TAREA 1 - Grupo 1 (2).docx

TAREA 1, 2 Y 3
AGUA DURA Y BLANDA
APLICACIONES DE SISTEMAS PLC
PROCESO DE FABRICACION DE PRODUCTOS SIDERURGICOS – ACEROS AREQUIPA
Trabajo que como parte del curso de Tecnología Industrial presentan los alumnos:
ZENTENO ANDOA YENNY ESPERANZA 0221077
SALCEDO LAGOS KEVINN JHOAN 1623269
QUISPE GUTIERREZ RONALD JOHN U17107621
Lima, 22 agosto del 2022

Tecnología industrial
Carreraspara Gente queTrabaja
Indice

1. ¿Qué es el agua dura y que es el agua blanda?
El agua al ser por definición el mayor disolvente que existe en la naturaleza es
improbable encontrarla químicamente pura, porque siempre llevará contaminantes de
diferentes naturalezas (sólidos disueltos o suspendidos) (Ca, Mg, cloruros,
compuestos sulfatados y otros)
De la naturaleza se va obtener el agua de fuentes como:
 Fuentes Subterránea: pozos profundos, pozos playeros, mapas freáticos.
 Fuentes Superficiales: ríos, mares, lagos, deshielos, lluvias.
 Fuentes Artificiales: agua reciclada.
Las aguas de estas fuentes son medianamente duras, duras y muy duras. El agua
dura es absolutamente indeseable en los procesos industriales por generación de
incrustaciones en las metalurgias en contacto con el agua y las que causan
sobrecalentamiento, sobrepresión y desbalance en la calidad y la eficiencia operativa.
El aguadura sin tratamiento causa pérdida de eficiencia en todas las estructuras
de contacto con ella, formando sales incrustantes de carbonato y sulfato de
calcio que disminuyen la transferencia de calor, poniendo en peligro por esta
razón, incluso la vida del personal operativo.
Los iones disueltos causantes de la dureza del agua son los cationes Ca+ y Mg+,
cuyas concentraciones dan la dureza del agua pudiendo pasar algunos casos
especiales hasta 1000 ppm.
Por lo tanto, el Agua Blanda no se obtiene de modo natural y para la industria
se necesita someter este elemento al ablandamiento artificial por medio de diferentes
procesos para los usos en:
 Plantas de Fuerza
 Sistema de Enfriamiento como Agua de Reposición
 Lavado y Enjuague
 Operaciones de Teñido y acabado
 Preparación de Soluciones
 Hoteles, lavanderías Industriales
 Embotellado
1.1.TIPOS DE AGUA NOCIVOS
De este modo según el objeto de tratamiento, los elementos disueltos en el agua p
ueden ser nocivos o no para su utilización. Por ello lo dividimos en:

1.1.1. Agua para consumoHumano los elementos nocivos son los metales disueltos
son: Pb, As, Cd, así como la turbidez, sólidos en suspensión, color.
1.1.2. Agua para uso Industrial los elementos nocivos para los procesos
industriales son: Ca, Mg, Cloruros, Sulfatos, Sílice, así como los elementos
suspendidos como turbidez, sólidos en suspensión, Mn, Fe+2, residuos orgánicos,
color, acidez.
1.2.TIPOS DE TRATAMIENTOS DE AGUA PARA LA INDUSTRIA
a) Proceso de Filtración
b) Proceso de Coagulación y Floculación
c) Procesos de Adsorción
d) Proceso de Ablandamiento de Agua
El proceso de tratamiento utilizado en la industria que genera vapor para calentamiento
es el ABLANDAMIENTO DE AGUA y estos procesos son:
d.1 Ablandamiento de Agua por intercambio iónico.
d.2 Tratamiento de agua por proceso de membrana:
d.2.1 Tratamiento por ósmosis inversa
Planta de ósmosis inversa
d.2.2 Tratamiento de agua por membrana de nanofiltración
1.3. TIPOS DE AGUAS:

