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ANÁLISIS DE LA PRODUCCIÓN EN CONVERTIDORES LWS MEDIANTE EL 
ESTUDIO DE PRÁCTICAS OPERATIVAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ERIKA FERNANDA PARDO SIERRA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
ESCUELA DE METALURGIA 
TUNJA 
2019 
 
 
ANÁLISIS DE LA PRODUCCIÓN EN CONVERTIDORES LWS MEDIANTE EL 
ESTUDIO DE PRÁCTICAS OPERATIVAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
Presentado por: 
 
ERIKA FERNANDA PARDO SIERRA 
 
 
 
 
Trabajo de grado como requisito para optar el título de: 
 
INGENIERO METALÚRGICO 
 
 
 
 
Director: 
FABIO RAÚL PÉREZ VILLAMIL 
Ingeniero Metalúrgico, Maestría en Metalurgia y Ciencia de los Materiales 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD PEDAGOGICA Y TECNOLOGICA DE COLOMBIA 
FACULTAD DE INGENIERIA 
ESCUELA DE METALURGIA 
TUNJA 
2019
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Nota de aceptación 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Firma del presidente de jurado 
 
 
 
 
 
 
 
Firma de jurado 
 
 
 
 
 
 
 
Firma de jurado 
 
 
 
 
 
 
 
12 de octubre de 2019
 
 
DEDICATORIA 
 
 
Porque todas las cosas proceden de él, 
y existen por él y para él. 
¡A él sea la gloria por siempre! Amén 
Romanos 11:36 
 
A mis padres Gabriel y Marina porque gracias a su ejemplo y a las cualidades que 
forjaron en mí desde niña hoy puedo dar un paso más hacia el cumplimiento de 
mis sueños. A mí cuñada Andrea y a mis hermanos Andrés, Carolina y Sofía por 
contribuir a mi crecimiento personal continuo y por mantener siempre su confianza 
en mis capacidades. 
 
 A mis sobrinos por darme una razón cada día para sonreír y hacer las cosas 
mejor. 
 
A mi compañero de vida por todo su apoyo, colaboración y amor. 
 
El amor de cada uno de ustedes es mi motor para cumplir mis metas, ¡Los Amo! 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS 
 
 
 
A mis padres por su apoyo constante durante el desarrollo de este proyecto. 
 
A la universidad pedagógica y tecnológica de Colombia y a la escuela de 
ingeniería metalúrgica por brindarme los conocimientos y habilidades necesarias 
para servir a la sociedad desde mí campo de acción. 
 
Al ingeniero Fabio Raúl Pérez por asumir la dirección de este trabajo y brindarme 
su asesoría y orientación durante el desarrollo del mismo. 
 
A la compañía Acerías Paz del Rio S. A. por darme la oportunidad de pertenecer a 
su equipo de trabajo. 
 
A cada uno de los integrantes de la división de aceración, en especial al equipo de 
trabajo de la célula convertidores por su disposición, apoyo, acompañamiento y 
enseñanzas durante el desarrollo de este trabajo. 
 
A los ingenieros Eduardo Franco, José Mario Cala, William Viancha y Ligia 
Estupiñan por su orientación y acompañamiento durante esta etapa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONTENIDO 
pág. 
 
GLOSARIO .......................................................................................................................................... 11 
RESUMEN .......................................................................................................................................... 14 
INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................. 15 
2. MARCO REFERENCIAL .................................................................................................................. 17 
2.1 PROCESO SIDERÚRGICO ............................................................................................................ 17 
2.2 CONVERTIDORES LWS ............................................................................................................... 17 
2.2.1 Origen ....................................................................................................................................... 17 
2.2.2 Estructura ................................................................................................................................. 18 
2.2.3 Materias primas ....................................................................................................................... 22 
2.2.4 Etapas del proceso ................................................................................................................... 26 
2.3 SET UP ....................................................................................................................................... 27 
4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ............................................................................................... 30 
4.1 METODOLOGÍA.......................................................................................................................... 30 
4.1.1 ETAPA 1: Reconocimiento del proceso .................................................................................... 30 
4.1.2 ETAPA 2: Obtención y recopilación de información ................................................................ 30 
4.1.3 ETAPA 3: Análisis de información ............................................................................................ 31 
4.1.4 ETAPA 4: Optimización de proceso .......................................................................................... 31 
4.1.5 ETAPA 5: Definición de indicadores y seguimiento ................................................................. 31 
4.2 DISEÑO EXPERIMENTAL ............................................................................................................ 31 
5. DESARROLLO EXPERIMENTAL ...................................................................................................... 32 
5.1 RECONOCIMIENTO DEL PROCESO ............................................................................................. 32 
5.1.1 Características del equipo ........................................................................................................ 32 
5.1.2 Condiciones del proceso .......................................................................................................... 32 
5.1.3 Relevancia del convertidor LWS en la dinámica de la planta de aceración ............................. 41 
5.2 OBTENCIÓN Y RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN ..................................................................... 41 
5.2.1 Peso promedio ......................................................................................................................... 41 
5.2.2 Set up ....................................................................................................................................... 44 
 
 
5.3 Análisis de la información ......................................................................................................... 45 
5.3.1 Peso promedio ......................................................................................................................... 45 
5.3.2 Set Up ....................................................................................................................................... 45 
5.4 DEFINICIÓN DE INDICADORES Y SEGUIMIENTO ........................................................................ 46 
5.4.1 Indicador peso promedio ......................................................................................................... 46 
5.4.2 Indicador Set Up ....................................................................................................................... 46 
6. RESULTADOS ................................................................................................................................ 48 
6.1 PESO PROMEDIO ....................................................................................................................... 48 
6.1.1 Calculo de la capacidad de proceso peso promedio ................................................................ 48 
6.1.2 Influencia del mix de chatarra en el peso promedio ...............................................................49 
6.1.3 Aceros sismo resistentes .......................................................................................................... 51 
6.1.4 Aceros bajo carbono ................................................................................................................ 52 
6.1.5 Influencia de la relación de carga en el peso promedio .......................................................... 53 
6.1.6 Comportamiento del peso promedio en coladas de arranque................................................ 54 
6.1.7 Relación entre peso promedio y productividad del área convertidores ................................. 55 
6.1.8 Comportamiento del indicador ................................................................................................ 56 
6.2 SET UP ....................................................................................................................................... 56 
6.2.1 Medición inicial ........................................................................................................................ 56 
6.2.2 Análisis de tiempos y movimientos ......................................................................................... 57 
6.2.3 Estandarización de tiempos ..................................................................................................... 65 
6.2.4 Porcentaje de paradas por SET UP en relación a las paradas generales del área ................... 66 
6.2.5 Relación entre tiempos de SET UP y productividad del área convertidores ........................... 67 
6.2.6 Comportamiento del indicador ................................................................................................ 68 
7. CONCLUSIONES ............................................................................................................................ 69 
8. RECOMENDACIONES .................................................................................................................... 71 
BIBLIOGRAFIA .................................................................................................................................... 72 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
pág. 
 
Figura 1. Estructura del convertidor LWS .................................................................................. 19 
Figura 2. Fondo y ubicación de toberas ..................................................................................... 20 
Figura 3. Configuración de las toberas concéntricas y descripción de los fluidos............... 20 
Figura 4. Revestimiento refractario del convertidor. ................................................................. 21 
Figura 5. Esquema del proceso de calcinación ......................................................................... 24 
Figura 6. Estructura de la metodología desarrollada ................................................................ 30 
Figura 7. Partes del convertidor .................................................................................................. 32 
Figura 8. Diagrama de flujo del proceso LWS. ......................................................................... 35 
Figura 9. Diagrama de flujo SET UP convertidores. ................................................................. 36 
Figura 10. Chimenea del convertidor ......................................................................................... 37 
Figura 11. Plataforma del convertidor ......................................................................................... 37 
Figura 12. Vista del fondo y conjunto de toberas ..................................................................... 38 
Figura 13. Boca del convertidor ................................................................................................... 39 
Figura 14. Ubicación de babero en la boca del convertidor ................................................... 39 
Figura 15. Plataforma frontal del convertidor ............................................................................ 40 
Figura 16. Vista del primer nivel convertidores y línea férrea. ................................................ 40 
Figura 17. Comportamiento peso promedio enero. .................................................................. 47 
Figura 18. Comportamiento indicador SET UP enero. ............................................................. 47 
Figura 19. Comportamiento del peso de acero obtenido para las coladas procesadas en el 
convertidor LWS en el mes de enero 2019 ................................................................................ 48 
Figura 20. Graficas de distribución y porcentaje de cumplimiento ......................................... 49 
Figura 21. Comportamiento del peso promedio en función del mix de chatarra. ................ 50 
 
 
Figura 22. Comportamiento de distintos mix de chatarra empleados en la fabricación de 
acero sismo resistente. ................................................................................................................. 51 
Figura 23. Comportamiento de distintos mix de chatarra empleados en la fabricación de 
acero bajo carbono ........................................................................................................................ 53 
Figura 28. Comportamiento depeso promedio según relación de carga. ............................. 54 
Figura 29. Comportamiento del peso promedio en coladas de arranque. ........................... 55 
Figura 26. Comportamientodel indicador ................................................................................... 56 
Figura 27. Distribución de tiempos de SET UP ......................................................................... 60 
Figura 28. Distribución de tiempos muertos en el SET UP ..................................................... 60 
Figura 33.Tiempo empleado enparcheo de babero y su impacto en min/col. ...................... 63 
Figura 34.Tiempo empleado en limpieza de línea y su impacto en min/col. ........................ 64 
Figura 35.Tiempo empleado en SET UP completo y su impacto en min/col. ...................... 65 
Figura 36.Porcentaje de paradas por SET UP. ......................................................................... 67 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE CUADROS 
 
pág. 
 
