CHIRINOS DIAZ ISAI KEOMA

•

I E De Santander

Todos aprendendemos unidos

10/3/2024

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Ingeniería Mecánica

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Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrión
Fundada en 1968 Decreto Ley Nº 17358

ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA
METALÚRGICA
FACULTA DE INGENIERIA QUIMICA y METALURGICA

TESIS PARA OPTAR EL TITULO DE
INGINIERO METALURGICO

TITULO:
“PROCESO PARA LA OBTENCIÓN DE ALAMBRE GALVANIZADO PRODAC-
BEKAERT S.A.”

AUTORES:
➢ ISAI KEOMA CHIRINOS DÍAS
➢ MARTIN LIZZETTI ROSALES

ASESOR:
Mg. RONALD FERNANDO RODRIGUEZ ESPINOZA

HUACHO – PERU

DEDICATORIA

Para empezar; quisiera Dedicar en Primer Lugar a
mis Padres por hacer Posible la culminación de mi
Carrera, a mi Escuela por Gestionar las
facilidades en el Trámite documentario, a mi
Facultad por el respaldo que éste acompaña en
mi Formación de Ingeniero Metalúrgico y a la
Universidad por ser la fuente adecuada de cultura,
de formación humanista y profesional que todo
estudiante de Ingeniería tiene.

PENSAMIENTO.
“El conocimiento se enorgullece
de haber aprendido tanto; la
sabiduría siente la humildad de no
saber más.”

(William Cowper.)
5

AGRADECIMIENTO

A Productos de Acero Cassado (PRODAC-
BEKAERT) por darme la oportunidad de
pertenecer a esta gran empresa transnacional
donde he aprendido muchísimo de sus procesos
productivos y que cada día me enseña más y más
en el día a día por la calidad de personas que
existe en ese ambiente laboral a todo nivel.

ÍNDICE GENERAL

Caratula
Dedicatoria
Pensamiento
Agradecimiento
Índice General.
Índice de Gráficos
Índice de cuadros
Glosario de Abreviatura
Índice de Apéndice
Resumen
Introducción
01
02
03
04
05
08
10
11
13
14
15
CAPÍTULO I: PLANTEAMIENTO DE PROBLEMA
1.1. Antecedentes del problema.
1.2. Objetivo
1.3. Importancia
1.4. Justificación
17
18
18
18

CAPÍTULO II: PRODUCTOS DE ACERO CASSADO S.A. “PRODAC-
BEKAERT

2.1 Antecedentes
2.1.1 Misión.
2.1.2 Visión
2.1.3 Política de calidad
2.2 Organización.
2.3 Organigrama.
2.4 Ubicación
20
20
21
21
22
25
26

CAPÍTULO III: PROCESO PRODUCTIVO
7

3.1 Descripción de las operaciones.
3.1.1 Ingreso del Alambrón.
3.1.2 Decapado Químico.
3.1.3 Trefilado
3.1.4 Galvanizado.
3.1.5 Conversión Final.
3.2 Proceso productivo del Alambre Galvanizado.
3.3 Productos
27
27
27
28
29
29
30
36

CAPÍTULO IV: MARCO TEORICO

4.1 Galvanización.
4.2 Unión Metalúrgica.
4.3 Propiedades.
4.3.1 Resistencia a la Abrasión
4.3.2 Resistencia a la Corrosión.
4.3.3 Corrosión Atmosférica.
4.3.4 Corrosión en Agua dulce.
4.3.5 Corrosión en Agua de Mar.
4.4 Ventajas
4.5 Normas Sobre Galvanización en Caliente.
4.6 Galvanizado en la Industria.
4.7 Ventajas del Galvanizado.
4.7.1 Durabilidad.
4.7.2 Libre de Mantenimiento.
4.7.3 Bajo costo.
4.7.4 Diversidad de Aplicación.
4.7.5 Producto Total.
4.7.6 Tenacidad del Recubrimiento.
4.7.7 Triple Protección.
4.8 El Proceso de Corrosión.
37
38
39
39
40
40
42
42
43
43
47
49
49
50
50
51
51
51
51
53
8

4.9 Corrosión del Acero.
4.10 Control de la Corrosión.
4.11 Influencia del Espesor de Capa Galvanizada.
4.12 Permeación del Hidrógeno.
55
56
57
58

CAPITULO V: FABRICACIÓN DEL ALAMBRE GALVANIZADO 3.40 BLANDO
CORRIENTE.

5.1 Materia Prima.
5.2 Trefilado.
5.3 Galvanizado.
5.4 Producto.
5.5 Control Peso Exacto.
59
59
61
64
64
CAPITULO VI: CONCLUSIONES RECOMENDACIONES
6.1. Conclusiones.
6.2. Recomendaciones.
Bibliografía.
Apéndice.
66
68
69
9

ÍNDICE DE GRÁFICO

Fig. Nº 2-1 : Organigrama General 25
Fig. Nº 2-2 : Ubicación regional. 26
Fig. Nº 2-3 : Ubicación local. 26
Fig. Nº 3-1 : Recepción de alambrón 27
Fig. N°3-2 : Pulido químico 28
Fig. N°3-3 : Área de Trefilado. 28
Fig. N°3-4 : Horno de Galvanizado 29
Fig. N°3-5 : Alambre Galvanizado 30
Fig. N°3-6 : Alambre Trefilado 30
Fig. N°3-7 : Alambre Recocido 30
Fig. N°3-8 : Flow Shee del Proceso Productivo Alambre Galvanizado. 30
Fig. N°3-9 : Sección de Devanado de Alambre Galvanizado 31
Fig. N°3-10 : Área de quema de Aceite en los alambres. 32
Fig. N°3-11 : Limpieza química. 33
Fig. N°3-12 : Preparación con Sales 34
Fig. N°3-13 : Tina de zinc 34
Fig. N°3-14 : Enrollado de Alambre Galvanizado 35
Fig. N°3-15 : Alambre Blando Corriente 36
Fig. N°3-16 : Alambre Duro Triple Zinc 36
Fig. N°3-17 : Alambre Alamvid 36
Fig. N°3-18 : Alambre Blando Corriente 36
Fig. N°4-1 : Corte transversal de un acero galvanizado 38
Fig. N°4-2 : Diagrama de dureza de los recubrimientos galvanizados 40
Fig. N°4-3 : Duración de la protección proporcionada por los
recubrimientos galvanizados en diferentes atmósferas.

41
Fig. N°4-4 : Alambre Galvanizado 46
Fig. N°4-5 : Vida de Aceros. 49
Fig. Nº 4- 6 : Efecto del daño del recubrimiento en la
protección del acero contra la corrosión.

50
Fig. Nº 4-7 : Elementos de la celda galvánica 54
10

Fig. Nº 4-8 : (a) Micro estructura de un acero de bajo carbono vista al
microscopio óptico. (b) Proceso de corrosión que ocurre
en la superficie del acero

56
Fig. Nº 5-1 : Alambre galvanizado 3.40 blanco corriente. 64
Fig. Nº 5-2 : Control peso alambre galvanizado 3.40 blanco corriente 65

ÍNDICE CUADROS

Tabla Nº 2-1 : Organización de la empresa. 22
Tabla Nº 4-1 : Velocidad de corrosión del zinc en diferentes
atmósferas (según ISO 9223)

41
Tabla Nº 4-2 : Norma para chapas de acero 44
Tabla Nº 4-3 : Norma para chapas de acero para las dos caras 44
Tabla Nº 4-4 : Norma para Alambres de acero. 46
Tabla Nº 4-5 : Fuerza electromotriz 55
Tabla Nº 5-1 : Composición del alambrón. 59
Tabla Nº 5-2 : Pasos de trefilado 60

GLOSARIO DE ABREVIATURAS
% : Porcentaje
µm Micra
AVGAL : Asociación Venezolana de galvanizadores
B : Bario
C : Carbono
CC : Control de Calidad
Cr : Cromo
Cu : cobre
Fig. : Figura
g/l : Gramo por litro
g/m2 : Gramo por metro cuadrado
HCl : Ácido clorhídrico
Kg-f/mm2 : Kilo gramos fuerzas por milímetro cuadrado
m : Metro
m/min : Metro por minuto
mm : Milímetro
Mn : Manganeso
MPa : Mega pascal
Ni : Níquel
Nº : Número
Ø : Diámetro
ºC : Grado centígrado
P : Fosforo
pH : Potencial de hidrógeno
S : Azufre
S.A : Sociedad Anónima
SAE : Sociedad Americana de Ingenieros Automotores
SAE 1008 : Acero con 0.08 por ciento de carbono
Si : Silicio
Ti : Titanio
Ton : Toneladas
13

PLC : Programmable Logic Control – Controlador Lógico Programable
PADWIPE : Paño limpiador que controla la capa de zinc.
ESTOPA : Amarre de alambres (#23) con fibra de vidrio que controlan la
capa de zinc.
PDCA : Plan, Do, Check, Act – Planificar, Hacer, Controlar y Actuar.
Círculo de Deming.
5 S : Seiri (Clasificación y Descarte), Seiton (Organización), Seiso
(Limpieza), Seiketsu (Higiene y Visualización), Shitsuke
(Disciplina y Compromiso)
ISHIKAWA : Llamado también diagrama de Causa-Efecto, que representa el
problema a analizar, que está a su derecha.
PARETO

: Conocido como la regla del 80/20, indica empíricamente datos
recolectados y los agrupa diferenciándolos entre sí.
KPI : Key Performance Indicators – Indicadores Clave de
Desempeño.
EPP : Equipo de Protección Personal.
Osmotizada : Agua Desalinizada por el proceso de Ósmosis Inversa.
PRODAC : Productos de Acero Cassadó
Trefilado : Deformación en frio donde no hay perdida de material
Kg : Kilo gramo
Flux : Cloruro de Amonio de sal complejo.
Fe-Zn : Aleación de hierro más zinc.

