fundición de cobre

MANUAL DE
OPERACIONES
PLANTA FUNDICIÓN
DE COBRE

MOLDEO DE COBRE
2007

MANUAL DE OPERACIONES MOLDEO DE COBRE 2

MANUAL DE OPERACIONES
SECCION MOLDEO

CONTENIDO

INTRODUCCION

Ubicación

Historia

Resumen

1. OBJETIVO

2. PROCESOS Y OPERACIONES

2.1 Diagrama de Bloques

2.2 Descripción del Proceso

2.3 Materia Prima

2.3.1 Descripción

.A Cobre Blister

.B Trióxido de Arsénico

2.3.2 Análisis

2.3.3 Fuente de origen de materias primas

2.4 Producto

2.4.1 Descripción

A. Ánodos

2.4.2 Análisis químico

2.4.3 Destino

2.5 Descripción de la operación de moldeo

2.5.1 Descripción


2.5.2 Definición y Fundamentos

2.5.3 Balances

2.5.4 Equipos

A. Descripción de equipos

B. Especificaciones de Equipos

C. Parámetros de Operación de los Equipos

2.5.5 Instrumentación y Control

A. Variables de control

B. Filosofía de control

2.5.6 Peligros y Riesgos

2.5.7 Control Ambiental

A. Aspecto e impacto ambiental

B. Peligro ambiental

C. Manejo de residuos

D. Manejo de efluentes

2.5.8 Responsabilidades y funciones

A. Responsabilidades

B. Funciones por actividad

2.5.9 Problemas Frecuentes

Anexo 1

Anexo 2

Anexo 3

Anexo 4


INTRODUCCION

Ubicación

La Planta de la Fundición de cobre forma parte del Circuito de cobre y metales
preciosos, está ubicada en el Complejo Metalúrgico de Doe Run Perú La Oroya
(CMLO) en la Ciudad de La Oroya aproximadamente a cuatro horas de viaje de
la ciudad de Lima (179 km) y a una altitud de 3780 m.s.n.m., en un valle
estrecho, cercano a la unión de los ríos Yauli y Mantaro, está en medio de una
población urbana de aproximadamente 46 500 habitantes, que se ubican en 3
distritos: Sacco, Paccha y La Oroya la accesibilidad para llegar es mediante la
carretera central o el ferrocarril central hoy Ferrovias Andina.

Historia

La empresa americana Cerro de Pasco Copper Corporation inicia sus trabajos
desde 1902, obtiene cobre por primera vez en la fundición de Tinyahuarco en el
año de 1906 perteneciendo a Cerro de Pasco

Posteriormente la empresa americana Cerro de Pasco Copper Corporation
inicia sus operaciones en la ciudad de La Oroya obteniendo su primera barra de
cobre el 22 de noviembre de 1922 en el Complejo Metalúrgico de La Oroya en
la fundición de cobre.

El objetivo era procesar los minerales con alto contenido de sulfuros de la sierra
central del Perú.

Doe Run Perú es una subsidiaria de Doe Run Company con sede en Missouri,
USA, la que a su vez forma parte del Renco Group Inc, un conglomerado de
más de 20 empresas, el ingreso al Perú de Doe Run Company se realizó en
1997 cuando ganó la subasta pública del Complejo Metalúrgico de La Oroya

Resumen

El circuito de cobre tiene una producción de 62 600 Tn. anuales de cobre
refinado la cual es destinada a los mercados internacionales en su mayoría


Actualmente trata 316 106,319 tmh de concentrados, fundentes y recirculantes
provenientes de diferentes partes del país y del extranjero los cuales son
transportados por ferrocarril y camiones a La Oroya, donde son descargados en
las pilas de almacenamiento o lechos de fusión (camas) ubicados en diferentes
sectores de la Planta Preparación, de aquí son transportados mediante fajas
transportadoras donde se realizan las mezclas requeridas de acuerdo a índices
establecidos para el proceso. La preparación de los lechos de fusión es de
mucha importancia, pues es un parámetro de control de las etapas posteriores
de refinación y recuperación del metal.

