Fases en el Diseño y Construcción de una Planta de Acero

Fases en el diseño y construcción de una planta siderúrgica

La planta siderúrgica es un proyecto que requiere mucho capital y necesita mucho tiempo para su construcción y puesta en marcha. La planta siderúrgica adicional operará durante una gran cantidad de años después de la puesta en marcha y durante este período la planta siderúrgica tiene que hacer frente a los cambios en el entorno operativo. Por lo tanto, la toma de decisiones adecuada es de suma importancia durante las diferentes fases de la planta hasta la puesta en marcha. Cualquier decisión incorrecta durante la fase de implementación puede crear muchos problemas para el personal operativo y tienen que vivir con el problema durante toda la vida útil de la planta. Aquí se describen varias fases del diseño de una planta siderúrgica y las decisiones necesarias durante estas fases.

Selección de mezcla de productos

La planta siderúrgica se establece para producir ciertos productos de acero primarios que son requeridos por los clientes. Durante la producción de productos primarios de acero, también se producen algunos productos secundarios y subproductos que se van a vender. La selección de la mezcla de productos es un proceso de toma de decisiones muy importante ya que la selección de la tecnología y el proceso de producción en la planta depende de la mezcla de productos. Los criterios para la selección de la combinación de productos incluyen encuestas de mercado, proyecciones de demanda futura por parte de agencias confiables y políticas y proyecciones gubernamentales, etc. Otro criterio importante para la selección de la combinación de productos es el tipo de mercado que la planta atenderá después de la puesta en marcha. El mercado puede ser (i) uso cautivo, (ii) mercado local, (iii) mercado nacional, (iv) mercado de exportación, o (v) todos ellos.

Selección del sitio y adquisición de terrenos

Después de congelar la mezcla de productos, el siguiente paso es la selección del sitio para la planta de acero. La selección de un sitio adecuado es una actividad muy crítica ya que la inversión es muy grande e influye mucho en las economías de la zona. Es una decisión estratégica que no se puede cambiar una vez tomada. Los cambios en el sitio seleccionado solo se pueden realizar con una pérdida considerable de tiempo y dinero. Normalmente, la selección final del sitio se realiza después de evaluar varios sitios. Los detalles de las actividades para la selección del sitio se describen en el artículo    http://www.ispatguru.com/site-selection-activity-for-a-greenfield-steel-plant/.

El terreno para la planta se adquirirá en el sitio seleccionado. Además del terreno necesario para la planta y las instalaciones, el terreno a adquirir debe incluir (i) el terreno necesario para el cinturón verde según la norma, que actualmente es el 33 % del terreno necesario para la planta y las instalaciones, (ii) terrenos necesarios para los accesos viario y ferroviario de la planta, (iii) terrenos necesarios para la entrada de la línea HT, (iv) terrenos necesarios para las instalaciones de recepción de agua en la planta, y (v) terrenos necesarios para la dotación de viviendas a un determinado porcentaje de empleados.

Informe de viabilidad

La preparación del informe de viabilidad (FR) es el siguiente paso. El informe de viabilidad puede ser un breve informe de viabilidad, a veces denominado nota técnica, informe de viabilidad detallado (DFR) o informe de viabilidad tecnoeconómica (TEFR). Anteriormente, después del informe de factibilidad, era una práctica preparar un informe detallado del proyecto (DPR). Sin embargo, DPR no se está haciendo hoy en día.

TEFR es el documento más importante ya que es la base para todo el trabajo futuro. Es importante que el TEFR se prepare con mucha atención y con gran precisión. La institución financiera necesita TEFR para financiar el proyecto. El TEFR contiene los siguientes aspectos del proyecto.