1.3.1 Dureza temporal
La dureza temporal se produce por carbonatos y puede ser eliminada al hervir el
agua o por la adición de cal (hidróxido de calcio).
CaCO3(s) + H2O (l) + CO2 (g) ↔Ca(HCO3)2(aq)
1.3.2 Dureza permanente
Esta dureza no puede ser eliminada al hervir el agua, es usualmente causada por la
presencia del sulfato de calcio y magnesio o cloruros en el agua, los cuales son más
solubles mientras sube la temperatura.
También es llamada “dureza de no carbonato”.
1.4. CLASIFICACIÓN DEL AGUA SEGÚN SU CONCENTRACIÓN DE
BICARBONATO DE CALCIO (CaCO3)
Concentración
de CaC3 mg/L
Tipo de Agua
0-60 Blanda
61-120 Moderadamente dura
121-80 Dura
>180 Muy Dura
Clasificación de la dureza por
concentración CaCO3 en el agua
según la OMS

1.5. DAÑOS DEL AGUA DURA EN LA INDUSTRIA Y DOMÉSTICA
En la actividad DOMÉSTICA podemos observar los residuos en las teteras el
sarro y este hace que el agua se demore más en hervir.
Resequedad en la piel o cabello o que el jabón y detergentes no hacen suficiente
espuma.
El agua dura tiene un costo económico y ambiental.
El agua dura afecta la eficiencia de las cañerías domésticos e industriales que transportane l
agua. Además del costo, agregas una tarea adicional al mantenimiento.
Depósitos formados en el interior de una caldera
2 Aplicación y usos del PLC´s
Un Controlador Lógico Programable, más conocido PLC (Programmable Logic Controller,
debido a sus siglas en inglés) es básicamente una computadora que se utiliza en la
ingeniería de automatización para las industrias, es decir, para el control de la maquinaria
de una fábrica o de situaciones mecánicas.
Fahrenheit Celsius
0-150 Blanda 0-15 °F (-18 y -9)°C
150-200 Semi Blanda 15-20 °F (-9 y -7 )°C
200-400 Dura 20-40 °F (-7 y 4 )°C
400-550 Muy Dura 40-55 °F (4 y 13 )°C
mas de 550 Extremadamente Dura ma-55 °F (más de 13 °C)
Temperatura
Concentración
de CaC3 mg/L
Tipo de Agua
Clasificación de la dureza Comercial

Un PLC es un ejemplo de un sistema en “tiempo real” donde en función de las condiciones
de entrada deben obtenerse unas salidas dentro de un tiempo limitado, adecuado al
proceso que se quiera controlar.
2.1. PLC en aplicaciones industriales
Los PLC se usan en diversas aplicaciones en plantas energéticas, sistemas de red
eléctrica inteligente, unidades de fabricación, monitorización de herramientas o equipos
para maquinaria, creación del sistema y funciones de control de procesos.
Exploraremos algunos de los casos de uso de los PLC empleados en la automatización
industrial.
2.1.1. Sistema automático de mezcla y envasado con PLC en el sector de las
bebidas y los jugos
En un sistema automático de mezcla y envasado inicialmente se mezclan dos
líquidos (agua y proteína líquida) de dos contenedores diferentes en otro
contenedor, La solución mezclada se debe envasar en las botellas una a una. El
botón de inicio arranca el funcionamiento de todo el sistema. Aquí la salida del
sensor es la entrada del PLC y las salidas del PLC controlan las válvulas, el
mezclador y la cinta transportadora. El primer líquido (agua) fluye hacia el
contenedor de mezclado durante 10 segundos. Luego el segundo líquido fluye
hacia el contenedor de mezclado durante 15 segundos. La operación de mezclado
dura 20 segundos. El botón de parada controla el funcionamiento.