Cuadro 1. Clasificación del arrabio según el porcentaje de silicio en APDR........................ 22 
Cuadro 2. Factores que afectan el peso promedio de las coladas ........................................ 43 
Cuadro 3. Variables que impactan el tiempo de ejecución y frecuencia del SET UP ......... 44 
Cuadro 4. Tiempos de ejecución del SET UP por actividad. ................................................ 45 
Cuadro 5. Rango de composición de arrabio liquido empleado en coladas de prueba. ... 45 
Cuadro 6. Capacidad potencial del proceso y capacidad real del proceso ......................... 49 
Cuadro 7. Identificación de mix de chatarra .............................................................................. 50 
Cuadro 8. Mix de chatarra empleados en la fabricación de aceros sismo resistente ......... 51 
Cuadro 9. Mix de chatarra empleados en la fabricaciónaceros bajo carbono .................... 52 
Cuadro 10. Peso promedio e índice de rendimiento metálico según relación de carga. .. 53 
Cuadro 11. Tiempos de ejecución del SET UP por actividad. .............................................. 57 
Cuadro 12. Descripción de tiempos y movimientos iníciales. ................................................. 59 
Cuadro 13. Descripción de tiempos y movimientos luego de implementar prácticas 
operativas. ....................................................................................................................................... 62 
Cuadro 14. Tiempos estándar ...................................................................................................... 65GLOSARIO 
 
- ACERO: Es una aleación de hierro con una cantidad de carbono que puede 
variar entre 0,03% y 1,075% en peso de su composición, dependiendo del 
grado. El acero conserva las características metálicas del hierro en estado puro, 
pero la adición de carbono y de otros elementos tanto metálicos como no 
metálicos mejora sus propiedades físico-químicas, sobre todo su resistencia1. 
 
- ALTO HORNO: Es un horno en el que tienen lugar la reducción y fusión de los 
minerales de hierro en un material rico en hierro conocido como arrabio. Está 
constituido por dos troncos en forma de cono unidos por sus bases mayores. 
Mide de 20 a 30 metros de alto y de 4 a 9 metros de diámetro; su capacidad de 
producción puede variar entre 500 y 1500 toneladas diarias2. 
 
- ARRABIO: También conocido como hierro de primera fusión, se obtiene del 
tratamiento de minerales de hierro, coque y caliza, a través de la reducción-
fusión en un alto horno. Este material, se caracteriza por tener elevados 
porcentajes de Carbono, silicio, manganeso y fosforo3. 
 
- CAL: Es un compuesto básico, el cual se emplea como fundente en los 
procesos de fabricación de acero, debido a que contribuye al cuidado del 
material refractario de los hornos y ayuda a neutralizar los compuestos de 
óxidos ácidos presente en las escorias. En convertidores con inyección de 
oxigeno por la parte inferior, se suele inyectar cal en polvo por medio de las 
toberas para controlar el soplo cuando el índice de proyecciones aumenta, 
sobre todo en la etapa de descarburación4. 
 
- CAL CRUDA: Se obtiene cuando el tiempo de retención de la carga o la 
temperatura en la zona de calcinación son muy bajas. Se caracteriza por tener 
una capa externa bien calcinada (coloración blanca), con un núcleo de caliza. 
 
1 ¿QUÉ ES EL ACERO? [En línea]. [Consulta 19 de noviembre de 2018]. Disponible en: 
https://www.alacero.org/es/page/el-acero/que-es-el-acero. 
2 WORDPRESS. Alto Horno [en línea]. [Consulta 12 de noviembre de 2018]. Disponible en: 
https://iesvillalbahervastecnologia.files.wordpress.com/2009/01/alto-horno.pdf. 
3 PRODUCCIÓN Y REFINACIÓN DE ARRABIO [En línea]. [Consulta 19 de noviembre de 2018]. 
Disponible en: https://www.alacero.org/es/page/el-acero/que-es-el-acero. 
http://www.infoacero.cl/acero/parrabio.htm 
4 FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE CALCINACIÓN. Cartilla de capacitación. Belencito. Acerías paz 
del rio, 2007.p.5-45. 
 
 
Este tipo de cal presenta una reactividad, la cual depende del grado de cocción 
que haya tenido la roca, además de esto, si se emplea en procesos 
siderúrgicos, esta tiende a proporcionar una elevada perdida térmica. 
 
- CAL REACTIVA: Esta cal es producto de un proceso de calcinación óptimo y 
muy bien controlado, en el cual las temperaturas y los tiempos de residencia de 
la carga fueron óptimos. Esta cal se caracteriza por presentar una coloración 
blanca cremosa, posee poros pequeños, el volumen total de poros es elevado y 
tiene una gran reactividad química5. 
 
- CAL RECOCIDA: Los carbonatos presentes en la caliza se han descompuesto 
totalmente y por un exceso en la temperatura de calcinación o tiempo de 
residencia de la carga, la cal sufre una transformación en su estructura 
cristalina. 
 
- CALCINACIÓN: Consiste en realizar la descomposición química de la caliza, 
llevando la roca hasta una temperatura de 900°C, en la cual se produce una 
reacción de descomposición, dando como productos la cal (CaO) y dióxido de 
carbono (CO2), cabe resaltar que esta reacción es netamente endotérmica. La 
reacción de descomposición de la caliza, se muestra a continuación 6: 
 
CaCO3 + Calor CaO + CO2 
- CHATARRA: La chatarra en el proceso de convertidores cumple dos funciones 
esenciales, refrigerar el baño metálico con el fin de que las reacciones 
producidas en el convertidor se mantengan en un rango de temperatura de 
1650 a 1680°C y como material a portante al baño metálico. Las chatarras 
cargadas al convertidor pueden ser chatarras de generación propia, rechazo y 
retorno7. 
 
- CONVERTIDOR LWS: Es un recipiente fabricado en chapa de acero de forma 
especial que recuerda una pera, revestido interiormente por ladrillo refractario y 
con un fondo perforado para permitir la entrada oxígeno, nitrógeno y cal en 
polvo. 
 
 
5 CALCULOS DE SOPLO II. Presentación de capacitación. Belencito. Acerías paz del rio. 2018. 
6 FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE CALCINACIÓN. Cartilla de capacitación. Belencito. Acerías paz 
del rio, 2007.p.5-45. 
7 FUNDAMENTOS DEL PROCESO DE CALCINACIÓN. Cartilla de capacitación. Belencito. Acerías paz 
del rio, 2007.p.5-45. 
 
 
- DIAGNÓSTICO DE TRABAJO OPERACIONAL: herramienta de gestión que 
permite evaluar los parámetros de control, indicadores, metas, estándares y 
métodos de trabajo, a través de estudios que generan información objetiva, 
práctica y validada sobre las áreas de oportunidad del proceso 8. 
 
- DIAGRAMA DE PARETO: Constituye un sencillo y gráfico método de 
análisis que permite discriminar entre las causas más importantes de un 
problema y las que lo son menos, la ventaja de este tipo de diagrama es que 
permite centrar la atención en los aspectos cuya mejora tendrá más impacto9. 
 
- PATRÓN OPERACIONAL: estándar que contiene la descripción de 
actividades, riesgos asociados, materiales, equipos, elementos de protección 
personal y acciones de corrección inmediata para realizar una tarea10. 
 
- INDICADOR DE PROCESO: información utilizada para evaluar aquello que se 
relaciona con las actividades. Su objetivo es analizar dicha actividad señalando 
las técnicas de control 11. 
 
- PLAN DE ACCION ANUAL (PAA): Un plan de acción es un tipo de plan que 
prioriza las iniciativas más importantes para cumplir con ciertos objetivos y 
metas. De esta manera, un plan de acción se constituye como una especie de 
guía que brinda un marco o una estructura a la hora de llevar a cabo un 
proyecto 12. 
 
 
 
 
 
8 BASIC OXYGEN STEEL MAKING [En línea]. [Consulta 19 de noviembre del 2018]. Disponible en 
http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Tema4.FabricacionAcero.ConvertidorLD.pdf 
9
 DIAGNOSTICO OPERACIONAL [en línea]. [Consulta 19 de noviembre de 2018]. disponible en: 
https://es.scribd.com/doc/313496440/DIAGNOSTICO-OPERACIONAL 
10
 DIAGRAMA DE PARETO-HERRAMIENTAS DE CALIDAD [en línea]. [Consulta 20 de noviembre de 
2018]. disponible en: https://www.aiteco.com/diagrama-de-pareto 
11 NUEVAS HERRAMIENTAS PARA EL CONTROL DE GESTIÓN [en línea]. [Consultado el 20 de 
noviembre de 2018]. disponible en: http://www.logisticasud.enfasis.com/articulos/69233-nuevas-
herramientas-el-control-gestion 
12 TIPOS DE INDICADORES [en línea]. [Consulta 15 de noviembre de 2018]. Disponible en: 
http://www.tiposde.org/ciencias-exactas/566-tipos-de-indicadores/ 
 
https://www.aiteco.com/herramientas-de-la-calidad/
https://www.aiteco.com/herramientas-de-la-calidad/
 
 
RESUMEN 
En el presente trabajo se realiza el análisis de la producción de los convertidores 
LWS de la empresa Acerías Paz del Rio S.A. mediante el estudio de las prácticas 
operativas asociadas al peso promedio de las coladas procesadas y al tiempo 
empleado en las actividades del set Up. En el primer caso, el análisis incluye la 
identificación de las variables que generan variación en los pesos, pruebas con 
diferentes mix chatarra y relaciones de carga. En el segundo caso, se realiza la 
identificación de las variables que contribuyen a la variación de tiempo y 
frecuencia de cada una de las tareas del Set Up mediante un análisis de tiempos y 
movimientos. 
 