• Escenario general
• Mezcla de productos para la planta que contiene tanto el primario, como el secundario y los subproductos
• Selección de tecnología y procesos para la planta
• Balance de materiales para la planta y desarrollo del diagrama de flujo del proceso para toda la planta
• Determinación de requerimientos de materias primas, especificación de las mismas junto con descripción de su recepción y manejo en planta.
• Finalización del layout general de la planta. Esto se describe con más detalles en el artículo http://www.ispatguru.com/considerations-in-general-layout-of-a-steel-plant/
• Detalles preliminares de los procesos y equipos de la planta y desarrollo de diseños preliminares del taller.
• Detallado preliminar de procesos y equipos auxiliares de planta y desarrollo de diseños preliminares de taller. En la figura 1 se muestra un diseño de taller típico para una planta de separación de aire.
• Determinación de los requisitos de energía, agua, combustible y servicios públicos y las instalaciones de sus recepciones, manejo y almacenamiento.
• Balance de gas, energía y agua para la planta
• Descripción de la logística interna de la planta
• Determinación de requerimiento de mano de obra de planta tanto para etapa de construcción como de operación y recomendaciones para sus planes de colocación.
• Proyección de requerimiento de materiales de construcción para la planta
• Construcción de la planta programada con suficientes detalles.
• Calcular los costos del proyecto y los costos operativos
• Calcular la rentabilidad de la planta y la TIR (tasa interna de retorno) durante un período de tiempo.

Fig. 1 Distribución típica de una planta de separación de aire

  Actividades posteriores al informe de viabilidad

  Después de la preparación de TEFR, se requiere completar varias actividades antes de que comiencen las actividades de construcción e ingeniería detallada de la planta. Estos se dan a continuación.

• Una vez aceptado por los propietarios de la planta, el TEFR se envía a las instituciones financieras con el fin de inmovilizar los fondos necesarios para la construcción y puesta en marcha de la planta siderúrgica.
• El trabajo de la autorización ambiental (EC) para la planta se le da a una agencia autorizada. La autorización ambiental requiere mucho tiempo y el trabajo sobre ella debe comenzar lo antes posible. El trabajo sobre EC puede comenzar a mitad de camino de la preparación de TEFR. Los pasos importantes para EC incluyen la evaluación del alcance, la audiencia pública, el NOC (certificado de no objeción) de las autoridades locales de control de la contaminación, la preparación de la evaluación de impacto ambiental (EIA) y el informe del plan de gestión ambiental (EMP) según las normas y su presentación a las autoridades. y la defensa del informe ante las autoridades. La preparación del informe EIA y EMP toma tiempo ya que el informe debe basarse en los datos de campo reales recopilados en el sitio de la planta por la agencia que prepara el informe. Las actividades de construcción en el sitio pueden comenzar solo después de recibir la EC de las autoridades.
• La asignación de energía y agua de las agencias estatales, tanto para la construcción como para la operación, se mantendrá.
• Se debe contactar al gobierno para la asignación de minas y, hasta que se haga, se debe ingresar un MOU con los principales proveedores de materias primas para garantizar la seguridad de los suministros de materias primas.
• Se deben obtener las aprobaciones de varias otras autoridades reguladoras, como la inspección de fábricas, los ferrocarriles para el movimiento de materias primas y productos terminados, la inspección laboral y el inspector de electricidad, etc.
• Levantamiento del terreno en el sitio y nivelación del sitio
• Contratación de mano de obra para la construcción
• Construcción de muro perimetral y puestos de seguridad en el terreno
• Llevar a cabo las obras de habilitación, que incluyen la construcción de una carretera de acceso y una vía férrea de acceso, instalaciones para la construcción de electricidad y agua para la construcción, instalaciones para la comunicación durante la construcción, almacenes de construcción, oficinas de construcción y comedores, construcción de un centro de primeros auxilios, suministro de instalaciones de combate, colonias temporales para empleados de la construcción, construcción de plantas de preparación de hormigón y adquisición de equipos móviles y de transporte necesarios para la construcción, etc.
• La organización debe desarrollar un departamento de archivos de dibujos para que todos los dibujos y documentos que se reciban en la planta se conserven sistemáticamente y se entreguen a los consultores y contratistas en el momento de necesidad. Para fines de registro, siempre se debe mantener en los archivos una copia "no para ser emitida" y una copia para fines de referencia.

