrap
Recibe dos cargas de Blister. Oxidación Escoriado Recibe tercera carga de Blister. Oxidación Escoriado Recibe cuarta carga de Blister. Oxidación Escoriado Recibe quinta carga de Blister. Oxidación Escoriado Recibe sexta carga de Blister. Oxidación Escoriado Solicita Scrap, Cambio de Tubos y retiro de Canalas para el otro H. Anodo. Reducción Colocación de Canalas y Toma de muestras Vaciado a rueda de moldeo. |
6 2 3 1 3 1 3 1 3 1 |
- Horno de Tratamiento de Escorias (HTE)
En estos hornos se recupera el porcentaje de cobre que no se pudo recuperar en las etapas anteriores, por lo que se procede a una nueva separación, obteniéndose un producto de igual característica que el Eje obtenido del Horno Flash. El resto es escoria que se envía a Botadero.
- Horno de Limpieza de Escorias. (HLE)
El ciclo de operación del Horno de Limpieza de Escorias considera la recepción de la Escoria de Fierro que se genera en los CPS, y en el Convertidor Teniente, para luego proceder a la reducción. Después de esta reducción se deja sedimentar, para proceder a continuación al vaciado de la escoria y luego el metal blanco.
| Etapa | Descripción | Ollas |
| 1
2 3 4 5 |
Carguío de Escoria
Reducción Sedimentación Sangría Metal Blanco Vaciado de Escoria |
10
1 |
Proyecto
Aumento Capacidad Fusión
Clientes
Codelco – Div. Chuquicamata
Codelco – Div. Potrerillos
Codelco – Div. El Teniente
Qué se hizo
Modelamiento Operaciones, Movimiento materiales, Ciclos Operacionales