Una vez realizada esta identificación de variables se proponen acciones de mejora 
que permitan estabilizar el peso promedio y el tiempo invertido en el set up, 
encontrando como resultado que la implementación de nuevas prácticas 
operativas representaría una gananciade aproximadamente 226,8 ton/mes (7,5 
ton/día) lo que equivale a procesar cinco (5) coladas con peso de 39,5 toneladas. 
Finalmente, la optimización de tiempos y frecuencias en el Set Up genera una 
reducción de 35 minutos por día, lo que representa el 70% del empleado en el 
procesamiento de una colada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15 
 
INTRODUCCIÓN 
Acerías Paz del Río, S.A. nació en 1948, por iniciativa del gobierno colombiano 
bajo el nombre de "Empresa Siderúrgica Nacional de Paz de Río”, el 17 de 
septiembre del mismo año inició la explotación de las minas de hierro y carbón en 
Boyacá, así como la construcción de la primera planta siderúrgica con alto horno y 
laminación en el país, en los terrenos de la antigua hacienda Belencito, en el 
municipio de Nobsa, Boyacá, donde se ha mantenido hasta la actualidad. Hoy, a 
sus 71 años, Acerías Paz del Río es la única siderúrgica integrada del país y es la 
responsable de más del 30% de la producción nacional de acero13. 
Acerías Paz del Río S.A es una empresa siderúrgica integrada, donde la 
producción de acero proviene principalmente del procesamiento de mineral de 
hierro, caliza y coque en un Alto Horno para producir arrabio, fundición o “hot 
metal” altamente carburado (4 – 5 % C) y en estado líquido. Este arrabio es 
cargado posteriormente junto con chatarra en el convertidor LWS y mediante la 
inyección de cal y oxigeno se da lugar a un proceso de oxidación que permite 
disminuir el contenido de algunos elementos como carbono, silicio, manganeso y 
fosforo en el baño metálico. Para finalmente, durante el proceso de colado 
adicionar las ferroaleaciones e iniciar el ajuste de la composición del acero el cual 
finalizara en el horno cuchara. 
 
El proceso de conversión LWS debe mantener una relación de carga arrabio-
chatarra a fin de garantizar un balance térmico dentro del convertidor, 
generalmente, esta relación es de 75% de arrabio y 25% de chatarra, donde esta 
última, además de actuar como refrigerante aporta de manera significativa al peso 
y rendimiento metálico de las coladas obtenidas. Actualmente, se observa que, al 
finalizar el proceso de conversión, algunas de las coladas presentan bajo peso y 
por consiguiente un índice de rendimiento metálico bajo. Por lo anterior, se ve la 
necesidad de identificar las variables que están afectando el peso promedio de las 
coladas y mediante la optimización de las prácticas operativas generar una 
estabilización del peso. 
 
De otro lado, se sabe que todo proceso a nivel industrial requiere garantizar un 
mínimo de condiciones que permitan la operación óptima del equipo, esta 
actividad se conoce como SET UP y para el proceso de conversión LWS, es 
necesario garantizar no solo las condiciones del reactor sino también aquellas que 
garanticen la correcta secuencia del proceso. Si bien, La duración y frecuencia del 
SET UP están directamente relacionadas con las condiciones del proceso y 
calidades de materia prima, es pertinente que la actividad se realice en el menor 
 
13
 MOSQUERA RENTERÍA, Betty, et al. Curso De Profundización “Supply Chain Management y Logística”. 
Trabajo de grado ingeniería industrial. Acacias: Universidad Nacional Abierta y a Distancia. Escuela de 
Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería. Programa de Ingeniería Industrial, 2014. 92 p. 
16 
 
tiempo posible, con una frecuencia adecuada y garantizando que cada minuto 
invertido sea aprovechado de la mejor manera, pues un tiempo de parada 
excesivo o paradas repetitivas impactan significativamente la productividad y 
eficiencia del proceso. 
 
Finalmente, mediante la estabilización del peso promedio, el control de las 
variables del proceso y la optimización de los tiempos de SET UP es posible 
aumentar la productividad y eficiencia de los convertidores LWS contribuyendo 
directamente al cumplimiento de las metas internas y al plan de acción anual de la 
empresa Acerías Paz del Rio S.A. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
 
2. MARCO REFERENCIAL 
2.1 PROCESO SIDERÚRGICO 
El proceso siderúrgico de la empresa Acerías Paz del Río, es una operación 
integrada, que comienza en el área de fabricación primaria, en donde los 
minerales extraídos son procesados a elevadas temperaturas en el alto horno, 
obteniéndose un hierro fundido altamente carburado denominado arrabio, el cual 
es vertido en cucharas a una temperatura de aproximadamente 1300 a 1400 °C y 
posteriormente transportado hacia el área de aceración-convertidores, en donde 
mediante un proceso de oxidación se eliminan impurezas como: fosforo, silicio, 
carbono y manganeso, logrando la transformación del arrabio líquido en acero con 
una temperatura promedio de colado de 1520°C a 1550°C. 
 
Una vez finalizado el proceso de conversión en el convertidor LWS, se obtiene un 
acero con bajos contenidos de azufre y fosforo, el cual es enviado al horno 
cuchara para realizar ajustes a la composición química y temperatura, obteniendo 
un acero óptimo para el proceso de solidificación en la máquina de colada 
continua. 
 
Finalmente, se obtiene como subproducto la palanquilla que es transportada hacia 
las naves de laminación, en donde de acuerdo a la geometría del producto 
terminado se envía a los trenes de laminación, siendo sometidas previamente a un 
proceso de precalentamiento en un horno a gas, con el fin de obtener 
temperaturas cercanas a los 1100°C que permiten tener las propiedades 
necesarias para realizar el proceso de deformación en caliente y garantizar el 
cumplimiento de las propiedades físicas y mecánicas requeridas 
 
2.2 CONVERTIDORES LWS 
2.2.1 Origen 
En la segunda mitad del siglo XIX surgieron los convertidores neumáticos para 
hacer frente a la masiva producción de arrabio proveniente de los altos hornos, el 
primero de ellos fue el convertidor desarrollado por Sir Henry Bessemer, el cual 
contaba con refractario ácido y se soplaba aire a través de toberas situadas en el 
fondo; el oxígeno del aire soplado atravesaba el material fundido existente en el 
convertidor, quemando a su paso el carbono, silicio y manganeso presentes. Estas 
reacciones generaban un efecto térmico positivo que elevaba la temperatura y 
daba paso a la conversión arrabio-acero14. 
 
14
 ENRRÍQUEZ BERCIANO, Jose Luis, et al. Monografías sobre tecnología del acero. Parte I. Acería Eléctrica. 
Universidad Politécnica de Madrid, 2009. p. 9. 
18 
 
Sin embargo, el convertidor Bessemer no permitía desfosforar ni desulfurar 
arrabios con alto contenido de fosforo y teniendo en cuenta que este elemento 
genera elevada fragilidad en caliente a los aceros, se hizo inevitable la resolución 
de este problema y es así como en 1978 Sidney Gilchrist THOMAS, metalurgista 
inglés perfeccionó el procedimiento Bessemer dando luz al tratamiento arrabios 
fosforosos de Francia y de otros países europeos, mediante la utilización de 
revestimientos básicos (dolomita) y adicionando cal al convertidor con el arrabio 
líquido, haciendo de esta manera posible la trasformación del arrabio fosforoso en 
acero THOMAS15. 
 
Sin embargo, apareció un nuevo problema que radicó en la incorporación de 
cantidades elevadas de nitrógeno en el acero procedentes del aire soplado. Este 
nitrógeno alteraba la estructura del acero solidificado dando lugar a acritud y 
fragilidad en frío16. Es por esta razón que las firmas industriales francesas LOIER- 
WENDEL SIDELOR SPRUNCK dan origen al convertidor LWS, perfeccionando el 
proceso THOMAS mediante la inyección de oxígeno puro y gas natural mediante 
toberas concéntricas, donde el calor generado en el fondo del convertidor 
descompone los hidrocarburos que llegan por la tobera envolviendo al oxígeno. 
Esta descomposición (cracking), que es endotérmica, produce una fuerte 
refrigeración del refractario próximo a las toberas, evitando su destrucción17. 
2.2.2 Estructura 
El convertidor LWSes un recipiente fabricado en chapa de acero con forma 
cónica similar a una pera, revestido interiormente por ladrillo refractario y con un 
fondo perforado para permitir la entrada oxígeno, nitrógeno y cal en polvo. Gira 
alrededor de un eje, situado aproximadamente en su centro de gravedad para 
cargar el arrabio y descargar el acero fundido cerrándose automáticamente la 
entrada de oxígeno en cuanto deja de estar vertical, que es la posición de 
trabajo18. 
2.2.2.1 Carcasa. La carcasa del convertidor está dispuesta de la siguiente 
manera: una parte troncocónica donde está el pico con su canal de vertimiento y 
sangrado (babero) y la panza, una parte cilíndrica, donde se considera la espalda 
y parte de la panza y el talud donde empalma con la parte cilíndrica y con la silla. 
 