ÍNDICE DE APÉNDICE

A-1 : Diámetro de los Alambres para Gaviones Tipo Caja
A-2 : Diámetrode los Alambres para Gaviones Tipo Colchón
A-3 : Estrobos de Cable de Acero
A-4 : Tablas de Carga de Seguridad en Toneladas.

RESUMEN
Este trabajo está basado en el Proceso de Fabricación del Alambre
Galvanizado en el área de “GALVANIZADO, PATENTADO Y PRODUCTOS
TERMINADOS”.
Empezaremos por describir el proceso productivo desde el inicio de su
fabricación hasta el final de su recorrido como alambre en proceso y no como
producto terminado, para esto usaremos un pequeño diagrama de recorrido que
hace el alambre trefilado (Alambre SAE 1008 con alto contenido de Si - KI - de
diámetro 3.40mm proveniente del área de TREFILADO).
Consideraciones técnicas que se tendrá a la hora de fabricar dicho
producto galvanizado, insumos necesarios para su obtención como materia prima
tanto alambre trefilado, plomo electrolítico, carbón (antracita), sales especiales,
zinc electrolítico y recubrimientos especiales del alambre ya galvanizado.
Equipos necesarios que harán posible su fabricación en línea las 24 horas
del día, los 7 días a la semana, es decir una línea 100% contínua en el tiempo.
Devanados que permiten el inicio de la fabricación pasando por las tinas de
plomo, de enfrío, de ácido clorhídrico, de enjuague, de predisposición del alambre
al recubrimiento del Zinc, Zinc fundido (455 °C) para el recubrimiento en caliente
del acero, control automatizado del consumo del zinc, utilización de la tecnología
Bekaert para obtener un alambre de alta calidad sea de ACC y BCC tanto en
galvanizado corriente, doble capa, triple capa y en recubrimiento bezinal (Aleación
de Zinc y 5% Al).
Y como no puedo dejar de mencionar al capital activo más importante de
toda organización “El Trabajador” que hace posible que todo se haga con mucha
técnica, con seguridad, con responsabilidad, bajo una metodología de mejora
contínua de capacitaciones constantes y retroalimentación (feed back) que la
compañía adopta para satisfacer al CLIENTE.
Palabras claves: Ánodo, Cátodo, Electrolito, Contacto eléctrico

SUMMARY

This work is based on the Galvanized Wire Manufacturing Process in the area of
"GALVANIZED, PATENTED AND FINISHED PRODUCTS".
We will begin by describing the production process from the beginning of its
manufacture until the end of its course as a wire in process and not as a finished
product, for this we will use a small diagram of the wire drawn wire (Wire SAE
1008 with high Si content). - KI - diameter 3.40mm coming from the TREFILADO
area).
Technical considerations that will be taken at the time of manufacturing said
galvanized product, necessary raw material for wire wire, electrolytic lead, coal
(anthracite), special salts, electrolytic zinc and special coatings of galvanized wire.
Necessary equipment that will make it possible to manufacture it online 24 hours a
day, 7 days a week, that is, a 100% continuous line in time. Windings that allow
the start of manufacturing through lead, chill, hydrochloric acid, rinse,
predisposition of the wire to Zinc coating, Zinc cast (455 ° C) for hot coating of
steel, control automated consumption of zinc, use of Bekaert technology to obtain
a high quality wire of ACC and BCC in both galvanized current, double layer, triple
layer and bezinal coating (Zinc Alloy and 5% Al).
And as I can not fail to mention the most important active capital of any
organization "The Worker" that makes it possible for everything to be done with a
lot of technique, with security, with responsibility, under a methodology of
continuous improvement of constant training and feedback (feed back ) that the
company adopts to satisfy the CLIENT.
Keywords: anode, cathode, electrolyte, electrical contact

INTRODUCCIÓN

La industria del galvanizado en caliente es una industria técnicamente
avanzada, que se dedica a la protección contra la corrosión de toda clase de
piezas de hierro y acero mediante inmersión de los mismos en un crisol con zinc
fundido.

Los recubrimientos obtenidos con el galvanizado en caliente proporcionan
una protección eficaz y duradera a las piezas que usted fabrica, maneja o utiliza.
Estos recubrimientos poseen también una adherencia muy superior a la de las
pinturas, porque se alean con el acero base.

La protección proporcionada por los recubrimientos del galvanizado en
caliente depende de las propiedades del zinc. Cada año la industria mundial del
zinc produce unos 7 millones de toneladas de este metal.

La mitad de esta cantidad se destina a la protección del acero frente a la
corrosión.

Esta descripción que se detallará en la fabricación del acero dará amplitud
de conocimiento, el campo de acción y aplicación del Ingeniero Metalúrgico ya
que no sólo estamos limitados a la extractiva sino que también a la transformativa
produciendo y dando soluciones con la mejora de nuestros productos al mercado
innovando en su aplicación para el usuario final, productos de alta calidad con
bajos costos de producción que benefician al Cliente y nos permiten ser líderes en
el mercado, teniendo más del 60% del mercado peruano y atendiendo a todos los
mercados del mundo como Australia, Estados Unidos, Inglaterra, Sudáfrica,
Japón, Bolivia, Centro América, Colombia, etc.

Dentro de los estándares de Calidad PRODAC-BEKAERT utiliza la
metodología DISO (Desplegar, Implantar y Seguimiento a Objetivos) que consta
en la mejora continua de algún proceso anormal que ocurra en cualquier área de
18

la organización como por ejemplo, Ventas, Logística, Producción, Control de
Calidad, Seguridad, Mantenimiento, Recursos Humanos.

CAPITULO I

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

1.1 Antecedentes del Problema.

Cada año la industria mundial del zinc produce unas 9, 800,000 toneladas
de este metal. La mitad de esta cantidad se destina a la protección del acero
frente a la corrosión. La industria de la galvanización es una industria moderna
que utiliza las propiedades electroquímicas del zinc para proteger el acero contra
la corrosión y tiene una larga historia de éxitos.

Cuando usted elige la galvanización para proteger sus artículos de acero,
esta eligiendo un producto fiable, de alta calidad proporcionado por un sector
industrial de confianza, que está acreditado a lo largo de muchos años de
servicio. La combinación de la calidad del zinc, con la fiabilidad del proceso, hace
de la galvanización en caliente el procedimiento más adecuado para la protección
frente a la corrosión de toda clase de piezas y estructuras de acero.

La galvanización en caliente es uno de los sistemas más eficaces de
protección del hierro y el acero frente a la corrosión que experimentan estos
materiales cuando se exponen a la atmósfera, las aguas y los suelos. Consiste en
la formación de un recubrimiento de zinc sobre las piezas y productos de hierro o
acero mediante inmersión de los mismos en un baño de zinc fundido a 450ºC. La
reacción de galvanización solamente se produce si las superficies de los
materiales están químicamente limpias, por lo que éstos deben someterse
previamente a un proceso de preparación superficial.

Durante la inmersión en el zinc fundido, se produce una reacción de
difusión entre el zinc y el acero, que tiene como resultado la formación de
diferentes capas de aleaciones zinc-hierro. Al extraer los materiales del baño de
zinc, estas capas de aleación quedan cubiertas por una capa externa de zinc
20

puro. El resultado es un recubrimiento de zinc unido metalúrgicamente al acero
base mediante diferentes capas de aleaciones zinc-hierro.

Desde el punto de vista industrial se distinguen tres tipos principales de
instalaciones o procedimientos de galvanización: procedimientos discontinuos,
procedimientos automáticos o semiautomáticos,procedimientos continuos.
1.2 Objetivos.

➢ Dar a conocer el Proceso de Fabricación del Alambre Galvanizado.
➢ Dar a conocer especificaciones técnicas del producto de acuerdo a cada
pedido.
1.3 Importancia.
➢ Proporcionar información de uno de los procesos importantísimos y
carísimos de la empresa al ser continuo en su proceso, por su insumo
utilizado (Zinc) y porque de él depende otras áreas, Cliente Interno,
entregando al mercado un producto de alta Calidad como Terminado.
1.4 Justificación.