Pedido de planta y equipo

La actividad de pedido de la planta y el equipo puede comenzar inmediatamente después de iniciar la actividad de autorización ambiental. Sin embargo, los pedidos reales se realizarán cuando haya suficiente progreso con respecto a la CE. Para el pedido, la planta completa debe dividirse en varios paquetes. La cantidad de paquetes no debe ser demasiado, ya que la gran cantidad de paquetes necesita una configuración más grande en la planta, cuya utilidad no estará allí una vez que la planta se ponga en marcha. La planta y el equipo se pueden pedir completamente llave en mano o parcialmente llave en mano donde se excluyen las actividades de obra civil, estructuras de construcción y montaje de equipos. Un ejecutivo de la organización será el encargado general de cada paquete. Este ejecutivo debe coordinar todas las actividades relacionadas con el paquete dentro de la organización y con el proveedor. Las siguientes actividades están involucradas en el proceso de pedido de planta y equipo.

• Elaboración de especificaciones estándar generales (GSS) que son comunes para toda la planta y forman parte de todas las consultas de licitación.
• Preparación de la especificación de licitación del paquete. Cada pliego de condiciones tendrá cuatro partes, a saber, (i) especificación técnica, (ii) especificación comercial, (iii) registro de las normas aplicables y (iv) GSS.
• Se enviará una invitación a la licitación junto con las cuatro especificaciones a las partes preseleccionadas seleccionadas. Para obtener solo las ofertas útiles, normalmente se adopta un proceso de consulta de licitación limitado.
• Recepción de las ofertas
• Evaluación de las ofertas. Las ofertas deben ser evaluadas por un equipo de ejecutivos que abarque todas las disciplinas incluidas en el pliego de condiciones.
• Negociación con la parte seleccionada
• Aprobación de la negociación y colocación de pedido

Actividades de ingeniería posteriores al pedido

Las siguientes son las actividades de ingeniería posteriores al pedido.

• Después de recibir el pedido, el proveedor actualiza el diseño de la tienda, la parte relevante del diseño general, el cronograma de entrega y construcción y los congela en la reunión inicial con la organización y su consultor. Durante esta reunión, se congelarán las condiciones de los puntos de toma de control para la energía, el agua, los servicios públicos y los combustibles.
• El proveedor proporciona los datos de retroalimentación para los planos de construcción civil y estructural que debe preparar un consultor o proporciona los planos de construcción civil y estructural según las condiciones del contrato.
• Se estiman las cantidades para las obras civiles y estructurales y se fija el contratista para las obras civiles y estructurales para llevar a cabo el trabajo.
• Dado que el trabajo de construcción civil es grande, se deben construir y poner en servicio una o dos plantas de preparación de concreto en el sitio de la planta.
• Se iniciará la adquisición de cemento, barras de acero de refuerzo, perfiles de acero, láminas para techos y paredes laterales, arena y virutas de piedra y se mantendrá un stock seguro de estos materiales en los almacenes para garantizar la continuidad de los trabajos de construcción. .
• Trabajos en obra civil para iniciar. Se debe tener en cuenta la interrupción de la obra civil durante el monzón al planificar la obra civil.
• La fabricación de las estructuras de los edificios debe comenzar de modo que las estructuras de los edificios estén listas para cuando sus cimientos estén listos.
• Listas de equipos, repuestos para la puesta en servicio, consumibles y piezas operativas, planos generales (GA), especificaciones de equipos principales, diagramas de tuberías e instrumentación (P&I), diagramas de flujo para agua, servicios y vapor, filosofía y esquema de control , y los diagramas unifilares de energía deben ser presentados por el proveedor para su aprobación por parte de la organización o por el consultor de la organización.
• El manual de montaje del equipo debe entregarse mucho antes del inicio del montaje.
• El proveedor debe enviar los planos de fabricación junto con las especificaciones detalladas para la adquisición de repuestos rápidos y piezas operativas, así como las listas de repuestos de dos años y repuestos de seguro para que la organización pueda tomar medidas para la acción de adquisición de estos. artículos bien a tiempo.
• Las grúas y los equipos de manipulación deben instalarse con tiempo suficiente para que el equipo del taller pueda instalarse en instalaciones permanentes en la medida de lo posible.
• Los suministros de los equipos se regularán de tal manera que puedan colocarse inmediatamente sobre cimientos una vez que se reciban en la planta. Las instrucciones de manejo adicionales deben llegar a la planta con anticipación para los equipos que son sensibles a daños durante el manejo.
• El montaje del equipo debe ser realizado por el contratista de montaje bajo la supervisión de los representantes del proveedor.
• Para evitar accidentes durante las actividades de construcción y montaje, se deben seguir estrictamente las normas de seguridad en la construcción y las normas de seguridad contra incendios.
• Las actividades del proveedor y de varios contratistas deben ser monitoreadas regularmente. Debe haber reuniones de revisión periódicas con todas las inquietudes para coordinar de cerca todas las actividades de todas las agencias de trabajo y tomar las medidas correctivas necesarias para garantizar un progreso uniforme del trabajo según el cronograma en todos los frentes.
• Según el avance de las actividades de ingeniería, se realizan revisiones de los layouts generales y de taller de forma continua, para lo cual es necesario que se mantenga un layout maestro para evitar confusiones en cuanto a la revisión válida del lay out.