 
15 COMA GARCÍA, Jorge. Simulación de la Metalurgia en el Convertidor LD. Máster en Ingeniería de 
Minas. Oviedo: Universidad de Oviedo. Escuela de Ingeniería de Minas, Energía y Materiales de Oviedo. 
2016. 76 p. 
16
 Ibíd., p. 12. 
17
 CONECTE ESCUELA TÉCNICA. Proceso de conversión en el convertidor LWS. Belencito, 2018. p. 5. 
18
 Ibíd., p. 7. 
19 
 
2.2.2.2 Cinturón. El cinturón o anillo portante está formado por piezas en acero 
igual al de la carcasa y contiene dos muñones. Uno de éstos se integra con el 
sistema de engranaje mecánico de la cremallera, que le proporciona movimiento 
de giro al convertidor. El otro muñón hueco permite la entrada de los diferentes 
circuitos que transportan los fluidos para el proceso de afino. 
Figura 1. Estructura del convertidor LWS 
 
Fuente. CONECTE ESCUELA TÉCNICA. Proceso de conversión en el convertidor 
LWS. Belencito, 2018. p. 5. 
2.2.2.3 Fondo. El fondo consta de una placa de acero en la cual se realiza el 
montaje y disposición de las cinco (5) toberas que se encuentran incrustadas en 
éste y rodeadas de ladrillos refractarios a base de magnesita de 1 m de longitud. 
Cada tobera está compuesta por dos tubos concéntricos, uno en acero (exterior) y 
otro en cobre (interior). Un fondo tiene una duración de aproximadamente 400 a 
600 cargas y su velocidad de desgaste se sitúa entre 1,1 y 1,6 mm por colada19. 
Por su parte, las toberas son los mecanismos que se encargan de inyectar el 
oxígeno y la cal en polvo al Convertidor, consisten en dos tubos donde el tubo 
central permite la inyección de oxígeno mientras que el exterior permite la 
inyección de ACPM cuya principal función es refrigerar y proteger el conjunto 
contra las altas temperaturas generadas por las reacciones de oxidación20. 
 
 
19
 Ibíd., p. 9. 
20
 VENTUROLI AUAD, Marcos. Refratário para convertedor LD. En: Aciaria a oxigênio. Associação Brasileira 
de Metalurgia, Materiais e Mineração – ABM. Brasil, 2014. p. 5-8. 
 
20 
 
Figura 2. Fondo y ubicación de toberas 
 
Fuente. Autor. 
Figura 3. Tobera para soplado por el fondo del convertidor. 
 
Fuente. ENRRÍQUEZ BERCIANO, Jose Luis, et al. Monografías sobre tecnología 
del acero. Parte I. Acería Eléctrica. Universidad Politécnica de Madrid, 2009. p. 17. 
21 
 
2.2.2.4 Revestimiento refractario. Los materiales resistentes al calor se 
denominan refractarios cuando su temperatura de reblandecimiento es igual o 
superior a 1500 °C. En la construcción y reparación del convertidor es 
indispensable el empleo de estos materiales. Dentro de las principales agresiones 
que puede sufrir el refractario se encuentran las siguientes21: 
- Térmica: Por las temperaturas del acero y la escoria, tanto por choques 
térmicos por cambios bruscos de temperatura. 
 
- Química: Ataque de escorias, reacciones de óxido-reducción. 
 
- Mecánica: Golpe causado por la caída de cargas, rozamiento de materiales 
durante arranque y agrietamiento (spalling). 
 
Figura 4. Revestimiento refractario del convertidor. 
 
 
 
Fuente. CONECTE ESCUELA TÉCNICA. Proceso de conversión en el convertidor 
LWS. Belencito, 2018. p. 5. 
El revestimiento refractario de la coraza está formado con refractario básico, con 
variaciones de espesor y calidad según las distintas zonas según el grado de 
desgaste, esta variación busca compensar el mayor desgaste, causado por la 
 
21
 ENRRÍQUEZ BERCIANO, Jose Luis, et al. Monografías sobre tecnología del acero. Parte I. Acería Eléctrica. 
Universidad Politécnica de Madrid, 2009. p. 104. 
22 
 
erosión o por el ataque químico de las escorias, durante las distintas fases del 
soplo. La línea de escoria y puntos calientes, están formados por ladrillos 
sinterizados a base de magnesia-carbono, químicamente aglutinado con la 
siguiente composición: MgO = 90-94% y C = 8-15%22. La figura 4 muestra la 
distribución del ladrillo refractario en el convertidor según las zonas de desgaste. 
2.2.3 Materias primas 
2.2.3.1 Arrabio. El arrabio, también denominado hierro de primera fusión se 
obtiene del tratamiento de la mezcla de minerales de hierro, coque y caliza, a 
través de la reducción-fusión en un alto horno. Este material, se caracteriza por 
tener elevados porcentajes de carbono, silicio, manganeso y fosforo, los cuales 
pueden ir de 2,5% a 3,8% - 0,5% a 1,5% - 1,5% a 2,7% y 0,3% a 1,1% 
respectivamente, lo que lo hace equiparable en sus propiedades a una fundición. 
El arrabio líquido es la materia prima fundamental en el proceso LWS, ya que 
proporciona el 70-75% de la carga metálica. 
Como se observará más adelante, la composición química del arrabio y 
principalmente el contenido de silicio, son de vital importancia en el proceso de 
conversión LWS, por tal razón, en Acerías Paz del Rio (APDR) se clasifica el 
arrabio de la siguiente manera. 
 
Cuadro 1. Clasificación del arrabio según el porcentaje de silicio en APDR 
TIPO I (%Si) TIPO II (%Si) NO CONFORME (%Si) 
0,4 – 0,8 0,3 - 0,39 
0,81 - 1,25 
< 0,3 
>1,25 
Fuente. Autor. 
2.2.3.2 Caliza. Las calizas son rocas sedimentarias, formadas por depósitos de los 
productos de alteración química y física de rocas preexistentes y primitivas. 
Debido a la extrema lentitud con la que se descomponen los fósiles que contienen 
carbonato de calcio y al efecto disolvente del dióxido de carbono, se forma el 
bicarbonato de calcio23. 
El carbonato de calcio constituye al menos el 50% de todas las piedras calizas en 
forma de calcita. Algunas calizas son calcita pura, pero la mayoría de las calizas 
contienen arena y otras sustancias como cuarzo, piritas y minerales de arcilla. La 
 
22 VENTUROLI AUAD, Marcos. Refratário para convertedor LD. En: Aciaria a oxigênio. Associação 
Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração – ABM. Brasil, 2014. p. 5-8. 
23 CONECTE ESCUELA TÉCNICA. Fabricación de cal. Belencito, 2018. p. 6. 
23 
 
piedra caliza es el resultado del peso de las capas de diferentes minerales de 
calcita y se combinan con la reacción química creados por calor y presión. 
La caliza está formada por una serie de compuestos químicos, en el que la 
presencia de los carbonatos de calcio y de magnesio es más significativa. 
Desde el punto de vista geológico, la piedra caliza puede estar compuesta por 4 
minerales: la calcita, el aragonito, la dolomita y la magnesita. 
- La calcita (CaCO3): Es el carbonato de calcio, que al calcinarlo se descompone 
en óxido de calcio y anhídrido carbónico. Cristaliza en el sistema hexagonal, 
pero sus cristales varían extremadamente de hábito, y a menudo son altamente 
complejos. El romboédrico y el escalenoédrico son las formas más frecuentes. 
Su reacción de descomposición es la siguiente24: 
 
CaCO3 (sólido) + Calor CaO (sólido) + CO2 (gas) 
 
- El aragonito (CaCO3): Cristaliza en el sistema ortorrómbico, típicamente de 
origen termal. Sin embargo, el aragonito también se forma en procesos de bio-
mineralización; los cuerpos de moluscos, las perlas, y el esqueleto humanotienen aragonito. El aragonito es el primer caso de polimorfismo mineralógico 
conocido. Tiene igual fórmula que la calcita, pero cristaliza en el sistema 
ortorrómbico. 
 
- La dolomita: Es un carbonato doble del calcio y del magnesio, con la fórmula 
CaMg (CO3)2. Como la calcita, se cristaliza en el sistema hexagonal. La mezcla 
de carbonato de calcio y de carbonato de magnesio puede alcanzar hasta un 
44%. Se forma por la transformación secundaria de los sedimentos de la calcita 
en piedra caliza, bajo influencia del agua en circulación, a través de la 
substitución parcial del calcio por el magnesio25. 
 
Su reacción de descomposición es la siguiente: 
 
CaCO3. MgCO3(s) + CalorCaO. MgO (s) + 2CO2 (g) 
 
- La magnesita (MgCO3): La forma típica de este mineral son las masas de 
micro cristales, compactas y opacas. Cristaliza en estructura romboédrica y su 
origen es posible por segregación especialmente de rocas de metamorfismo 
regional, y muchas veces como producto de alteración de silicatos de magnesio 
o transformación de calizas y dolomías26. Se encuentra como producto de 
alteración de la serpentina a causa del ataque del agua cargada de CO2. 
 
24
 Ibíd., p. 10. 
25
 Ibíd., p. 11. 
26
 Ibíd., p. 12. 
24 
 
También puede tener origen metamórfico. Su reacción de descomposición es la 
siguiente: 
 
MgCO3 (s) + Calor MgO (s) + CO2 
2.2.3.3 Cal. Es un compuesto básico que se emplea como fundente en los 
procesos de fabricación de acero, debido a que contribuye al cuidado del material 
refractario de los hornos y ayuda a neutralizar los compuestos de óxidos ácidos 
presentes en las escorias. 
Proviene del proceso de descomposición química de la caliza, llevando la roca 
hasta una temperatura de 900°C, en la cual se produce una reacción de 
descomposición, dando como productos oxido de calcio (CaO) y dióxido de 
carbono (CO2)27, cabe resaltar que esta reacción es netamente endotérmica. La 
reacción de descomposición de la caliza se muestra a continuación: 
CaCO3 + Calor CaO + CO2 
 
Figura 5. Esquema del proceso de calcinación 
 
 
Fuente. CONECTE ESCUELA TÉCNICA. Fabricación de cal. Belencito, 2018. p. 
28. 
Uno de los factores más importantes a tener en cuenta para la selección del tipo 
de piedra caliza a emplear en el proceso de calcinación es el contenido de 
impurezas. En la norma ASTM C 25-83 (nivel permisible de impurezas en calizas), 
se establecen los siguientes criterios que definen la calidad de una cal. 
 