2.1.2. Sistema de control automático de una esclusa
Consiste un sistema de control automático de una esclusa mediante la
programación de un PLC a través de diagrama de contactos a fin de minimizar
los riesgos por contaminación en la Empresa de fabricación farmacéutica
Pharma Dubonp SAC. Para pasar la esclusa se debe activar el pulsador de
requerimiento S1. Si una persona desea pasar por la puerta 1 que está cerrada
se activa el pulsador S1. La puerta 1 se abre inmediatamente. Cuando la persona
traspasa el umbral, la barrera de luz B1 envía un impulso y después de 5
segundos se cierra la puerta 1. Inmediatamente que el limitador de carrera S11
indique que la puerta 1 está cerrada se activara la barrera de luz B2, la cual
cuando dicha persona siga avanzando e interrumpa la barrera de luz B2 se abrirá
automáticamente la puerta 2 y en lapso de 3 segundos se cerrara dicha puerta.

3 Los procesos de fabricación de los productos siderúrgicos referenciados en
Aceros Arequipa. Identificar cada componente tecnológico.
El acero nace de la fusión de diferentes cargas metálicas, con contenido de hierro,
ferroaleaciones y carbono, las cuales determinan su estructura molecular pero este
proceso no es tan simple como parece. Para conocerlo, explicaremos el proceso de
producción de Corporación Aceros Arequipa, empresa peruana líder en la fabricación y
comercialización de productos de acero en el Perú
3.1. TIPOS DE PROCESOS: Fragmentación, Acería, Laminación e Industrialización
3.1.1. FRAGMENTACIÓN:
Un componente en la producción del acero es la carga metálica. En la zona de
metálicos, se acopia el acero a reciclar, según su carga residual y su densidad.
El acero reciclado pasa por un proceso de corte y triturado en la planta
fragmentadora de Aceros Arequipa. En el interior de la fragmentadora,
poderosos martillos reducen la carga a un tamaño óptimo. Luego, a través de
una faja transportadora, el acero reciclado fragmentado pasa por una serie de
rodillos magnéticos que seleccionan todo lo metálico. Los materiales que no lo
son, se desvían por otro conducto para su almacenamiento y uso alternativo en
los procesos productivos.
El acero reciclado fragmentado se lleva a la Planta de Acería para iniciar la producción del
acero.
1. ACERÍA
ACERIA 1
La línea de producción del proceso de Acería cuenta con un Horno Eléctrico de Fusión AC
de 80t y un Horno de Afino (Horno Cuchara).

El Horno de Fusión tiene un transformador de 100 MVA, además de 5 lanzas supersónicas
para la inyección de oxígeno, instaladas en su estructura metálica. Los paneles (paredes
del horno) y la bóveda son refrigerados con agua.
Cuando la carga metálica ingresa al horno, la puerta es cubierta con una masa selladora.
Esto evita el ingreso excesivo de aire y permite mantener mejor el calor. En el interior del
horno eléctrico, la principal fuente de energía usada para fundir la carga es la energía
eléctrica; a través, del arco eléctrico producido por tres electrodos que generan
temperaturas por encima de los 3,000°C a 5,000°C. Adicionalmente, se consume energía
química generada en reacciones exotérmicas por el uso de oxígeno. La carga metálica se
funde a 1600ºC, obteniéndose así el acero líquido.
Luego de 33 minutos de proceso en el horno eléctrico, el acero líquido pasa al horno
cuchara donde se realiza el afino, es decir, se ajusta la composición química del acero,
logrando así la calidad necesaria para el producto y dándole al acero la temperatura
necesaria para el resto del proceso. Luego, la cuchara es enviada a la colada continua
para iniciar el proceso de solidificación.
En la colada continua mediante la buza u orificio ubicado en la base de la
cuchara, se inicia el vertido del acero líquido de la cuchara al tundish o
distribuidor, que reduce la turbulencia del flujo y lleva el acero líquido por 4 líneas
de colada, hacia los moldes oscilatorios, donde se le da una refrigeración
primaria para solidificarla superficialmente. Luego, mediante spray's y toberas se
realiza la refrigeración secundaria. Esta barra solidificada es cortada
obteniéndose así la palanquilla, el cual, es el producto final de la planta de Acería
y la materia prima para la planta de Laminación.
La capacidad de producción anual es de 900,000 t/a de palanquilla de diferentes
secciones, (130x130mm y 150x150mm), que se destina a la fabricación de
barras corrugadas, perfiles, alambrones y aceros especiales.
Dentro del proceso continuo de mejora tecnológica, la Planta de Acería ha
logrado avances significativos, permitiendo ubicar al Horno Eléctrico de Aceros
Arequipa entre los más rápidos y potentes del mundo, y haciendo que en los
últimos años la producción de palanquilla se incremente sustancialmente.
La modernización del horno, el uso de metálicos sin residuos, y el conocimiento,
innovación y creatividad de sus colaboradores, han permitido a Corporación
Aceros Arequipa incrementar la productividad de la planta de acería y asegurar
la calidad de los diferentes aceros producidos.
3.1.2. ACERIA 2
La planta de Acería 2 está constituida por 01 parque de metálicos, 01 Horno
Eléctrico, 01 Horno Cuchara y 01 máquina de Colada Continua de 6 líneas con
stirring electromagnético, 01 planta de tratamiento de humos y 01 planta de agua.
El horno eléctrico de fusión tiene un transformador de 140 MVA, además 6 lanzas
supersónicas para inyección de oxígeno, instaladas en las paredes del horno