El material de los lechos de fusión es conducido por medio de fajas
transportadoras a tostadores donde se elimina la humedad y ciertos metales
volátiles como el arsénico, antimonio y otros a una temperatura de 580º a 600º
obteniéndose una calcina la cual es enviada al horno reverbero (Oxy Fuel) el
cual trabaja con quemadores verticales de oxigeno petróleo a una temperatura
de 1200ºC para la fusión de la calcina proveniente de tostadores de cobre, de
donde se obtiene la mata que es la parte valiosa y la escoria la parte no valiosa
que es almacenada en Huanchan, la mata es procesada en los convertidores,
Pierce Smith mediante el proceso de conversión donde se elimina la escoria en
diferentes etapas obteniéndose un cobre metálico de 98.5% de pureza.

El cobre metálico obtenido en la sección de convertidotas es transferido hacia el
horno de retención donde se almacena una cantidad considerable para poder
transformarlo en ánodos mediante el sistema de moldeo el cual consta de:
horno de retención, cuchara accionada por un sistema hidraulico, cadena de
moldes, wincha, poza de enfriamiento, gancho anodero, balanza y carros
anoderos.

El producto de la sección de moldeo de cobre es enviado a la refinería para su
posterior tratamiento y obtener un producto de buena calidad cumpliendo las
normas vigentes a nivel mundial.

1. OBJETIVO
El siguiente manual ha sido elaborado gracias al esfuerzo y trabajo del grupo de
instrucción y supervisores de la planta bajo la coordinación del Departamento
de Capacitación y Desarrollo de Personal, conscientes de la necesidad de


capacitar y transmitir al personal involucrado los conocimientos para que
puedan comprender con exactitud los procesos, parámetros y operaciones de
las áreas operativas, así como la solución de problemas frecuentes; equipos,
equipos críticos, y los procedimientos operacionales a todo nivel, considerando
aspectos de seguridad, calidad y control ambiental .de la Planta de Fundición
de Cobre.

2. PROCESOS Y OPERACIONES

2.1 Diagrama de Bloques

Figura No.1: Diagrama de Bloques de la Sección de Moldeo de Cobre

COBRE
BLISTER

HORNO DE
RETENCION

ANODOS DE
COBRE

A LA REFINERIA
DE COBRE


2.2 Descripción del Proceso
En la sección Moldeo de Cobre se realiza solamente una operación unitaria,
el Cobre Blister cambia de estado liquido a solidó, llevándose a cabo un
enfriamiento de los ánodos para luego ser transportados a la Refinería de
Cobre.

2.3 MATERIA PRIMA

2.3.1 Descripción

La materia prima empleada en el Horno de Retención es el cobre
metálico ( cobre blister ) proveniente de la Sección de convertidoras
de cobre con una pureza de 98.5 %

A. Cobre Blister

El proceso de la obtención del cobre metálico se inicia con el
proceso de conversión, después que se ha eliminado toda la
escoria formada en la primera etapa, obteniéndose una carga de
sulfuro de cobre (Cu2S) o metal blanco, esto con la ley de 70 %
Cu aproximadamente. Durante esta fase del ciclo se llega a
obtener unl metal blanco (Cu2S); posteriormente el azufre se
oxida formando gases de azufre como SO2 los cuales son
eliminados y al final conseguimos un cobre metálico conocido
como Cobre Blister el cual es 98.5 %, la composición del cobre
blister se muestra en la tabla Nº xxxx

B. Tritóxido de Arsénico
Producto obtenido en la planta de tostadores de cobre, sección
tostador de arsénico, dicho producto es un polvo muy fino
utilizando un promedio de 50 kg. Por taza de cobre


2.3.2 ANÁLISIS

Tabla N° 1 Análisis Químico del cobre metálico:

Análisis Químico,
Elemento %; g/t * Elemento %; g/t *
Cu 98.6 Pb 0.13
Au* 34.6 Ag* 7347
Se 0.06 Bi 0,04
Ins 0.10 As 0,10
Te 0.035 Sb 0,29
O2 0.50
Fuente: Reporte Laboratorio (Promedios de compósitos diarios) Mayo -2007

Tabla N° 2 Análisis Químico del trióxido de arsénico:

Análisis Químico,
Cu 0.56 Fe 0.54
Ag* 56 Ins 0.20
As2O3 93.9 Bi 0,06
Sb2O4 1.20 As 67.4
S 0.40 Sb 1.20
Pb 0.56 Zn 0.18

2.3.3 Fuente de origen de materias primas
El Cobre Blister es producido en la sección de convertidoras el cual
es recibido en la sección de moldeo donde se realiza el cambio de
estado mediante la operación de moldeo produciéndose los ánodos.