El Perú por su geografía se encuentra ubicado frente al mar, en esta parte
existe alta corrosión por ello es necesario galvanizar todo los productos que son
atacado por la corrosión que nos permite prolongar la vida de los materiales de
aceros, contra la corrosión es por ello que se debe realizar el recubrimiento de
todo los materiales a base de fierro para poder proteger de los agentes oxidantes,
por ello se nos permite describir las operaciones de galvanizado y sus controles
que se realiza en la empresa.

CAPÍTULO II

PRODUCTOS DE ACERO CASSADO S.A. “PRODAC-BEKAERT”

2.1 Antecedentes.

PRODAC-BEKAERT S.A. nace en 1994 producto de la unión de dos
líderes en la fabricación de alambres en el Perú: INDUSTRIAS CASSADO S.A. y
PROLANSA, quienes asociados al CONSORCIO BELGA N.V. BEKAERT. El
Mayor Fabricante de acero en el Mundo; forman el proyecto más grande y
ambicioso en la producción de alambres y derivados que haya existido en nuestro
país.

Hoy en día es el fabricante más importante de productos de alambre en el
Perú y persigue día a día elevar sus estándares de calidad, de tal manera que se
pueda convertir en una empresa líder en la subregión.

La filosofía que desarrolla la empresa busca alcanzar la excelencia
empresarial, y para lograrlo somos conscientes de que la inversión en tecnología
de punta y la constante capacitación del recurso humano proveen los ingredientes
indispensables para que, junto al sacrificio y esfuerzo, se logre la fórmula del
éxito.

Es así como “PRODAC-BEKAERT S.A." se abre paso en el mercado, con
la seguridad de alcanzar el liderazgo internacional, capaces de ofrecer a todos
sus clientes la satisfacción total.

2.1.1 Misión

Somos una empresa que satisface las necesidades en el negocio de
alambres, derivados y afines consistentes con nuestro código de conducta:

✓ Orientación al Cliente
✓ Respeto por la Comunidad
✓ Respeto por el Medio Ambiente
✓ Honestidad e Integridad
✓ Compromiso por el Cambio

2.1.2 Visión

PRODAC-BEKAERT S.A. será reconocida como un proveedor de
productos de alambres y servicios de clase mundial en el sector de alambres,
derivados y afines.

2.1.3 Política de Calidad.

PRODAC-BEKAERT es una empresa proveedora de productos de acero y
afines, que busca la satisfacción de sus clientes, tanto externos como internos, en
base al eficiente uso de recursos y a la capacitación de su personal; bajo un
esquema de mejora contínua de sus procesos, buscando de esa manera hacer
más rentable sus operaciones.
23

2.2 Organización de la Empresa.

Tabla Nº 2-1: Organización de la empresa.
GERENCIA GENERAL
GERENTE GENERAL 1
SECRETARIA 1
GERENTE DE VENTAS 1
GERENTE DE FINANZAS 1
GERENTE DE AGROPECUARIOS 1
GERENTE DE EXPORTACIONES 1
GERENTE DE OPERACIONES 1

PLANTA
SUB-GERENTE DE PRODUCCIÓN 1
SUPERVISORES 7
OPERARIOS 280

LOGÍSTICA
SUB-GERENTE DE LOGÍSTICA 1
PCP, SUPERVISOR DE ALMACÉN Y DE
SUMINISTROS 6
OPERARIO DE DESPACHO 12

ECONOMÍA Y SUB-GERENTE DE FINANZAS 1
24

FINANZAS
SUB-GERENTE DE SISTEMAS 1
SUB-GERENTE DE RECURSOS
HUMANOS 1

DEPARTAMENTO DE
CONTROL DE CALIDAD
JEFE DE CONTROL DE CALIDAD 1
SUPERVISOR DE C.C. 1
OPERARIOS DE C.C. 5

DEPARTAMENTO DE
RR.HH.
JEFE DE RR.HH. 1
ANALISTA DE RR.HH. 4

DEPARTAMENTO DE
CONTABILIDAD
JEFE DE CONTABILIDAD 1
CONTADOR 3
ADMINISTRADOR 2

SEGURIDAD
SUPERVISOR DE SEGURIDAD 1
VIGILANTES 8

VENTAS
SUB-GERENTE DE VENTAS 1
VENDEDORES PARA MERCADO
LOCAL 30
VENDEDORES PARA EXPORTACIÓN 10

MANTENIMIENTO
SUB-GERENTE DE
MANTENIMIENTO 1
SUPERVISORES 3
TÉCNICOS 12

AGROPECUARIOS
SUB-GERENTE DE
AGROPECUARIOS 1
VENDEDORES DE
ALAMVID, FRUTALAM,
GANADEROS, PÚAS 8

SISTEMAS
JEFE DE SISTEMA 1
SUPERVISORES DE
SISTEMA 6

2.3 Organigrama.

Fig. Nº 2-1: Organigrama General
2.4 Ubicación.

Se localiza en provincia constitucional del callao en la avenida Néstor
Gambetta 6429 Lima - Callao – Callao.

Fig. 2-2: ubicación regional.

Fig. 2-3: Ubicación local.
28

CAPÍTULO III
PROCESO PRODUCTIVO

3.1 Descripción de las Operaciones.

3.1.1 Ingreso del Alambrón

El proceso para la fabricación del alambre se inicia con la llegada del
alambrón a PRODAC, el alambrón es una barra larga de acero de sección circular
que se utiliza como materia prima y se produce por laminación en caliente, puede
venir en diámetros que varían entre 5.00mm y 14.00mm y en rollos de 1 a 2
toneladas. Fig. N°3-1

Fig. N°3-1: Recepción de alambrón
3.1.2 Decapado Químico.

El alambrón es sometido a un proceso de limpieza por ataque químico
(mediante inmersión dentro de tinas con ácidos que permite eliminar óxidos e
impurezas de la superficie, favoreciendo su procesamiento y además la
adherencia de algún revestimiento posterior. Fig. N°3-2

Inmersión del alambrón Hcl al 15%
Enjuague del alambrón con Agua
Secado del alambrón a 50°C

Fig. N°3-2: Pulido químico
3.1.3 Trefilado.

Es un proceso de deformación en frío, sin pérdida de material, el cual consiste
en reducir gradualmente el diámetro del alambre, haciéndolo pasar a través de
varios dados con forma de cono en el interior (Widia, Wie Diamant, “Como el
diamante”, diamante natural y sintético). A medida que el alambre es trefilado se
va endureciendo, por lo que para poder llegar a diámetros muy delgados es
necesario someterlo a tratamiento térmico posteriores. Fig.N° 3-3

Fig. N°3-3: Área de Trefilado.

3.1.4 Galvanizado.

Para prevenir que los alambres se oxiden, se les puede recubrir con una
película de zinc a través del proceso de Galvanizado, este proceso consiste en
sumergir el alambre en un baño de zinc líquido a 450°C y con un 99,999% de
pureza, esto se conoce como galvanizado como galvanizado a fuego. Fig. N°3-4

Fig. N°3-4: Horno de Galvanizado

3.1.5 Conversión Final.

Luego de haber sometido al alambre a los diferentes tratamientos térmicos
o a los recubrimientos contra la oxidación, éste puede ser vendido como producto
terminado: Alambre negro trefilado para colchones, recocido, alambre
galvanizado, plastificado, o también puede ser vendido como mallas (olímpica,
ganadera, gavión), púas, como peso exacto en rollos de 50Kg y 100Kg, retail en
rollos de 1Kg, 5Kg. Fig. 3-5; Fig. 3-6; Fig. 3-7

Fig. Nº 3-5:Alambre
Galvanizado
Fig. Nº 3-6:Alambre
Trefilado
Fig. Nº 3-7: Alambre
Recocido

El proceso general de planta se resume en el siguiente diagrama
productivo de las siguientes áreas:

3.2 Proceso Productivo del Alambre Galvanizado.

Fig. Nº 3-8: Flow Shee del Proceso Productivo Alambre Galvanizado.

Este diagrama describe de manera didáctica el proceso de fabricación del
alambre galvanizado (título del presente trabajo):

❖ Devanado: Este es el principio del alambre galvanizado, aquí llega los spiders
de alambres trefilados de diámetros 1.24mm, 1.65mm, 2.36mm, 2.77mm,
3.10mm, 3.40mm, 4.00mm, 4.20mm, 5.16mm del área de trefilado con pesos
variables de 800Kg a 1200Kg. Fig. 3-9

Fig. Nº 3-9: Sección de Devanado de Alambre Galvanizado

❖ Tina de Plomo 1 y 2: Aquí los alambres pasan todos sin excepcióna la Tina
de Plomo N°1 (530°C), esto es con la finalidad de quemar a los lubricantes
excedentes que vienen de la línea de trefilado con el objetivo de limpiarlo
completamente y evitar así problemas de arrastre de plomo y
consecuentemente de adherencia con el Zinc. La longitud de la tina es de 2.00
m y el alambre pasa a una velocidad de 60m/min en promedio.