eléctrico los cuales están refrigerados con agua. Adicionalmente cuenta con un
robot para la toma de temperatura y muestra que minimiza los riesgos asociados
a la actividad.
Cuando la chatarra metálica se carga en el horno, se cierra la puerta con el
accionamiento de equipo hidráulico. Esto evita el ingreso excesivo de aire y
permite mantener mejor el calor. En el interior del horno eléctrico, la principal
fuente de energía usada para fundir la carga metálica es la energía eléctrica; a
través, del arco eléctrico producido por los electrodos que generan temperaturas
por encima de los 3,000°C a 5,000°C. Adicionalmente, se consume energía
química generada en reacciones exotérmicas por el uso de oxígeno. La carga
metálica se funde a 1600°C, obteniéndose así el acero líquido.
Luego de 39 minutos de proceso en el horno eléctrico, el acero líquido pasa al
horno cuchara donde se realiza el afino, es decir, se ajusta la composición
química del acero, logrando así la calidad necesaria para el producto y dándole
al acero la temperatura necesaria para el proceso posterior. Luego, la cuchara
es enviada a la colada continua para iniciar el proceso de solidificación.
En la colada continua mediante la buza u orificio ubicado en la base de la
cuchara, se inicia el vertido del acero líquido de la cuchara al tundish o
distribuidor, que reduce la turbulencia del flujo y lleva el acero líquido por 6 líneas
de colada, hacia los moldes oscilatorios, donde se aplica refrigeración primaria
para solidificarla superficialmente (formación de la palanquilla). Luego, mediante
sprays y toberas se realiza la refrigeración secundaria. En esta zona se aplica
stirring electromagnético con la finalidad de mejorar la homogenización y
asegurar la calidad interna del acero. La barra solidificada es cortada
obteniéndose así la palanquilla, la cual, es el producto final de la planta de Acería
y la materia prima para la planta de Laminación. Todo este proceso es muy
importante porque de él depende la calidad de la palanquilla y del producto final.
La capacidad de producción anual nominal de 1´250,000 t de palanquilla de
diferentes secciones, (130x130mm, 160x160mm y 180x180 mm), que se destina
a la fabricación de barras corrugadas, perfiles, alambrones y barras para bolas
de molino.