27
 ENRRÍQUEZ BERCIANO, Jose Luis, et al. Monografías sobre tecnología del acero. Parte I. Acería Eléctrica. 
Universidad Politécnica de Madrid, 2009. p. 123. 
CALOR 
CALOR REACCIÓN 
25 
 
- % SiO2 presente en la roca caliza: 1,0 a 2,5 como máximo. 
- % CaO: 51,0-54,0 
- % S: Menor a 0,1. 
- % R2O3: 0,5 a 1,5 
 
De acuerdo al grado de cocción o descomposición que sufre la cal, se distinguen 
tres tipos de cal: cal cruda, cal recocida y cal reactiva. 
 
- Cal cruda: Se obtiene cuando el tiempo de retención de la carga o la 
temperatura en la zona de calcinación son muy bajas. Se caracteriza por tener 
una capa externa bien calcinada (coloración blanca), con un núcleo de caliza. 
Este tipo de cal presenta una baja reactividad, la cual depende del grado de 
cocción que haya tenido la roca, además de esto, si se emplea en procesos 
siderúrgicos, esta tiende a proporcionar una elevada perdida térmica. 
 
- Cal recocida: Los carbonatos presentes en la caliza se han descompuesto 
totalmente y por un exceso en la temperatura de calcinación o tiempo de 
residencia de la carga, la cal sufre una transformación en su estructura 
cristalina provocando que su reactividad disminuya. Este tipo de cal se 
caracteriza por tener poros demasiados grandes, presenta una coloración 
negra, sus granos cristalinos son grandes y el volumen total de poros es 
pequeño. Este tipo de cal siempre permanece inerte en los procesos 
metalúrgicos, por lo cual se considera una cal inservible. 
 
- Cal Reactiva: Esta cal es producto de un proceso de calcinación óptimo y 
muy bien controlado, en el cual las temperaturas y los tiempos de residencia 
de la carga fueron óptimos. Esta cal se caracteriza por presentar una 
coloración blanca cremosa, posee poros pequeños, el volumen total de poros 
es elevado y tiene una gran reactividad química. 
 
2.2.3.4 Chatarra. El cargue de chatarra en el proceso de conversión LWS tiene 
dos finalidades esenciales: actuar como refrigerante del baño metálico 
garantizando que las reacciones producidas en el convertidor se mantengan en un 
rango de temperatura de 1650 a 1680°C y como material a portante al rendimiento 
metálico debido a su alto contenido de hierro. Como se observará más adelante, 
en acerías Paz del Rio la chatarra se clasifica en según calidad y procedencia en 
chatarra propia, rechazo, retorno interno y chatarra comprada; donde cada uno 
presenta un comportamiento diferente durante el proceso. 
 
La chatarra incorporada en el proceso LWS debe estar libre de elementos 
contaminantes como plásticos, grasas, pinturas y metales pesados, debido a que 
si contienen elementos como cobre, níquel, cromo, etc. Se hace difícil su 
extracción y generan problemas en etapas posteriores al crear zonas duras 
26 
 
disminuye la calidad de productos largos de espesores menores a 5 mm. Además, 
en cuanto a tamaño, si estos son trozos muy grandes podrían generar daño en el 
refractario del convertidor durante la caída. 
 
2.2.3.2 Oxigeno. Es el agente oxidante para las reacciones que tienen lugar en el 
convertidor. Su pureza debe ser superior al 99,99%, y en razón a su afinidad con 
el nitrógeno la disolución de este elemento en el baño superaría las restricciones 
por formación de nitruros. El oxígeno se inyecta por el fondo del convertidor a 
través de 5 toberas. Este oxigeno sirve para oxidar las impurezas que trae el 
arrabio (Si, Mn, C, P, S) y cuya reacción exotérmica eleva la temperatura a valores 
que permiten fundir la chatarra y llegar a las temperaturas de proceso, al mismo 
tiempo que forma los óxidos respectivos que mediante la acción de la Cal van a 
formar la escoria del Convertidor. 
A este proceso de inyección de oxigeno se le conoce como “soplo” donde las 
variables que intervienen en este proceso definen lo que se llama el “esquema, 
patrón o perfil de soplo” y son diferentes para cada grado de acero, temperatura 
del arrabio, tenor del silicio en el arrabio y número de coladas que lleve el 
revestimiento refractario del Convertidor. Estas variables son: Volumen de 
oxígeno, su caudal y su presión28. 
2.2.4 Etapas del proceso 
El proceso de conversión LWS es un proceso esencialmente oxidante cuya 
finalidad es reducir los elementos de aleación que por el anterior proceso reductor 
o por condiciones del mineral quedan presentes en el arrabio mediante una serie 
de reacciones que siguen el principio de afinidad química de cada elemento por el 
oxígeno se procede a llevar a unos niveles de calidad que exige un acero. 
Teniendo en cuenta lo anterior se distinguen principalmente tres etapas durante el 
proceso. 
2.2.4.1 Etapa 1: Oxidación de silicio y manganeso. El silicio contenido en el 
arrabio reacciona con el oxígeno inyectado por medio de las toberas obteniendo 
como producto SiO2 (reacción 1), posteriormente, la sílice formada reacciona con 
el óxido de calcio (CaO) formando un silicato di cálcico que permanecerá estable 
en la escoria (reacción 2). Inmediatamente, se da origen a la oxidación del 
manganeso (reacción 3) que entrará en contacto con CaO figará el manganeso en 
la escoria en forma de CaO. MnO (reacción 4). 
Este soplo dura de 3,5 a 5,0 minutos. Aquí ya se tienen tres fases perfectamente 
definidas: metal, escoria y gases. 
 
28 GUIMARÃES DE ATHAYDE, João Domingos. Controle de processo. En: Aciaria a oxigênio.Associação 
Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração – ABM. Brasil, 2014. p. 5-8. 
27 
 
2.2.4.2 Etapa 2: Descarburación creciente. Durante esta etapa el carbono 
presente en el baño reacciona con el oxígeno inyectado y da origen al dióxido y 
monóxido de carbono, donde se considera que el 95% se quema como CO2 y el 
5% restante corresponde a CO. Esta etapa determina el tiempo de proceso, la 
formación de la escoria espumosa y el nivel de proyecciones durante el soplo., 
producción de llama en la boca del Convertidor y gran formación de calor. 
 
Si+ O2SiO2 
SiO2 + CaOCaO.SiO2 
Mn + ½ O2MnO 
MnO + Cao CaO. MnO 
(1) 
(2) 
(3) 
(4)
C + ½ O2 CO 
C + O2CO2 
Fe + ½ O2  FeO 
 
(5) 
(6) 
(7)
2.2.4.3 Etapa 3: Descarburación decreciente y oxidación del hierro. Cuando 
el porcentaje de carbono en el baño es menor a 0,8% la velocidad de 
descarburación disminuye, produciéndose la oxidación del hierro metálico a óxido 
de hierro FeO (reacción 7)29. 
2.3 SET UP 
El set-up es tiempo de preparación en un proceso, es decir, el tiempo necesario 
en cambiar un dispositivo de un equipo, preparar ese equipo para producir un 
modelo diferente o simplemente un tiempo necesario para garantizar que el equipo 
cuente con las condiciones necesarias para operar30. El SET UP de convertidores 
se divide en 6 tareas, donde cada una de ellas tienen por finalidad garantizar las 
condiciones de operación del convertidor LWS desde su etapa de cargue hasta el 
colado. 
 
 
29
 CONECTE ESCUELA TÉCNICA. Proceso de conversión en el convertidor LWS. Belencito, 2018. p.76. 
30
 Scientia et Technica Año XV, No 41, Mayo de 2009. Universidad Tecnológica de Pereira. ISSN 0122-1701. 
28 
 
3. ESTADO DEL ARTE 
 
Moreira, Almeida Y Hahne en su artículo titulado “MELHORIA CONTÍNUA DO 
RENDIMENTO METÁLICO DO CONVERTEDORLD DA V&M DO BRASIL” 
estudian las principales causas de la variación del rendimiento metálico en 
convertidores LD con el fin de aumentar el rendimiento metálico en el proceso, lo 
anterior mediante la metodología de mejora continua, en la cual recopilan 
información de pérdidas previstas y no previstas, con el fin de formalizar un plan 
de acción. Con la implementación de estas estrategias, se logró elevar el 
rendimiento metálico de 90.75% a 92.50%, siendo un aumento considerable para 
el proceso. Algunas de las acciones tomadas fueron dar a conocer la importancia 
de la calibración de distancia de lanza de oxigeno-baño metálico con el fin de 
disminuir el índice de proyecciones generadas, además de ello, realizaron 
modificaciones a los perfiles de soplo. 
Almada Faria Marco Aurélio y Claudio Soares en su trabajo titulado “OPERAÇÃO 
DE REFINO DE AÇO” presentan la descripción del ciclo completo del proceso LD 
(tap to tap) identificando las técnicas que permiten optimizar los tiempos y mejorar 
la capacidad de producción. Dentro de los principales hallazgos se propone la 
correcta configuración de las lanzas y el control del flujo de oxígeno, lo cual 
permite una reducción en el tiempo de soplado y reduce las proyecciones 
generadas durante el proceso; la reducción en los tiempos de toma de muestra a 
fin de evitar alargue del proceso por acondicionamiento térmico y el control de 
paso de escoria para evitar problemas de calidad y aumentar la productividad. 
 