La Tina de Plomo N°2 (730 °C) está condicionada a usarla siempre y cuando
el cliente desea un alambre blando (< 55Kg-f/mm2) ahora si el cliente desea un
alambre duro (> 60Kg-f/mm2) las hebras pasan por encima de la tina. Ambas
tinas están cubiertas de carbón antracita con la finalidad de mantener la
temperatura de estas, este sistema cuenta con tres quemadores duales en
ambos lados de la tina (6 quemadores por tina).
33

A la salida de la tina de plomo N°2 se hace una mezcla de carbón antracita
con una sal llamada flux, esto nos ayuda a evitar arrastres de plomo a la
salida. Fig. 3-10

Fig. 3-10: Área de quema de Aceite en los alambres

❖ Limpieza química HCl: En este punto el alambre pasa por un baño de ácido
clorhídrico (decapado químico en línea) con la finalidad de limpiar al alambre
de pequeños puntos con óxidos. Para asegurar el trabajo de limpieza
superficial al alambre éstas tinas están a 45°C, esta temperatura depende del
mix de hebras pasantes que salen de la tina de plomo N°2, cuanto más grueso
es el alambre más concentración de energía calorífica trasladará a la tina y
mayor será su temperatura de trabajo es por eso que la temperatura de la tina
de enjuague es de 10°C para bajar la temperatura de salida de la tina de
Plomo N°2 (730°C). Este mix de hebras tiene que ser bien medido y distribuido
porque si se excede los 50°C el HCl empieza a evaporarse contaminando el
ambiente siendo perjudicial para la salud y la infraestructura (activo de la
empresa). Fig. 3-11
34

Fig. 3-11: Limpieza química.

❖ Tina de Flux: Esta solución de sales lo único que hace es preparar al alambre
químicamente para ser adherido con Zinc a una temperatura de trabajo de
75°C y con pH.12 Fig. 3-12

Fig. 3-12: Preparación con Sales

❖ Tina de Zinc: Esta tina tiene una capacidad de 20 Ton de Zinc fundido, la tina
está a una temperatura de 450°C, por ella pasan 24 hebras (alambres) de
todos los diámetros desde 1.24mm hasta 4.20mm en recubrimiento corriente,
de doble zinc y de triple zinc como también de un recubrimiento especial
llamada “Bezinal”, haciendo un consumo diario de 10Ton de Zinc. Fig. 3-13

Fig. 3-13: Tina de zinc

• Recogedoras de Alambres Galvanizados: Estas máquinas trabajan a una
velocidad variable de acuerdo al producto a fabricar, en promedio la velocidad
para un alambre corriente es de 50m/min, la de un alambre doble, triple zinc
es de 75m/min. Las capa de zinc en los alambres son controlados por un
dispositivo electrónico llamado DDK. Fig. 3-14
36

Fig. 3-14: Enrollado de Alambre Galvanizado

3.3 Productos.

Fig. Nº 3-15: Alambre Blando Corriente
Fig. Nº 3-16: Alambre Duro Triple
Zinc

Fig. Nº 3-17: Alambre Alamvid Fig. Nº 3-18: Alambre Blando
Corriente

CAPÍTULO IV

MARCO TEORICO

4.1. Galvanización [1, 3, 4, 6].

La galvanización es un procedimiento para recubrir piezas terminadas de
hierro/acero mediante su inmersión en un crisol de zinc fundido a 450ºC. Tiene
como principal objetivo evitar la oxidación y corrosión que la humedad y la
contaminación ambiental pueden ocasionar sobre el hierro. Esta actividad
representa aproximadamente el 50% del consumo de zinc en el mundo y desde
hace más de 150 años se ha ido afianzando como el procedimiento más fiable y
económico de protección del hierro contra la corrosión.1

El cinc funde a 419 °C, y para galvanizar el acero éste se sumerge en un
baño de cinc metálico fundido que se encuentra a 445-450°C. A esta temperatura
el acero y el cinc muestran gran afinidad y, por difusión, forman aleaciones Fe-Zn.
El producto final es un acero protegido por un revestimiento de cinc.

El proceso puede ser continuo o general, pero en ambos casos el principio es
el mismo: En primer lugar se realiza un pre tratamiento de la superficie del acero
para eliminar grasas y óxidos provenientes del proceso de fabricación, a fin de
disponer de una superficie completamente limpia donde el Zn y el Fe puedan ínter
difundir y formar aleaciones.

El galvanizado en caliente como proceso industrial para la protección del
acero contra la corrosión se remonta a más de 150 anos, cuando en los años
1936 y 1937 aparecen las primeras patentes del proceso en Francia e Inglaterra,
respectivamente. Para 1850 en Inglaterra se utilizaba un promedio de 10.000
toneladas de cinc anualmente para galvanizar el acero. Desde entonces el

1 Es.wikipedia.org/wiki/galvanizado galvanizaci.c3.b3n_en_caliente.
39

proceso ha demostrado ser rentable y efectivo para la protección del acero al
carbono en miles de aplicaciones usadas en la industria química, del petróleo,
papel, trasporte, automotriz, etc., etc.

4.2. Unión Metalúrgica [5, 6, 9].

Durante la inmersión del acero en el baño de cinc fundido, ocurren reacciones
que producen una serie de aleaciones en la superficie, las cuales conforman un
recubrimiento que es parte integral da la pieza en sí misma. La Figura Nº 4-1
muestra un corte transversal de un acero galvanizado donde se aprecian las
distintas aleaciones producidas en su superficie.

Fig. Nº 4-1: Corte transversal de un acero galvanizado

Las capas Gamma, Delta y Zeta son más duras que el acero base, lo cual
protege al recubrimiento de daños mecánicos. La capa Eta es bastante dúctil lo
cual le confiere resistencia al impacto al recubrimiento.

La unión metalúrgica asegura una alta adherencia del recubrimiento, del
orden de 3600 psi, comparado con otros revestimientos cuya adherencia está en
el orden de las centenas de psi. La combinación de dureza, ductilidad y
40

adherencia protegen al acero galvanizado contra posibles daños durante el
transporte, trabajos en sitio y futura vida en servicio.

4.3. Propiedades.2

Los recubrimientos que se obtienen por galvanización en caliente están
constituidos por varias capas de aleaciones zinc-hierro, fundamentalmente tres,
que se denominan "gamma", "delta" y "zeta" y una capa externa de zinc
prácticamente puro (fase "eta"), que se forma al solidificar el zinc arrastrado del
baño y que confiere al recubrimiento su aspecto característico gris metálico
brillante.

Al ser recubrimientos obtenidos por inmersión en zinc fundido, cubren la
totalidad de la superficie de las piezas, tanto las exteriores como las interiores de
las partes huecas así como otras muchas áreas superficiales de las piezas que no
son accesibles para otros métodos de protección.

4.3.1. Resistencia a la Abrasión.[4, 7, 9]

Los recubrimientos galvanizados poseen la característica casi única de estar
unidos metalúrgicamente al acero base, por lo que poseen una excelente
adherencia. Por otra parte, al estar constituidos por varias capas de aleaciones
zinc-hierro, más duras incluso que el acero, y por una capa externa de zinc que
es más blanda, forman un sistema muy resistente a los golpes y a la abrasión.

2 http://www.ateg.es/FRnormativa.htm
http://www.ateg.es/FRnormativa.htm
41

Fig. Nº 4-2: Diagrama de dureza de los recubrimientos galvanizados

4.3.2. Resistencia a la Corrosión [10, 11].

Los recubrimientos galvanizados proporcionan al acero una protección triple.

• Protección por efecto barrera. Aislándole del medio ambiente agresivo.
• Protección catódica o de sacrificio. Elzinc constituirá la parte anódica de las
pilas de corrosión que puedan formarse y se irá consumiendo lentamente para
proporcionar protección al acero. Mientras exista recubrimiento de zinc sobre
la superficie del acero, éste no sufrirá ataque corrosivo alguno.
• Restauración de zonas desnudas. Los productos de corrosión del zinc, que
son insolubles, compactos y adherentes, taponan las pequeñas
discontinuidades que puedan producirse en el recubrimiento por causa de la
corrosión o por daños mecánicos (golpes, arañazos, etc.).

4.3.3. Corrosión Atmosférica [7, 6].

La duración de la protección que proporcionan los recubrimientos
galvanizados frente a la corrosión atmosférica es extremadamente alta y depende
de las condiciones climatológicas del lugar y de la presencia en la atmósfera de
contaminantes agresivos, como son los óxidos de azufre (originados por
42

actividades urbanas o industriales) y los cloruros (normalmente presentes en las
zonas costeras).

Fig. Nº 4-3: Duración de la protección proporcionada por los
recubrimientos galvanizados en diferentes atmósferas.