3.1.3. LAMINACIÓN
La última parte del proceso de producción del acero es la laminación en caliente,
donde las palanquillas se transforman en los diferentes productos de acero largo
que el mercado nacional e internacional requiere. Las dos plantas de Laminación
de Pisco cuentan con dos trenes de laminación con alto nivel de automatización:
el tren laminador N°1, dedicado a la fabricación de barras cuadradas, redondas,
platinas, tees, barras helicoidales y ángulos; y tren laminador N° 2, dedicado
exclusivamente a la fabricación de barras de construcción, desde 8mm hasta 1
3/8” con la tecnología de alta velocidad. Ambas plantas suman una capacidad
de producción de 1´200,000 toneladas anuales de producto terminado de acero.
En el tren laminador N° 1, la materia prima es la palanquilla que suministra la
Planta de Acería. Se alimenta al Horno de Recalentamiento y se calienta a una
temperatura de 1,160°C en promedio, mediante el proceso de combustión con
gas natural. Una vez obtenida la temperatura deseada, la palanquilla ingresa al
tren laminador que consta de un conjunto de equipos (casetas) puestos en serie
que tienen la finalidad de reducir la sección transversal de la palanquilla; a través,
de su compresión entre los rodillos de las casetas, dando la forma del producto
final y mejorando sus propiedades mecánicas. Luego el producto es descargado
y enfriado al medio ambiente en la Placa de Enfriamiento; posteriormente es
cortado a la longitud comercial deseada con la Cizalla de Corte en Frío.
En el caso de fabricación de perfiles, se utiliza un proceso de enderezado,
marcado y empaquetado en línea, donde sale el producto directamente para
nuestros almacenes.
Se cuenta también con una línea de Alambrones
El Tren laminador N°1, donde se laminan los alambrones para trefilería,
calibrados, electrodos y construcción. Una vez que la barra termina su proceso
en el tren laminador, pasa por un Bloque Acabador (BGV) de alta velocidad
llegando hasta 100 m/s. Para obtener las características mecánicas y

metalúrgicas requeridas, se controla la temperatura del alambrón con cajas de
enfriamiento controlado. Luego, el alambrón se forma en espiras con la
Bobinadora para su formación en rollos y finalmente son embalados e
identificados.
El tren laminador N° 2: destinado exclusivamente a la fabricación de barras de
construcción. El proceso de laminación es similar al tren laminador N°1, se
calienta la palanquilla en el horno y es laminado, ya sea con carga caliente o fría
hasta obtener la forma del producto final y con mejoras en sus propiedades
mecánicas. La diferencia que tiene el nuevo tren laminador, es que posee la línea
de alta velocidad, que consta de dos bloques acabadores (BGV) y Cajas de
Enfriamiento controlado, el cual se realiza el proceso a dos hilos con un mayor
ritmo de producción el cual tiene la capacidad de fabricar 125 t/h.
Los productos acabados en barras y bobinas son trasladados al Almacén de
Productos Terminados para su despacho a los clientes.
3.1.4. INDUSTRIALIZACIÓN
Para dar un valor agregado adicional a nuestros clientes, Aceros Arequipa, a
través del proceso de industrialización, ofrece el Acero Dimensionado el cual
consiste en preparar las barras de construcción con dimensiones de acuerdo con
el diseño que proporciona el cliente, utilizamos procesos de corte y doblado para
su fabricación. También se preparan estructuras pre armadas de acuerdo con los
planos, servicio que reduce los tiempos de instalación del acero en las grandes
obras de construcción civil.

3.2. Productos que ofrece Aceros Arequipa:
 Fierro de Construcción
 Estribos Corrugados
 Conectores Mecánicos
 Dowel
 Clavos y Alambres
 Mallas Electrosoldadas
 Alambrón de Trefilería
 Perfiles de Acero
 Vigas
 Productos Planos: Bobinas y Planchas de Acero

 Calaminas
 Tubos de Acero
 Macrotúneles
 Barras para Bolas de Molino
 Pernos para Soporte de Rocas
 Herramientas y Artículos de Ferretería
 Soldaduras
3.3. SEGMENTOS
 Construcción de Viviendas
 Constructoras
 Industria Metalmecánica
 Carpintería Metálica
 Sostenimiento de Rocas
 Agroindustria
4. Proceso de fabricación de tubos de acero.- ACEROS AREQUIPA

 Se carga la boninaal tambor
Pasa por el SLITTER donde la
bobinase desenrrolla,se Vuelve
horizontal conrodillosparaluego
sercortado longitudinalmente.
Se vuelvenaenrollarlosflejesen
un tambor
Los flejessonpuestosen
desenrolladoresde flejespara
comenzarla lineade produccionde
tubosde aceros.
EL SOLDADORDE PUNTA Y COLA
Es la zona donde se sueldael final de
un fleje conlapuntadel siguiente
generandounaalimetacioncontinua
de material.