Emércio Batista Campos y João Domingos Guimarães en su trabajo titulado 
“CONTROLE DE PROCESSO” exponen la importancia del control del proceso en 
el convertidor para obtener un producto dentro de los parámetros requeridos. Para 
ello, se realizan modelos matemáticos, constituidos por un sistema de ecuaciones 
basadas en equilibrios térmicos y de masa, que se establecen a partir de 
consideraciones teóricas y relaciones empíricas obtenidas por resultados 
experimentales y operativos. Lo anterior, permite una estandarización que busca 
asegurar la estabilidad operativa y la eliminación de factores inapropiados en el 
sistema. 
 
En el estudio realizado por Artigo, se realiza la simulación física de un convertidor 
de soplo Mixto, empleando CO2 como gas de reacción y agua para representar el 
acero. Para esta investigación, se varían los ángulos de las lanzas de 90 a 60° y 
se realiza variación de la distancia de la lanza respecto al baño, con el fin de 
evaluar la velocidad de desgasificación y las perdidas por proyecciones. Para ello, 
inyectaron CO2 por el fondo y por la parte superior, encontrando que a medida 
que se disminuye el ángulo de las lanzas ubicadas en el fondo y con mayores 
flujos de agitación, se disminuyen las proyecciones de material. También 
determinaron que, a mayores flujos de gas de agitación, los tiempos de 
29 
 
desgasificación disminuyen y que a medida que la distancia de la lanza decrece 
con respecto al baño, aumentan las proyecciones. 
 
Kruskopf y Lounkilpi, realizan una serie de modelos termodinámicos y de 
transferencia de masa, con el fin de conocer, como varia la velocidad de fusión de 
la chatarra y la velocidad de disolución del carbono en el baño metálico, cuando se 
cargan 20 toneladas de chatarra con espesores de 1,0, 2,0,4,0 y 8,0 cm y 100 
toneladas de arrabio con 4,5% de carbono, el cual entra a una temperatura de 
1322 °C ,encontrándose así que , a mayor espesor de la chatarra, los tiempos de 
fusión se prolongaban de 8 minutos con espesores mínimos de 1,0 cm , hasta 12 
minutos con espesores de 8,0 cm. También se observó, que a medida que se 
aumenta el espesor de la chatarra, la velocidad de dilución del carbono disminuye, 
debido a que la velocidad de fusión de la chatarra es menor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
30 
 
4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 
Este proyecto se realizó bajo el marco de una investigación experimental, teniendo 
como objetivo analizar la producción en convertidores LWS mediante el estudio de 
prácticas operativas involucradas con el peso promedio y SET UP. Lo anterior, 
bajo los siguientes principios: identificación de problema, obtención y recopilación 
de información de variables, análisis de información mediante herramientas 
estadísticas, optimización de proceso y control efectivo 
4.1 METODOLOGÍA 
Para el desarrollo del presente proyecto, se establecieron 5 etapas, las cuales son 
descritas a continuación: 
Figura 6. Estructura de la metodología desarrollada 
 
Fuente. Autor. 
4.1.1 ETAPA 1: Reconocimiento del proceso 
Inicialmente se realizó un reconocimiento del proceso de producción de acero vía 
convertidor LWS en la empresa acerías Paz del Rio, donde se encontró variación 
en el peso de las coladas obtenidas, dando lugar a la identificación de parámetros 
que permitan garantizar coladas dentro del peso objetivo establecido por la 
compañía. Adicionalmente, se identificó que algunas de estas causas también 
inciden en la frecuencia y/o duración del SET UP y teniendo en cuenta que las 
paradas a causa de SET UP representan aproximadamente el 30% de las paradas 
globales del área la optimización de los tiempos empleados en estas tareas y la 
estabilización del peso promedio representarían un aumento en el porcentaje de 
utilización y productividad del área. 
4.1.2 ETAPA 2: Obtención y recopilación de información 
Una vez definidos los campos de acción se procede a recopilar información 
diariamente sobre el comportamiento del peso promedio de las coladas 
procesadas en convertidores y el tiempo de ejecución de cada una de las tareas 
del SET UP, posteriormente se realiza un acompañamiento al proceso con el 
objetivo de identificar aquellas causas que están generando inestabilidad y/o 
variación. 
DEFINIR MEDIR ANALIZAR MEJORAR CONTROLAR 
31 
 
4.1.3 ETAPA 3: Análisis de información 
Con base en la información recolectada se realiza un análisis de datos para 
determinar aquellas causas que están teniendo mayor impacto y/o frecuencia, con 
el objetivo de proponer pruebas que permitan la optimización del proceso. 
4.1.4 ETAPA 4: Optimizaciónde proceso 
Posteriormente se realiza la implementación de acciones de mejora y el 
acompañamiento continúo al proceso para evaluación, verificación y orientación al 
personal en el cumplimiento de las prácticas operativas establecidas. 
4.1.5 ETAPA 5: Definición de indicadores y seguimiento 
Finalmente, una vez alcanzado el punto de mejora se realiza un refuerzo continuo 
sobre las prácticas operativas establecidas para obtener la eficacia y continuidad 
del proceso. 
4.2 DISEÑO EXPERIMENTAL 
Para realizar el análisis de la producción de acero vía convertidores se estudió 
principalmente el peso de acero obtenido de las coladas procesadas y el tiempo 
empleado en el SET UP debido a la incidencia que estos dos factores representan 
en la productividad del área. Teniendo en cuenta lo anterior, el peso fue 
monitoreado colada a colada con el objetivo de identificar aquellas prácticas 
operativas de los distintos equipos de trabajo que influyen en una variación del 
peso de acero obtenido. 
Para el estudio del SET UP se realizó acompañamiento a los distintos equipos de 
trabajo en la ejecución de cada una de las tareas, evaluando aspectos como 
duración, frecuencia y coordinación de funciones mediante un estudio de tiempos 
y movimiento. Lo anterior, a fin de garantizar el aprovechamiento de cada minuto 
empleado y la identificación de aquellos factores que generan un aumento de 
tiempo o frecuencia en cada una de las tareas. 
El seguimiento y control de cada una de las variables anteriormente mencionadas 
se realizó mediante indicadores de proceso, donde el monitoreo del peso se 
realizó como el peso promedio por día (peso promedio/día) y el impacto del SET 
UP fue medido en minutos/colada. 
 
 
 
32 
 
5. DESARROLLO EXPERIMENTAL 
5.1 RECONOCIMIENTO DEL PROCESO 
Para el desarrollo de esta fase se realizó un acompañamiento continuo al proceso 
de fabricación de acero vía convertidor con el objetivo de conocer las 
características del equipo, condiciones del proceso productivo y dimensionar la 
importancia del convertidor LWS en la dinámica del proceso de aceración. Lo 
anterior, con fin de identificar focos potenciales de mejora. 
5.1.1 Características del equipo 
Figura 7. Partes del convertidor 
 
Fuente. CONECTE ESCUELA TÉCNICA. Proceso de conversión en el convertidor 
LWS. Belencito, 2018. p. 5. 
5.1.2 Condiciones del proceso 
A continuación, se describe el procedimiento realizado en el convertidor LWS para 
el procesamiento de una colada. 
33 
 
Previo a la puesta en servicio del convertidor es necesario garantizar el 
calentamiento y encharque térmico del mismo mediante etapas de calentamiento 
controlado para garantizar la calcinación del material refractario. El calentamiento 
inicia con quemador de gas natural durante doce (12) horas y posteriormente un 
calentamiento con oxígeno de aproximadamente dos (2) horas o según la 
necesidad térmica requerida. 
Una vez dadas las condiciones para el inicio en operación del convertidor LWS, se 
procede a realizar el cargue de las materias primas manteniendo una relación de 
carga arabio-chatarra entre el 75% y 25% respectivamente, primero se realiza el 
cargue de la chatarra y posteriormente el del arrabio. Es importante tener en 
cuenta que para la primera carga se debe reducir la carga de chatarra en 
aproximadamente 3 toneladas, debido a que como se mencionó anteriormente la 
chatarra actúa como material refrigerante y dado que el convertidor aún no ha 
alcanzado un encharque térmico adecuado se pueden presentar problemas en el 
balance térmico durante el proceso. 
Figura 8. Esquema de cargue de chatarra al convertidor. 
 
Fuente. OPERAÇÃO DE REFINO DE AÇO. En: Aciaria a oxigênio. Associação 
Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração – ABM. Brasil, 2014. p. 15. 
 
Una vez cargado, el convertidor se bascula a posición vertical y se da inicio al 
proceso de conversión el cual consta principalmente de 3 etapas: oxidación de 
silicio y manganeso, descarburación creciente y descarburación decreciente. 
Durante cada una de las etapas, la inyección de oxigeno permitirá la formación de 
34 
 
óxidos que al entrar en contacto con la cal serán captados y retenidos en la 
escoria. Al terminar las etapas mencionadas anteriormente, se realiza la primera 
bajada del convertidor con el objetivo de evacuar la mayor cantidad de escoria y 
verificar la temperatura del baño metálico y el porcentaje de FeO presente en la 
escoria, según los datos obtenidos se procede a realizar un sobre soplo, teniendo 
en cuenta que se requieren 30 m3 de oxígeno para subir 10°C en el baño metálico, 
30 m3 de oxígeno para aumentar un punto en el porcentaje de oxidación y 200kg 
de cal en polvo para bajar 10°C al baño de acero. Se realizarán los sobre soplos 
necesarios para garantizar temperatura entre 1640 a 1680°C y oxidaciones entre 
23 a 30% de FeO según calidad de acero a fabricar. 
 
Figura 9. Esquema de cargue de arrabio al convertidor. 
 