Tabla Nº 4-1: Velocidad de corrosión del zinc en diferentes atmósferas (según
ISO 9223)
Categoría de
Corrosividad
Ambiente
Pérdida media anual
de espesor de zinc
(µm)
C1 Muy baja Interior: Seco 0,1
C2 Baja Interior: Condensación ocasional 0,1 a 0,7
C3 Media
Interior: Humedad elevada y alguna
contaminación del aire
Exterior: Urbano no marítimo y
marítimo de baja salinidad
0,7 a 2,1
C4 Alta Interior: Piscinas, plantas químicas,
etc.
2,1 a 4,2
43

Exterior: Industrial no marítimo, y
urbano marítimo
C5 Muy alta
Exterior: Industrial muy húmedo o con
elevado grado de salinidad
4,2 a 8,4

4.3.4. Corrosión En Agua Dulce [2].

El acero galvanizado resiste generalmente bien la acción corrosiva de las
aguas naturales, ya que el anhídrido carbónico y las sales cálcicas y magnésicas
que normalmente llevan en disolución estas aguas ayudan a la formación de las
capas de pasivación del zinc, que son inertes e insolubles y aíslan al
recubrimiento de zinc del subsiguiente contacto con el agua.

La dilatada experiencia existente en el empleo de acero galvanizado en
utilizaciones relacionadas con el transporte y almacenamiento de aguas dulces,
son la mejor prueba de que el acero galvanizado tiene una excelente resistencia
a la corrosión en este tipo de aguas.

4.3.5. Corrosión en Agua De Mar.

Los recubrimientos galvanizados resisten bastante bien el ataque corrosivo
del agua de mar. Ello se debe a que los iones Mg y Ca presentes en este agua
inhiben la acción corrosiva de los iones cloruro y favorecen la formación de capas
protectoras.

4.4. Ventajas.

Las principales ventajas de los recubrimientos galvanizados en caliente
pueden resumirse en los siguientes puntos:

• Duración excepcional.
• Resistencia mecánica elevada.
• Protección integral de las piezas (interior y exteriormente).
• Triple protección: barrera física, protección electroquímica y
autocurado.
• Ausencia de mantenimiento.
• Fácil de pintar.

4.5. Normas Sobre Galvanización en Caliente. 3

La norma básica que especifica las características que deben cumplir los
recubrimientos galvanizados que se obtienen en las instalaciones discontinuas de
galvanización en caliente (conocidas normalmente como instalaciones de
galvanización general), es la norma española e internacional UNE EN ISO 1461
(Enero 2010), "Recubrimientos de Galvanización en caliente sobre piezas de
hierro y acero. Especificaciones y métodos de ensayo. Recubrimientos sobre
chapas y bandas. Los recubrimientos obtenidos por galvanización en continuo de
bandas vienen especificados en las siguientes normas:

Tabla Nº 4-2: norma para chapas de acero.

3 http://www.ateg.es/FRaplicaciones.htm
45

EN 10327 : 2007 "Chapas y bandas de acero bajo en carbono
recubiertas en continuo por inmersión en caliente para
conformado en frío. Condiciones técnicas de
suministro".
EN 10326 : 2007 "Chapas y bandas de acero estructural recubiertas en
continuo por inmersión en caliente. Condiciones
técnicas de suministro".
UNE-EN 10292 “Bandas (chapas y bobinas) de acero de alto límite
elástico, galvanizadas en continuo por inmersión en
caliente para conformación en frío. Condiciones
técnicas de suministro”.
UNE-EN 10336 “Chapas (bandas y bobinas) de acero multifase
recubiertas en continuo por inmersión en caliente y
electrolíticamente para conformado en frío.
Condiciones técnicas de suministro”.

Estas normas contemplan los posibles espesores de recubrimiento sobre las
chapas y bobinas que se indican en la tabla (expresados en masa del
recubrimiento de zinc por ambas caras de la chapa por unidad de superficie de la
misma). Sin embargo, no todos estos espesores de recubrimiento están
disponibles en todos los tipos de acero y espesores de chapa en que se fabrican
las bandas.
Tabla Nº 4-3: norma para chapas de acero para las dos caras.
Tipo de recubrimiento
Masa mínima de recubrimiento, en g/m2 ambas caras
Ensayo de Punto Simple Ensayo de Punto Triple
Z 100 85 100
Z 140 120 140
Z 200 170 200
Z 225 195 225
46

Z 275 235 275
Z 350 300 350
Z 450 385 450
Z 600 510 600

Las masas mínimas de los recubrimientos que se indican en esta tabla se
refieren a la suma de las masas de las dos caras de la chapa. Por ello, para
conocer las masas de los recubrimientos existentes por cada una de las caras
será necesario dividir por dos las cifras indicadas en la tabla. Igualmente, el
espesor del recubrimiento (en micrómetros) existente en cada cara de la chapa
puede calcularse dividiendo por dos la masa de recubrimiento de zinc indicada en
la tabla y dividiendo nuevamente la cifra resultante por 7,1, que es el peso
específico del recubrimiento de zinc. Ejemplo: una masa de recubrimiento de zinc
de 275 g/m2 tendrá un espesor de recubrimiento por cada cara de:
)(36,19
/1.72
/275
3
2
msmicrometro
cmgx
cmg
=

La adherencia del recubrimiento debe ensayarse empleando un método
elegido por el fabricante durante los autocontroles en fábrica.
Estas chapas y bobinas se suministran habitualmente con alguno de los
siguientes tratamientos superficiales:
Pasivación química C
Aceitado O
Pasivación Química y Aceitado CO
Sellado S
Sin Tratamiento U (Bajo responsabilidad de comprador)
47

Fig. Nº 4-4: Alambre Galvanizado
Tabla Nº 4-4: Norma para Alambres de acero.
UNE 112077 "Recubrimientos de galvanización en caliente, de calidad
comercial, sobre alambres de acero. Características
generales. Designación de calidades".
UNE-EN 10244-2 "Recubrimientos metálicos no ferrosos sobre alambre de
acero. Parte 2: Recubrimientos de zinc o aleaciones de
zinc".
UNE-EN 10257-1 "Alambres de acero no aleado recubiertos de zinc o
aleaciones de zinc para armado de cables para el
transporte de energía o cables para telecomunicaciones.
Parte 1: Cables terrestres".
UNE-EN 10257-2 "Alambres de acero no aleado recubiertos de zinc o
aleaciones de zinc para armado de cables para el
transporte de energía o cables para telecomunicaciones.
Parte 2: Cables submarinos".

4.6. Galvanizado en la Industria.

La protección proporcionada por los recubrimientos del galvanizado en
caliente depende de toneladas de este metal.

La mitad de esta cantidad se destina a la protección del acero frente a la
corrosión.

En Europa se destinan unas 400.000 toneladas de zinc para la protección de
piezas y construcciones diversas de acero mediante el procedimiento de la
galvanización general y otras 400.000 toneladas para la protección de la chapa de
acero en instalaciones de galvanización en continuo. Esta chapa se utiliza para
fabricar artículos en grandes series, como es el caso de la industria del automóvil.
El resto del zinc se utiliza para la galvanización de alambres y tubos y en la
fabricación de latones, piezas de fundición a presión y en la industria química.

Fabricar zinc no es una tarea fácil. En primer lugar hay que encontrar sus
yacimientos, para lo cual las compañías mineras realizan actividades de
prospección en todo el mundo. La mayoría de los concentrados de zinc que se
consumen en Europa provienen de Canadá, Australia y de América del Sur. La
mayoría de las plantas de producción de zinc están situadas en lugares donde
hay suficiente energía eléctrica.

La producción de zinc requiere una fuerte inversión en capital y una alta
calificación tecnológica, por lo que las compañías productoras del zinc son
normalmente corporaciones de gran tamaño que, en muchos casos, operan a
escala mundial. Por ello, los productores de zinc son también unos
suministradores de calidad de probada fiabilidad.

Finalmente, la calidad es obligatoria en la producción de zinc. El zinc se
obtiene en una forma excepcionalmente pura y la composición del zinc que
venden los productores está sujeta a unas normas muy estrictas. Por ello, e
independientemente de quien realice la galvanización, los recubrimientos de zinc
que se apliquen sobre sus piezas serán siempre de zinc de alta calidad.

Pero la galvanización contribuye también de otro modo a la economía. La
corrosión es el peor enemigo del acero. El acero que no está protegido se oxida
fácilmente y es imposible restaurarlo una vez que ha sido atacado por la
corrosión, por lo que se hace necesario realizar un gasto para sustituir la pieza o
la estructura afectada. La corrosión tiene además otros efectos económicos
indeseables, como pueden ser los derivados de la interrupción temporal de los
procesos productivos de algunas instalaciones, o los costes de los tratamientos
necesarios para contrarrestar los efectos de la corrosión en estructuras que ya
están instaladas.

El acero desprotegido tiene un promedio de vida de tan solo dos años, antes
de que queden afectadas su funcionalidad o su integridad estructural. En cambio,
los recubrimientos galvanizados obtenidos en las instalaciones de galvanización
general duran como mínimo diez años sin necesidad de mantenimiento alguno,
incluso en las peores condiciones atmosféricas. En muchas partes de Europa
pueden esperarse duraciones de más de 50 años. Además, la economía de la
galvanización no se reduce al coste mismo del procedimiento. Los otros sistemas
de protección necesitan un mantenimiento regular, que puede resultar muy
costoso en el caso de que las estructuras a mantener sean de difícil acceso y
haya que instalar plataformas o andamiajes. El gran beneficio que aporta la
50

galvanización, tanto a los propietarios de las instalaciones como a los usuarios de
las mismas, es que pueden confiar en esta protección durante muchos años.