EL ACUMULADOR DE FLEJE
Facilitalarealizacióndel empalme de
flejessindetenerel procesode
produccion.
El FORMADORDE TUBOS
Es aqui donde el fleje tomalaforma
tubular
EL SOLDADORDE LOS BORDES
Los bordesdel tubosoncalentados
por un Sistemaelectricoque los
suelda.
EL DESBARBADOR
Por lasoldaduraquedaunrebaba que
esnecesariosacarlo.
CALIBRADORDE TUBOS
Debidoa lasvariacionesde
temperaturael tubonotiene un
diametroestable yparacorregireso
pasa por unrollosque le dan una
medidaestable.

4.1. PROCESO DE PRODUCCION DE CALAMINAS DE ACERO
MARCADORDE TUBOS
Luegoel tubo esmarcado con las
siguientesdescripciones.
• La marca de AcerosArequipa
• La normatecnicade
fabricacion
• La familiadel product
• Las dimenciones
• El lote de produccion
CORTADORLONGITUDINALDE TUBOS
La maquinaescalibradapara que
automaticamente el tuboseacortado
a la medidadeseada.
La bobinaescargada al tamborpara
pasar al procesode produccion
Las laminaspasanpor una Maquina
calaminaonduladaotambiénllamada
MaquinaAcanaladoradonde unos
rodillosle danlaformaa lacalamina.

5. FUENTES DE INFORMACIÓN
5.1. TIPOS DE AGUAS
AQUALOGIC (2020) La dureza del agua y sus efectos (consulta: 22
de agosto del 2022) (https://aqualogic-water.com/blog/la-dureza-del-
agua-y-sus-efectos/)
CARBOTECNIA (2021) Agua dura o blanda, diferencia (consulta: 22
de agosto del 2022)
(https://www.carbotecnia.info/aprendizaje/suavizadores-y-
desmineralizadores/agua-dura-o-agua-blanda-diferencia-y-riesgo-a-
la-salud/)
IAGUA (2021) ¿Qué es el agua dura? (consulta: 22 de agosto del
2022) (https://www.iagua.es/respuestas/que-es-agua-dura)
file:///C:/Users/user/Downloads/2842-
Texto%20del%20art%C3%ADculo-4409-1-10-20121108.pdf (Revista
Pensamiento Actual, Universidad de Costa Rica Vol. 9, No. 12-13,
2009 • ISSN 1409-0112 • 125 – 134)
Curso de Tratamientos de Aguas industriales de la Consultoría de
Gestión Integral HQSE
https://doulton.com.pe/la-calidad-del-agua-agua-blanda-frente-a-
agua-dura-como-detectarla-y-sus-efectos
5.2. PLC
AUTYCOM (2021) ¿Para qué sirve un PLC? (consulta: 22 de agosto
del 2022) (https://www.autycom.com/para-que-sirve-un-plc/)
MY TIPS (2020) Los orígenes del PLC (consulta: 22 de agosto del
2022) (https://www.mytips.es/los-origenes-del-plc/)
MENTALIDAD DE INGENIERIA (2021) Conceptos Básicos del
Controlador de Lógica Programable (video de YouTube) (consulta: 22
Luegopasa por una prensayes
cortada a una medidayacalibrada.

de agosto del 2022)
(https://www.youtube.com/watch?v=NPsepHRSCls&ab_channel=Me
ntalidadDeIngenier%C3%ADa)
FARNELL (2020) Diseño PLC en las aplicaciones de automatización y
control industrial (consulta: 22 de agosto del 2022)
(https://es.farnell.com/industrial-application-plc-design?ICID=I-CT-
TECH-TRANS-SOL-JUL_21-TC-000019)
5.3. PROCESOS DE ACEROS AREQUIPA
ACEROS AREQUIPA (2022) Procesos de producción (consulta: 22 de
agosto del 2022) (https://www.acerosarequipa.com/procesos-de-
produccion)

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