 
 Fuente. OPERAÇÃO DE REFINO DE AÇO. En: Aciaria a oxigênio. Associação 
Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração – ABM. Brasil, 2014. p. 15. 
 
Cuando el baño metálico cumpla con las condiciones dadas, el convertidor se 
ubica en posición vertical para recibir la cal de la barrera, que como su nombre lo 
indica busca generar una barrera para impedir el paso de la escoria remanente en 
el convertidor durante la etapa de colado. Finalmente, se realiza el colado del 
acero del convertidor a la cuchara y la adición de ferroaleaciones, logrando 
mediante una agitación con nitrógeno la homogenización del material. 
 
35 
 
Figura 10. Diagrama de flujo del proceso LWS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente. Autor. 
Debido a condiciones propias del proceso, se genera acumulación de material en 
zonas aledañas al convertidor y si bien es cierto, que el convertidor es el eje 
principal en el proceso de conversión no se deben dejar de lado aquellas tareas 
que permiten la continuidad del proceso y garantizan las condiciones para obtener 
un des-escoriado óptimo y un colado libre de impurezas; es aquí, donde el SET 
UP y cada una de las tareas que lo conforman toman relevancia. 
El set up está comprendido por cinco tareas: Limpieza de boca, Limpieza de 
chimenea, limpieza de plataforma y medición de toberas, parcheo de babero, 
limpieza de plataforma frontal y limpieza de línea, donde cada una tiene la función 
Revisión del estado de los equipos 
Cargue Metálico 
Soplo de carga 
Baño 
conforme 
Ajustar Proceso 
Cargar cal de la barrera 
Colado 
Ferroaleaciones y 
agitación 
COORDINACIÓN 
FIN 
No 
Si 
Materias Primas 
Presión N2 y O2 
Estado de 
toberas, Bloque y 
cubas 
Des escoriado 
36 
 
proveer y verificar las condiciones necesarias para garantizar la óptima operación 
del equipo y del proceso. Las actividades se realizan en orden descendente, es 
decir, las actividades del nivel inferior iniciaran solo cuando en el nivel superior se 
haya terminado la intervención, lo anterior con el fin de evitar cualquier tipo de 
incidente tanto personal como material. 
Figura 11. Diagrama de flujo SET UP convertidores. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fuente. Autor. 
A continuación, se realiza una breve descripción de cada una de las tareas y su 
importancia en el desarrollo normal del proceso de conversión: 
Inspección 
Se 
requiere 
SET UP 
Si 
No 
Continuar proceso 
Limpieza de chimenea 
Limpieza de plataforma 
Medición de toberas 
Limpieza de boca 
Parcheo de babero 
Limpieza plataforma frontal 
Limpieza de Línea 
FIN 
37 
 
5.1.2.1 Limpieza de chimenea. La chimenea está ubicada en el nivel más alto 
del convertidor, esta zona recibe las proyecciones generadas durante el proceso 
las cuales se acumulan principalmente en la viga y al obtener un peso 
considerable, el material acumulado puede caer al segundo nivel y ocasionar daño 
en el conjunto de toberas. 
Figura 12. Chimenea del convertidorFuente. Autor. 
5.1.2.2 Limpieza de plataforma. Está ubicada en el segundo nivel del convertidor 
y es el acceso hacia las toberas cuando el convertidor se encuentra en posición 
horizontal, el material acumulado en esta zona proviene de las proyecciones del 
proceso y su limpieza es necesaria para garantizar el ingreso seguro del personal 
y la maquinaria para realizar la medición de toberas. 
Figura 13. Plataforma del convertidor 
 
Fuente. Autor. 
38 
 
5.1.2.3 Medición de Toberas. Las toberas son uno de los componentes más 
importantes del convertidor debido a que permiten la inyección de oxígeno, 
nitrógeno y cal en polvo, una anomalía en las toberas podría generar desde un 
aumento en el TTT hasta una parada temporal del equipo. Por esta razón, es 
importante realizar la medición de las toberas, evidenciar cualquier tipo de 
obstrucción y/o desgaste que pueda afectar la integridad del equipo y del proceso. 
Figura 14. Vista del fondo y conjunto de toberas 
 
Fuente. Autor. 
5.1.2.4 Limpieza de boca. Durante soplo la boca del convertidor va acumulando 
material metálico en su contorno debido a las constantes proyecciones originadas 
durante el proceso, generando que después de un determinado número de cargas 
la boca del convertidor presente una reducción en su tamaño. Teniendo en cuenta 
que en el proceso LWS las materias primas son cargadas por la boca, durante el 
cargue se pueden presentar problemas por caída de material, lo cual no solo 
afectara la frecuencia con que se deba realizar la limpieza sino también posibles 
pérdidas y/o reducciones en el peso de las coladas. 
La limpieza de la boca comprende una etapa de fusión del material con oxígeno, 
generalmente se realiza al finalizar el primer des escoriado cuando el convertidor 
se encuentra en posición horizontal. Para la segunda etapa, se emplea la pajarita 
para realizar el retiro del contorno de la boca. 
5.1.2.5 Parcheo de babero. El babero está ubicado en la parte inferior de la boca 
y es la zona por donde se realiza la evacuación de la escoria y el acero, lo cual le 
implica un desgaste acelerado. Es por esta razón, que se debe realizar una 
proyección de material refractario en esta zona a fin de garantizar una superficie 
regular que evite el paso de acero hacia las cubas durante el des escoriado. 
 
39 
 
Figura 15. Boca del convertidor 
 
Figura 16. Ubicación de babero en la boca del convertidor 
 
Fuente. Autor. 
5.1.2.6 Limpieza de línea. Es el nivel inferior del convertidor, en él se encuentra 
la línea férrea que permite el ingreso de las cubas empleadas para el 
desescoriado y las cucharas que recibirán el acero al final de la colada. 
Adicionalmente, si se presentan problemas durante el cargue, parte del material 
podría caer al primer nivel y generar obstrucción o ametalamiento en la línea, lo 
que implicaría demoras en el desescoriado y un aumento en el TTT del proceso. 
 
Babero 
40 
 
Figura 17. Plataforma frontal del convertidor 
 
Fuente. Autor. 
Figura 18. Vista del primer nivel convertidores y línea férrea. 
 
Fuente. Autor. 
Plataforma Frontal 
41 
 
5.1.3 Relevancia del convertidor LWS en la dinámica de la planta de 
aceración 
La planta de aceración de acerías Paz del Rio está conformada por cuatro áreas: 
Horno eléctrico de arco, convertidores LWS, horno cuchara y máquina de colada 
continua. Donde las dos primeras son los encargados de producir el acero líquido 
que será enviado al horno cuchará para realizar ajustes en la composición química 
y en las temperaturas, a fin de garantizarlas condiciones óptimas que permitan su 
liberación hacia la máquina de colada continua e iniciar la producción de 
palanquilla. 
Es decir, que una vez obtenida la colada en el convertidor LWS debe ser 
trasladada hacia el horno cuchara en el menor tiempo posible con el objetivo 
mantener un flujo de acero constante en la máquina de colada continua y evitar 
así posibles cierres de línea y/o pérdidas de secuencia. Es por esta razón, que el 
SET UP debe garantizar la ausencia de anomalías durante el proceso y su 
coordinación o ejecución debe evitar la generación de tiempos muertos que 
puedan generar una falta de continuidad del proceso y consecuentemente reducir 
la productividad del área. 
Por su parte, el peso de colada debe encontrarse dentro del objetivo establecido 
por la compañía dado que una disminución significativa en el peso del acero 
líquido obtenido significa un aumento en el costo de producción y puede generar 
inconvenientes en la dinámica del proceso. 
Teniendo en cuenta lo anterior, es necesario optimizar los tiempos empleados en 
el SET UP y producir coladas de buen peso para garantizar el flujo de acero en el 
proceso y contribuir al cumplimiento del plan de producción de la acería. 
5.2 OBTENCIÓN Y RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN 
Realizando el acompañamiento al proceso fue posible establecer algunas de las 
causas que impactan tanto en la variación de tiempos de SET UP como el peso 
promedio de las coladas obtenidas. A continuación, se presenta la información 
recolectada. 
5.2.1 Peso promedio 
5.2.1.1 Proyecciones durante el soplo. Las proyecciones durante el soplo son 
generadas debido las fuertes reacciones químicas que suceden dentro del 
convertidor y están relacionadas principalmente con las ocurridas durante la etapa 
de carburación creciente debido a la generación de los gases CO y CO2, pues 
estos últimos tienden a expandirse y agitar el baño metálico. 
 