Fig. Nº 4-5: Vida de Aceros.

4.7. Ventajas del Galvanizado [13, 14].

4.7.1. Durabilidad

Años de experiencia en el uso del acero galvanizado en caliente en todo el
mundo, han permitido establecer con exactitud la duración de la protección que
proporciona el recubrimiento en cuestión a los productos de acero.

La duración de la protección que proporciona el galvanizado en caliente, en
un ambiente determinado, es directamente proporcional al espesor de los
mismos. Esta duración puede estimarse tomando como guía los valores medios
de pérdidas anuales de masa o de espesor que experimentan estos
recubrimientos y que se recogen en la norma internacional ISO 9223 para
determinados ambientes típicos.

Fig. Nº 4- 6: Efecto del daño del recubrimiento en la protección del
acero contra la corrosión.

4.7.2. Libre de Mantenimiento.

La elevada duración de la protección que proporciona el galvanizado en
caliente, que supera frecuentemente la vida en servicio prevista para las
instalaciones, hacen innecesario, en la mayoría de los casos, el mantenimiento de
las construcciones de acero galvanizado en caliente. No obstante, si en alguna
ocasión fuera preciso prolongar más la duración de la protección de un
recubrimiento galvanizado en caliente, esto puede realizarse fácilmente y a bajo
coste, ya que estos recubrimientos pueden reacondicionarse sin necesidad de
costosos tratamientos de preparación superficial.

4.7.3. Bajo Costo

Costo inicial de la galvanización que, en muchas aplicaciones, es inferior al
de otros posibles recubrimientos alternativos, se pone claramente de manifiesto
cuando se toma en cuenta la elevada duración del galvanizado en caliente, dando
como resultado que este procedimiento sea el más económico de todos los
conocidos para la protección a largo plazo de las construcciones metálicas
fabricadas con acero.

4.7.4. Diversidad de Aplicaciones

El galvanizado en caliente es un procedimiento de gran versatilidad de
aplicación. Sirve tanto para la protección de productos siderúrgicos tales como la
banda, el alambre o los tubos, como para la protección de toda clase de piezas o
artículos de acero. Por otra parte, el galvanizado en caliente posee una gran
versatilidad de utilización, ya que protegen el acero tanto de la corrosión
atmosférica como de la provocada por las aguas o el terreno.

4.7.5. Protección Total [11].

Debido a la forma de obtención del galvanizado en caliente, que consiste
en la inmersión de las piezas a proteger en un baño de cinc fundido, la totalidad
de la superficie de las mismas queda recubierta tanto interior como exteriormente.
Igualmente ocurre con las rendijas estrechas, los rincones y las partes ocultas de
las piezas, que no quedan bien protegidas por otros tipos de recubrimientos.

4.7.6. Tenacidad del Recubrimiento.

El proceso de galvanizado en caliente produce un recubrimiento de cinc
que está unido metalúrgicamente al acero de base a través de una serie de capas
de aleaciones cinc-hierro. No existe ningún otro recubrimiento que posea esta
característica, que es la que confiere al acero galvanizado en caliente su elevada
resistencia a los golpes y a la abrasión, que es de gran importancia para evitar el
deterioro del recubrimiento durante el manejo, transporte, almacenamiento y
montaje del material galvanizado en caliente.

4.7.7. Triple Protección

El galvanizado en caliente protege al acero de tres maneras distintas:

Porque el galvanizado en caliente constituye una barrera que se corroe a
una velocidad 10 a 30 veces inferior a la del acero.
53

Porque el galvanizado en caliente proporciona protección catódica a las
pequeñas zonas que puedan quedar desnudas (bordes de cortes o taladros,
arañazos, etc.).

Porque aunque las zonas desnudas sean de mayor extensión, la acción de
sacrificio del galvanizado en caliente impide que en los bordes de estas zonas se
forme óxido de hierro, que es el causante del fallo por levantamiento de las
pinturas.

1. Confiabilidad.

El galvanizado en caliente es un proceso sencillo y perfectamente controlado,
que permite obtener recubrimientos de cinc de calidad y espesor regulados
sobre prácticamente cualquier artículo o pieza de hierro o acero. El
galvanizado en calientees uno de los pocos sistemas de protección del acero
que está perfectamente especificado por las normas nacionales e
internacionales.

2. Fácil para soldar.

Los diferentes elementos que constituyen una construcción con galvanizado
en caliente pueden unirse fácilmente mediante los mismos procedimientos de
soldadura que se utilizan normalmente para el acero en negro, como la
soldadura eléctrica por arco (manual o automática), la soldadura por
resistencia, la soldadura por inducción, etc. La única precaución a tener en
cuenta es adecuar la técnica operatoria y los parámetros de soldeo a las
condiciones particulares del material galvanizado en caliente. Las zonas del
recubrimiento quemadas por efecto del calor de la soldadura se pueden
restaurar fácilmente mediante metalización con cinc o pintura rica en cinc.

3. Fácil para pintar.

4.8. El Proceso de Corrosión [12, 10, 9].

La corrosión del acero constituye un proceso termodinámicamente
espontáneo, porque en la naturaleza el hierro se encuentra en forma de mineral
constituido principalmente por óxidos, Hematita (Fe2O3) y Magnetita (Fe3O4).

La siderurgia transforma este mineral en arrabio y luego lo refina y alea con
carbono para producir el acero, con un consumo enorme de energía. Desde el
punto de vista termodinámico, esta misma energía consumida en la producción
del acero constituye la Fuerza Motriz para la corrosión, porque el hierro tenderá a
volver a su estado de mínima energía.

La cantidad de energía requerida para alcanzar el estado metálico varía de
un metal a otro; es muy alta para metales como el cinc, el magnesio, el aluminio y
el hierro y muy baja para el platino y el oro.

La corrosión es un fenómeno de naturaleza electroquímica; es decir, la
corrosión del metal involucra reacciones químicas y flujo de electrones. El proceso
se conoce como corrosión galvánica. La Figura 1 muestra los componentes de
una celda galvánica, que al igual que una batería, consiste de dos electrodos
metálicos deferentes inmersos en un electrolito. Cuando los electrodos se ponen
en contacto se genera una corriente eléctrica (flujo de electrones). En una celda
galvánica hay cuatro elementos necesarios para que ocurra la corrosión:

• Ánodo: Es el electrodo donde las reacciones anódicas o de oxidación generan
electrones como consecuencia del paso del metal en forma de iones, al
electrolito. La corrosión ocurre en el ánodo.
• Cátodo: Este es el electrodo donde ocurren las reacciones de reducción, o
reacciones catódicas, que consumen electrones porque se combinan con
determinados iones presentes en el electrolito. Este electrodo no se corroe.
• Electrolito: Es el medio conductor a través del cual se transportan las
especies iónicas generadas en las reacciones de oxidación-reducción.
• Contacto eléctrico: es el medio de retorno de la corriente generada por el
flujo de electrones.

Estos cuatro elementos constituyen la base de la corrosión y de la prevención
de la corrosión.

Fig. Nº 4-7: Elementos de la celda galvánica

Según la tendencia del metal a volver a su estado natural, es posible construir
la Tabla 4-5 que presenta los metales en orden creciente de su fuerza
electromotriz. De acuerdo con su posición relativa en la tabla, un metal en la
posición inferior se corroerá preferencialmente con respecto a otro en una
posición más alta, siempre y cuando estén en presencia de un electrolito.

Tabla Nº 4-5: Fuerza electromotriz
Metales electronegativos, catódicos o más nobles
56

Platino
Oro
Plata
Cobre
Níquel
Hierro
Cadmio
Aluminio
Cinc
Magnesio
Metales electronegativos, anódicos o menos nobles

4.9. Corrosión del Acero.

La microestructura de un acero de bajo carbono vista al microscopio óptico. El
proceso de corrosión ocurre debido a la diferencia de potencial que existe entre
diversas zonas en la superficie, como consecuencia de variaciones en su
composición, presencia de impurezas, esfuerzos internos no uniformes o un
ambiente circundante no uniforme.

El medio ambiente puede ser una atmósfera húmeda, agua, químicos, el
suelo, todos pueden actuar como electrolitos para la formación de millones de
micro celdas galvánicas para la corrosión. El metal bajo la superficie conecta
eléctricamente los electrodos.

Fig. Nº 4-8: (a) Micro estructura de un acero de bajo carbono vista al microscopio
óptico. (b) Proceso de corrosión que ocurre en la superficie del acero

A medida que la corrosión ocurre en las zonas anódicas, nuevo material,
de diferente composición y estructura, queda expuesto a la superficie, lo que
genera cambios en el electro potencial y hace que ánodos y cátodos intercambien
roles. Este proceso que ocurre a escala microscópica puede continuar hasta que
todo el acero es destruido por la corrosión.