Actividades de puesta en marcha

Los siguientes son los aspectos importantes durante las actividades de puesta en marcha.

• Las actividades de puesta en marcha deben comenzar una vez que se complete la construcción y todos los interesados ​​firmen un protocolo a tal efecto.
• Los manuales de puesta en marcha y funcionamiento deben recibirse con bastante antelación al inicio de las actividades de puesta en marcha.
• Todo el personal operativo debe estar disponible en sus puestos después de recibir la capacitación adecuada para el trabajo.
• Todos los repuestos de puesta en marcha, las piezas operativas y los consumibles están disponibles en el sitio.
• Es deseable que se disponga de suministros permanentes de agua y energía.
• Las materias primas necesarias para el funcionamiento de las instalaciones han sido adquiridas y están disponibles en el área de almacenamiento de materias primas.
• Las actividades de puesta en marcha deben llevarse a cabo en secuencia. Las instalaciones auxiliares necesarias para el funcionamiento de las unidades principales deben ponerse en servicio y estabilizarse antes de la puesta en servicio de las unidades principales.
• La carga de las líneas debe realizarse antes del inicio de las actividades de puesta en servicio.
• Las actividades de puesta en marcha deben llevarse a cabo bajo la supervisión de los representantes de puesta en marcha del proveedor.
• Las actividades de puesta en marcha comienzan con la prueba sin carga durante el período de tiempo recomendado para las unidades individuales. Después de eliminar las fallas observadas durante la prueba sin carga de las unidades individuales, se debe realizar una prueba integrada sin carga durante el período de tiempo recomendado. Las fallas detectadas durante la prueba integrada sin carga deben corregirse.
• Después de completar las actividades de puesta en marcha, se debe firmar un protocolo.
• Se realizará la recepción de los materiales en los contenedores de almacenamiento.
• Durante las actividades de puesta en marcha se deben seguir todas las normas de seguridad para evitar cualquier incidente adverso.

Actividades posteriores a la puesta en marcha

Las siguientes son las actividades posteriores a la puesta en marcha.

Los equipos de la planta se cargan y las actividades de producción se inician con precaución para evitar los problemas iniciales.

• Después de que la producción de la planta se estabilice y alcance un nivel respetable, se le pedirá al proveedor que demuestre la garantía de rendimiento de la planta según los términos del contrato.
• Después de que la prueba de garantía de rendimiento sea exitosa, la producción regular de la planta puede continuar.






Hornos de arco sumergido Producción de DRI con gas de horno de coque como reductor