42 
 
El porcentaje de proyecciones durante el soplo puede aumentar a causa de un 
desequilibrio en el balance térmico dentro del convertidor ya sea por un 
incumplimiento en la relación de carga (Arrabio chatarra), exceso de material en 
relación al volumen del convertidor y/o inyección acelerada de oxígeno. 
Cada uno de los factores mencionados anteriormente se ven afectados 
directamente por la composición química del arrabio cargado al convertidor debido 
a que un aumento en el porcentaje de cada uno de los elementos exógenos 
contribuye directamente a un aumento en la temperatura del baño, la cual debe 
ser contrarrestada con una cantidad adecuada de refrigerante (Chatarra/caliza) 
que garantice un equilibrio térmico dentro del reactor, siendo en este punto donde 
se ve la necesidad de establecer la cantidad y mix de refrigerante requerido para 
distintas condiciones químicas de arrabio líquido. 
De otro lado, guardar la relación de carga (Arrabio + chatarra) en concordancia a 
la distribución de volumen dentro del convertidor garantiza que el reactor tenga el 
espacio necesario para llevar a cabo cada una de las reacciones. Sin embargo, es 
importante controlar el flujo durante la inyección de oxigeno debido a que esto nos 
puede generar un aumento significativo en la temperatura del baño. 
5.2.1.2 Paso de acero a las cubas. La escoria generada en el convertidor es la 
encargada de captar los óxidos formados durante el proceso de soplo y retenerlos 
allí hasta su evacuación durante el desescoriado, su evacuación es de vital 
importancia para evitar que elementos como el fosforo se reviertan al baño 
metálico y lo contaminen, sin embargo, se observó al realizar la evacuación de la 
escoria a temperaturas elevadas (>1700°C) y con altos porcentajes de FeO se 
aumenta la probabilidad de generar paso de acero a las cubas debido a la 
reducida diferenciación que se tiene entre el acero y la escoria en estas 
condiciones. 
5.2.1.3 Caída de material. El cargue de chatarra al convertidor se realiza 
mediante el izaje de una cesta de forma cilíndrica y mediante la regulación del 
gancho auxiliar de la grúa se genera la inclinación necesaria para garantizar la 
evacuación del material hacia el convertidor (Ver figura), sin embargo, se observa 
que en algunas ocasiones se genera atascamiento del material en la boca del 
convertidor dando lugar a demoras en el cargue y caída de material. 
5.2.1.4 Falta de capacidad en cucharas. La formación de bancos de escoria en 
las cucharasdisminuye directamente su capacidad y cuando la temperatura del 
colado es alta existe la probabilidad de fundir la escoria remanente, al ocurrir la 
reacción escoria-acero se genera una expansión de la escoria generando una 
disminución de la capacidad que obliga a detener el colado para respetar el límite 
de seguridad de la cuchara (tres hiladas de ladrillo). 
 
43 
 
5.2.1.5 Mix de chatarra. La chatarra usada como material de cargue se clasifica 
en los siguientes grupos: propia, rechazo, arrabio y comprada; se observa 
diferencia entre el peso de acero obtenido para distintos mix de chatarra. Por lo 
anterior, se definen 7 mix de carga y se realizar pruebas establecer el mix que 
favorece el peso. 
5.2.1.6 Arranque de convertidor. Las coladas de arranque tienen mayor 
probabilidad de salir pequeñas debido a la falta de encharque térmico en el 
convertidor, lo cual genera que parte del material quede adherido a la pared y un 
aumento en las perdidas de material por proyección. 
Cuadro 2. Factores que afectan el peso promedio de las coladas 
FACTOR DESCRIPCIÓN 
Proyecciones 
durante el 
soplo 
 
Un aumento en la cantidad de proyecciones genera que parte 
del material sea expulsado fuera del convertidor durante la 
etapa de soplo generando una disminución del peso promedio y 
reducción del IRM. 
Paso de acero a 
las cubas 
 
 
Teniendo en cuenta que la operación de desescoriado es 
manual y que la diferenciación acero-escoria depende 
totalmente de la experiencia del operador, se observa que 
cuando las temperaturas del baño se encuentran por encima de 
1700°C existe mayor probabilidad de aumentar el paso de 
acero hacia las cubas. 
Caída de 
material Caída de material (Chatarra o arrabio) durante el cargue. 
Falta de 
capacidad en 
cucharas 
Las cucharas que presentan bancos de escoria pueden perder 
hasta 6 toneladas de capacidad. 
Mix de chatarra 
Se observa diferencia entre el peso obtenido para calidades 
sismo resistentes y bajo carbono. 
Arranque de 
convertidor 
 
Las coladas de arranque tienen mayor probabilidad de salir 
pequeñas debido a la falta de encharque térmico en el 
convertidor, lo cual genera que parte del material quede 
adherido a la superficie. 
Fuente. Autor 
44 
 
5.2.2 Set up 
Los datos presentados a continuación se obtienen mediante el seguimiento a 20 
SET UP. 
Cuadro 3. Variables que impactan el tiempo de ejecución y frecuencia del SET UP 
TAREA CAUSA DESCRIPCIÓN 
Limpieza de 
chimenea 
Tamaño de 
bloque 
El tamaño del bloque depende de la cantidad 
de material proyectado durante el soplo y de 
la frecuencia en su limpieza. 
Limpieza de 
plataforma 
Material adherido 
a la superficie 
El material proyectado cae sobre la superficie 
y debido a la temperatura se adhiere y 
dificulta su evacuación. 
Medición de 
toberas 
Protección Demora en el accionamiento de la protección 
Medición poco 
confiable 
Falta de conocimiento de las medidas de la 
última medición. 
Demora en 
instalación de 
tapones 
Los tapones no se ubican en orden durante la 
medición, generando que al tapar las toberas 
el tapón no coincide por lo que se requiere 
probar uno a uno. 
Limpieza de 
boca 
Tamaño de 
corona 
Altas proyecciones de material durante el 
soplo 
Frecuencia en 
fundir corona 
No se realiza limpieza de la boca y por lo 
tanto se aumenta la frecuencia en fundir. 
Parcheo de 
babero 
Alineación 
Alineación del babero respecto a la boca del 
convertidor 
Consistencia del 
material 
La relación material proyectable – agua define 
la consistencia del material y la adherencia 
del mismo. 
Limpieza de 
Línea 
Caída de chatarra Caída de chatarra durante el cargue 
Caída de arrabio Caída de arrabio durante el cargue 
Derrame de 
escoria 
Se genera debido a un exceso en el llenado 
de las cubas 
Proyecciones 
Exceso de proyecciones durante soplo y 
desescoriado. 
45 
 
Adicionalmente, se realizó un seguimiento de tiempos a cada una de las tareas 
para establecer los tiempos mínimo, promedio y máximo en la ejecución de cada 
actividad e identificación de tiempos muertos. 
Cuadro 4. Tiempos de ejecución del SET UP por actividad. 
TAREA 
TIEMPO (Min) 
Máximo Mínimo Promedio 
Limpieza de chimenea 13:10 8:30 10:50 
Limpieza de plataforma 5:10 3:51 4:30 
Medición de toberas 15:30 8:40 12:05 
Limpieza de boca 8:50 7:38 8:14 
Parcheo de babero 5:34 3:38 4:36 
Limpieza de Línea 12:05 5:40 8:52 
Fuente. Autor. 
5.3 Análisis de la información 
5.3.1 Peso promedio 
Teniendo en cuenta la información recolectada en la etapa anterior, se decide 
realizar pruebas para verificar y cuantificar la influencia de mix de chatarra, 
relación de carga, etc., en la cantidad de acero obtenido. Para lo anterior, se 
procesan 20 coladas por cada mix de chatarra identificado, donde se busca que el 
arrabio líquido cargado se encuentre dentro del siguiente rango de composición a 
fin de reducir una variable dentro de las pruebas. 
Cuadro 5. Rango de composición de arrabio liquido empleado en coladas de 
prueba. 
% C % Mn % P % S %Si 
3,5 - 3,9 1,2 -1,6 1,4 - 1,7 0,05 - 0,08 0,6 - 0,9 
Fuente. Autor. 
5.3.2 Set Up 
Teniendo en cuenta la información recolectada en la etapa anterior, se decide 
realizar modificaciones en la organización y distribución del personal mediante la 
asignación de responsabilidades previo y durante la ejecución del SET UP con el 
fin de reducir los tiempos muertos y evaluar la efectividad de la tarea. 
46 
 
A continuación, se presentan las modificaciones realizadas: 
- El operador líder convertidores debe solicitar con anterioridad la maquinaria y 
está se debe encontrar en el área de trabajo antes de finalizar la colada previa 
al SET UP. 
- Se debe contar mínimo con 5 personas durante el desarrollo de la actividad. 
- La persona encargada de realizar la medición de las toberas debe conocer con 
anterioridad los valores obtenidos en la última medición. 
- Una vez retirados los tapones de las toberas, estos deben ser ubicados en 
orden para evitar confusión de los mismos. 
- Mientras una persona realiza la medición de las toberas dos personas 
simultáneamente se encargarán de realizar el alistamiento y ubicación del 
equipo empleado para el parcheo del babero. 
Posteriormente, se realizaron nuevamente las mediciones para determinar el 
impacto de las acciones tomadas en el tiempo de ejecución de cada tarea, lo cual 
permitió establecer el tiempo requerido para cada actividad. 
5.4 DEFINICIÓN DE INDICADORES Y SEGUIMIENTO 
5.4.1 Indicador peso promedio 
Es el promedio del peso de acero líquido obtenido para las coladas procesadas en 
un día de operación del convertidor siendo el peso objetivo igual a 38,5 toneladas. 
5.4.2 Indicador Set Up 
Es el tiempo invertido en el Set Up por número de coladas procesadas en un día 
de operación, es decir, si en un día operación invierto 63 minutos en Set Up y 
proceso 24 coladas el indicador obtenido será igual 2,62 min/col. El indicador es 
acumulativo, de manera que al final del mes el tiempo total de Set Up dividido en 
el total de coladas procesadas genera como resultado el indicador mensual, el 
cual debe ser menor a 2,9 min/col. 
Se define como meta mensual inicial 2,9 min/col teniendo en cuenta el promedio 
acumulado obtenido para el año 2018, esto significa una inversión aproximada de 
79 minutos diarios en las tareas del Set Up, lo cual deja disponibles 1361 minutos 
para operar y satisface el cumplimiento de producción establecido por la compañía 
(27 col/día). Adicionalmente, se proyecta una disminución del 80% del tiempo 
invertido en el Set Up durante la operación con dos convertidores. 
A continuación, se presenta el comportamiento del peso promedio e indicador de 
set up para el mes de enero del 2019. 
47 
 
Figura 19. Comportamiento peso promedio enero. 
 
Figura 20. Comportamiento indicador SET UP enero. 
48 
 
6. RESULTADOS 
6.1 PESO PROMEDIO

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