4.10. Control de la Corrosión. 4

Como la corrosión ocurre en la superficie del metal en contacto con un
electrolito, cualquier medio que retarde estas reacciones permitirá controlar el
proceso. Dependiendo del medio utilizado el control puede ser por pasivación,
inhibición o protección.

En el primer caso, se utilizan aleaciones que formen una película de
productos de corrosión adherentes y compactos que aíslan la superficie del metal;
los aceros inoxidables son un ejemplo.

En el control por inhibición se agregan químicos, cuidadosamente dosificados,
al electrolito para polarizar uno de los electrodos de la pila de corrosión y detener
o al menos disminuir la velocidad de corrosión.

4 El Galvanizado En Caliente: www. avgal.net
58

En el caso de la protección, ésta puede ser por barrera, donde se busca aislar
la superficie metálica del medio corrosivo utilizando recubrimientos metálicos o
revestimientos orgánicos como pinturas. La protección también puede ser de tipo
galvánica, llamada protección catódica, en cuyo caso se establece una celda
galvánica intencional, mediante la aplicación de un metal que sea anódico
respecto al acero y se comporte como metal de sacrificio, corroyéndose
preferencialmente.

En la serie galvánica mostrada en la Tabla 4-5, el Cinc y el Magnesio son
anódicos respecto al acero. De estos elementos, el cinc es el más utilizado.

4.11. Influencia del Espesor de Capa Galvanizada. [3]

El estudio realizado por F. Javier Recio, M. Cruz Alonso (2009), sobre la
influencia del espesor de recubrimiento galvanizado se encontró comparando los
resultados obtenidos con los dos tipos de aceros GA de 35.4±8.8μm y para el
alambre GB (procedente del tendón) un espesor de 146.1±6.1μm., sometidos a
los dos niveles de carga y expuestos durante varios periodos en medio de pH más
alcalino y más agresivo (pH 13.5).

Comparando la pérdida de capa que sufren los dos tipos alambre
galvanizado expuestos durante 48h en un pH 13.5, en el caso del alambre
galvanizado GA esta pérdida supondría cerca del 100% en algunas zonas locales
de la capa exterior de Zn (η), mientras que en el caso del alambre GB (de mayor
espesor de capa η) el espesor de capa exterior de Zn puro disuelto solamente
supone alrededor del 5%, debido a esta diferencia en el espesor de capa
galvanizada, se explica la disminución de reducción de área en el caso del
alambre GA y mayor fragilización en el material.

4.12. Permeación del Hidrogeno. [4]

Roberto Réquiz, Miguel Ángel Rojas, Adalberto Rosales (2008), en suestudio señala que el cinc se perfila como un posible candidato, no sólo por su
bajo costo, sino por su efecto barrera respecto del acero. El estudio de la
permeación de hidrógeno en láminas galvanizadas en caliente y por
electrodeposición permitiría analizar no sólo el efecto del metal en sí, sino el de
los compuestos intermetálicos hierro-cinc en la difusión del hidrógeno. Un
recubrimiento actúa como una barrera cuando el coeficiente de difusión de
hidrógeno en éste es mucho menor al del sustrato.

En este caso, deberá transcurrir un lapso de tiempo apreciable, incluso en
películas delgadas, antes que la concentración de hidrógeno en la inter fase metal
recubrimiento alcance un valor considerable que impulse la difusión. Para que un
recubrimiento sea una efectiva barrera contra la permeación de hidrógeno debe
ser continuo, relativamente grueso, impermeable y estable en el ambiente al que
estará expuesto.
60

CAPITULO V

FABRICACIÓN ALAMBRE GALVANIZADO 3.40 BLANDO
CORRIENTE

5.1. Materia Prima.

La llegada del alambrón a producción SAE 1008, en rollos de 2 Ton aprox.
de 5.50mm de diámetro con la siguiente composición química:
Tabla Nº 5-1: Composición del alambrón.

Ø
RESISTENCIA
(MPa)
Porcentaje (%)
mm C Mn Si P S Cu Ni Cr T i B
5.50 412 0.07 0.65 0.18 0.015 0.005 0.00 0.01 0.01 0.001 0.0019
5.50 417 0.07 0.63 0.19 0.013 0.007 0.00 0.01 0.01 0.001 0.0018

5.2. Trefilado.

Para empezar con la producción en el área de trefilado PCP hace entrega de
un programa diario de producción indicando su respectiva orden de fabricación,
hace entrega de una hoja bajada del sistema Bann única para este producto, en
esta hoja se indica el diámetro a trefilar, el alambrón a utilizar e insumos
necesarios, el tonelaje a fabricar, código del producto además estos datos del
alambre trefilado aparecen en la etiqueta que se imprime con código de barras
para después escanearlo y verlo por el sistema mediante la pistoleada que el
montacarguista hace por cada Spider . En este proceso el alambrón es reducido
de 5.50mm a 3.40mm llegando a tener unan resistencia de 58-60Kg-f/mm2 como
diámetro final a través de los siguientes pasos de reducción:

➢ Serie considerando reducción pareja de 23% en 5 pasadas:
61

Tabla Nº 5-2: Pasos de trefilado.

Pasada Ø (mm)
1 4.83
2 4.24
3 3.72
4 3.26
5 3.40
6 3.40
7 3.40
8 3.40

Podemos ver en el cuadro que sólo necesitamos 5 pasos, esta trefila esta
acondicionada para reducir hasta en 8 pasos, pues bien a partir del paso Nº 5
puenteamos hasta el paso Nº 8. Aquí el trabajador le pone una etiqueta de
identificación al producto trefilado indicando:

- Nombre del Alambre Trefilado
- Diámetro trefilado
- Cantidad producida
- Número de Fabricación en proceso
- Código del alambre en proceso
- Nombre del trabajador
- Fecha producida

Con esto el trabajador lo único que hace es llenar su producción por turno y
ponerle los datos que pide la etiqueta por cada Spider (cada Spider contiene 1
Ton aprox. De alambre trefilado). Como tocamos líneas arriba este dato le sirve al
montacarguista para poder ingresarlo al sistema (escanear) y así hacerle
seguimiento a su pedido total y no caer en la sobreproducción (diferencia de
62

inventarios), la empresa trabaja con el SISTEMA PULL. Una vez hecho estos
pasos él se encarga de trasladarlo hasta el devanado de Galvanizado para
proceder con el siguiente proceso.

5.3. Galvanizado.

El alambre 3.40mm negro trefilado llega al devanado de galvanizado con
aproximadamente 1Ton bien identificada, paso por el siguiente:

❖ Devanado: En este punto el devanador alinea la hebra poniéndole un
sombrero al Spider para poder devanar bien (devanar significa ayudar hacer
que el alambre haga un circulo ascendente de casi 360º de manera continúa)
para poder pasarlo por unas poleas casteras (estas enderezan el alambre
doblado), seguidamente lo hacen llegar hasta la entrada de la tina de plomo
Nº3-1.

❖ Tina de Plomo Nº3-1: En esta tina de plomo electrolítico (de 2x1x0.3m con
capacidad de 5Ton) fundido a 530°C cubierto por carbón antracita que
mantiene la temperatura, el alambre es sometido en su totalidad a lo largo de
toda ella para sacar todo el jabón o lubricante proveniente de trefilado y así
evitar problemas en el proceso posterior como arrastre de plomo y manchas
en el galvanizado.

❖ Tina de Plomo N°3-2: En esta tina de 2x1.2x0.45m con capacidad de 8Ton, el
plomo se encuentra a 730°C cubierto por carbón antracita, aquí no todas las
hebras pasan por ella, según el pedido del cliente, si desea un alambre
“BLANDO” (< 50Kg-f/mm2) el alambre será sumergido por ella, pero si desea
un alambre “DURO” (> 50Kg-f/mm2) el alambre pasará por encima de la tina. A
la salida de la tina hay una mezcla de carbón antracita con flux (sal) para evitar
que el alambre pasante arrastre plomo adherido a su área superficial.

❖ Enfrío: En este punto lo único que hacemos es bajarle la temperatura al
alambre para que no eleve demasiado la temperatura del HCl.
63

❖ Ácido Clorhídrico (HCl): Esta tina con una concentración de aprox. 15% de
pureza a una temperatura constante de 30-40°C permite un decapado en línea
de las hebras pasantes para asegurarnos de que alambre quede
completamente limpio sin restos de óxidos. Esta tina esta monitoreada por
Control de Calidad cada mañana en las primeras horas, ellos controlan la
cantidad de fierro depositado en ella (máx. 120g/l) y la concentración de ella
(mínimo 8%) con estos parámetros nos aseguramos trabajar en óptimas
condiciones.

❖ Enjuague: En este punto lo único que se hace es limpiarlo del resto de HCl
que viene en ella, en la salida hay un Wiper (bloque cerámico con agujeros)
que succiona todo el agua excedente en ella. El pH de esta tina está entre 6.5
a 7.5

❖ Flux: Esta tina se encuentra a 75°C, es una mezcla de agua Osmotizada y
cloruros de amonio (sal) que lo único que hacen es preparar químicamente al
alambre que pasa por ella dejándola lista para ser cubierta de zinc. Cabe
resaltar que si las hebras o alambres no pasan por ella no se tendrá un buen
galvanizado.

❖ Tina de Zinc: Esta tina tiene una capacidad de 2x1x1.2m conteniendo aprox.
25 Ton material fundido, el alambre en este momento está listo para ser
bañado y cubierto por zinc por el sistema PadWipe (son paños de fibra
reforzado) que juntas hacen que el alambre pasante por ella tenga la cantidad
necesaria de capa de zinc, eso quiere decir que su capa es regulable (sólo da
hasta 75g/m2), después de eso viene un baño de agua helada Osmotizada
(10°C) al alambre, todo esto se hace internamente en el dispositivo instalado
en la tina, no puede haber presencia de oxígeno porque sino la calidad y brillo
del alambre galvanizado se verá alterado siendo opaco y menos atractivo para
el mercado.

❖ Recubrimiento con Wax: Este líquido aceitoso ayuda al alambre galvanizado a
tener más protección anticorrosiva en condiciones extremas por ende más
vida útil y menos costos de mantenimiento para el cliente.

❖ Recogedoras: Aquí termina el proceso de fabricación recogiendo al alambre
en Spiders ya galvanizado en unas máquinas llamadas SPAMA (son unos
bancos móviles que giran sobre su eje a una velocidad de 50m/min para este
producto). En este momento cuando el alambre ya está listo para ser retirado
el montacarguista del área de galvanizado viene y lo saca con ayuda de una
pluma (fierro largo de 2m), el hornero de la línea de acuerdo a su programa de
producción le coloca su etiqueta de identificación, también le saca una
muestra al inicio y al final de la producción por cada Spider saliente. Control de
Calidad verifica los siguientes requisitos de acuerdo a la especificación técnica
de este producto como:

- Resistencia Mecánica (<50Kg-f/mm2)
- Capa deZinc (30 a 50g/m2)
- Aspecto estético

Si en caso hay alguna desviación por arriba o por debajo de estos parámetros
Control de Calidad comunica al hornero para que corrija su proceso con
conocimiento del Supervisor de Producción, responsable de la línea.

Con esto CC le pone un sticker de conformidad con color VERDE, si el
producto está fuera de norma le coloca un sticker de color ROJO indicando el
motivo de su rechazo.

5.4. Producto.

La llegada del Spider aprobado por CC con alambre galvanizado blando
corriente (50Kg-f/mm2) de diámetro 3.40mm al área de Malla Olímpica es para
la producción de la malla olímpica de 50x10 2.00x260m.

Fig. Nº 5-1: Alambre galvanizado 3.40 blanco corriente.

5.5. Control Peso Exacto.
La llegada del Spider aprobado por CC con alambre galvanizado blando
corriente (50Kg-f/mm2) de diámetro 3.40mm es para empacarlo en rollos de
Peso Exacto de 100Kg.

Fig. Nº 5-2: control peso alambre galvanizado 3.40 blanco corriente.
66

CAPITULO VI

CONCLUSIONES RECOMENDACIONES

6.1. Conclusiones.

✓ Esta monografía trata de dar conocimiento de cómo se fabrica un alambre
galvanizado corriente con la tecnología Bekaert para satisfacer al cliente y ser
preferidos por ellos en el mercado local e internacional.
✓ Todo esto es posible mediante una capacitación constante, el feed back que
el Supervisor da al personal a su cargo.
✓ El Know How y experiencia que tiene el trabajador es muy importante porque
nos permiten asimilar y captar problemas que ocurren en la fabricación de un
producto cualquiera.
✓ Prodac-Bekaert tiene una variedad de productos de aprox. 500 ítem que se
manejan de manera diaria en planta.
✓ Es muy importante recalcar que este es uno de los procesos utilizados para
fabricar este alambre galvanizado, pero tenemos otras tres, los de doble capa,
triple capa y recubrimiento bezinal que se fabrican en línea al mismo tiempo
con 24 hebras más, dando un tonelaje de producción de 85 Ton/día.
✓ Las bondades del alambre galvanizado son muy importantes en su campo de
aplicación, en la industria de la construcción, cementera, en la fabricación de
cables, artes, cocina, seguridad, etc.
✓ La recarga que el trabajador hace a la tina de Zinc es de dos veces por turno
como mínimo de 2Ton por vez por en un tiempo de 12 horas.
✓ La empresa adopta controles que permiten que la capa de zinc no tenga una
desviación por encima de 20 g/m2 mediante la tecnología Bekaert.
✓ Entre ellas podemos mencionar el control automático del flujo del Nitrógeno
en la boquilla que da la capa de Zinc, este flujo depende de la lectura que le
envía un PLC (Controlador Lógico Programable).
✓ Este PLC recibe información en línea y en tiempo real a través de un captador
llamado DDK. Esta tecnología sirve para controlar las hebras con
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recubrimientos de zinc desde 100 g/m2 hasta 500 g/m2, Doble Capa, Triple
Capa y Clase A y B para cables.
✓ Para el control de hebras con recubrimientos de capa simple de hasta 50
g/m2 se utiliza otra tecnología con la utilización de paños PADWIPE ó
ESTOPA.
✓ Con el PadWipe se puede controlar capas de zinc de hasta 90 g/m2.
✓ Con Estopa se puede controlar capas de zinc de hasta 50 g/m2.
✓ La Política de la Empresa se puede representar por el siguiente cuadro:

6.2. Recomendaciones.

✓ La Capacidad de Carga en esta línea de Galvanizado llega hasta 4 Ton/hr
con un mix de 24 hebras que PCP considera en su programación.
✓ Por encima de esta Capacidad la tina de plomo es vulnerable a
perforaciones a la altura de los quemadores ya que a mayor carga de
entrada mayor entrega de calor por lo tanto la vida útil de la tina se acorta.
✓ La capa de carbón antracita encima de las tinas de plomo se renuevan
todas las semanas debido a que el plomo se adhiere a ella.
✓ Cualquier arrastre de plomo en las hebras (alambres) afecta la calidad del
producto obteniéndose manchas de color negro. Es muy importante que la
limpieza de la tina se realice todas las semanas.
✓ Este tipo de trabajo conlleva una capacitación constante en temas de
seguridad personal, ambiental, de calidad desde el Gerente General hasta
el Operario. Todos están obligados a ser partícipe activo de esta filosofía
de trabajo que adopta de organización de clase mundial.
✓ Partiendo de esta premisa el Supervisor tiene la obligación de desplegar y
brindar las charlas de Seguridad a su personal a cargo.
✓ Convocar a Círculos de Calidad que conlleven a la mejora de nuestros
procesos con herramientas de gestión que el Supervisor las sabe manejar
como por ejemplo; PDCA, 5 S’s, Ishicawa, Pareto, KPI’s.
✓ La empresa proporciona y exige la utilización de EPP’s a todo aquel que se
desempeñe en el área de Producción.
✓ Como parte del Grupo Bekaert, la empresa realiza intercambios de
experiencias en sus otras plantas de América a Supervisores de
Producción que hayan logrado el Objetivo Operacional Anual dado por el
Gerente de Operaciones.
69

BIBLIOGRAFÍA

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2. CHANDÍA C. Fresia. HERNÁNDEZ H. Sergio (2009). Corrosión del Hierro en
Distintos Tipos de Aguas una Propuesta Experimental. Revista Ciencia ahora
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3. CONTRERAS JOVEN, Iñaki. Proceso Aplicaciones y Ventajas del
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http://www.avgal.net/pdfs/Ponencia%20LV%20WEB.pdf
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9. RECIO F. JAVIER, M. CRUZ ALONSO (2009). Análisis de parámetros
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Construcción “Eduardo Torroja”
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70

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13. VELA AGUILAR, David. TUESTA ARAUJO, Luis. RODRÍGUEZ JUNGBLUTH,
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Latiza Revisado 10 de febrero del 2011: http://www.latiza.com.
14. VILORIA REDÓN, Laura (2002). El Galvanizado en Caliente una Opción
Contra la corrosión. AVGAL. Revisado 02 de febrero del 2011 en: www.
avgal.net
71

APÉNDICE
72

A-1: DIÁMETRO DE LOS ALAMBRES PARA GAVIONES TIPO CAJA.

A-2: DIÁMETRO DE LOS ALAMBRES PARA GAVIONES TIPO COLCHÓN

A-3: ESTROBOS DE CABLE DE ACERO

Los estrobos fabricados en cable de acero de¼'' a 1 ½'', formando la gaza u ojo
con casquillo aprensado hidráulicamente.

A-4: TABLAS DE CARGA DE SEGURIDAD EN TONELADAS.
73

Forma en que trabajan los Estrobos.