2.4 PRODUCTO

2.4.1 Descripción


A. Ánodos

Los ánodos es cobre blister en estado solidó, el cual se ha
obtenido en la operación de moldeo, con una calidad de 98.5 %
de Cu. Cada ánodo tiene un peso aproximado de 255 Kg. Con
una apariencia ampollosa en su superficie.

Figura No.2: Ánodo de Cobre Blister

2.4.2 Análisis químico

Tabla N° 3 Análisis Químico de Ánodos de Cobre

Análisis Químico,


Cu 98.6 Pb 0.13
Au* 34.6 Ag* 7347
Se 0.06 Bi 0,04
Ins 0.10 As 0,10
Te 0.035 Sb 0,29
O2 0.50

2.4.3 Destino

Los ánodos de Cobre son trasladados a la Refinería Huaymanta en
carros anoderos para su posterior tratamiento, por línea férrea
mediante las locomotoras.

2.5 DESCRIPCIÓN DE LA OPERACIÓN DE MOLDEO

2.5.1 Descripción
La finalidad de la sección, es moldear el Cobre Blister en forma de
ánodos para su posterior refinación electrolítica en la Refinería de
Huaymanta.
La sección de moldeo está compuesta por un horno de retención,
una cuchara accionada por una bomba hidráulica, una cadena de 24
moldes, (todo accionado desde una cabina donde se encuentran los
controles), una wincha traslada los ánodos desde el caballete hacia
la poza de enfriamiento, un gancho ánodero encargado del
transporte de ánodos desde la poza de enfriamiento hacia los carros
ánoderos, el cual es accionado por las grúas Nº 1 ó 2, luego la
producción de ánodos es transportada hacia la Refinería
Huaymanta.
La temperatura del Cobre en el horno de retención es
aproximadamente 1150º C .

2.5.2 Definición y Fundamentos

Estructura Cristalina:


Toda sustancia puede encontrarse en tres estados de segregación:
Líquido, Sólido y gaseoso. El paso del estado líquido al estado
sólido, se produce a una determinada temperatura y va acompañada
de un cambio brusco de las propiedades. Para describir la estructura
cristalina de los metales, se emplea la noción de red cristalina, la
cual es una red tridimensional imaginaria, en cuyos nudos están
dispuestos los átomos (iones) que forman el metal. Las partículas
están dispuestas en cierto orden geométrico que se repite
periódicamente en el espacio.

Los metales son cuerpos cristalinos. Sus átomos se disponen en un
orden geométricamente regular, formando cristales, a diferencia de
los cuerpos amorfos cuyos átomos se encuentran en estado
desordenado. Disponiéndose en los metales en un orden estricto, los
átomos forman una malla atómica, y en el espacio, una red atómica
cristalina. Los diferentes metales poseen distintos tipos de redes
cristalinas, con mayor frecuencia se encuentran las redes siguientes:
Cúbica Centrada en el Cuerpo (BCC), Cúbica Centrada en las Caras
(FCC) y hexagonal compacta (HCP).

Cristalización de los metales:

La transición del metal del estado líquido al estado sólido (cristalino),
se denomina cristalización. La cristalización se desarrolla debido a la
transición al estado mas estable con menor energía libre (Se llama
energía libre al componente de la energía total de la sustancia, que
cambia reversiblemente su magnitud al variar la temperatura, durante
las transformaciones alotrópicas, como la fusión, etc.) .La energía
libre de los estados líquido y sólido disminuye con el aumento de la
temperatura. Para una temperatura Tº la energía libre del metal en
los estados sólido y líquido es la misma, para esta temperatura el
metal en estado sólido puede encontrarse en equilibrio con el metal
líquido. La temperatura Ts lleva el nombre de temperatura de
equilibrio o de cristalización.


El proceso de cristalización se desarrolla cuando se crea la
diferencia de energías libres, es decir, cuando la energía libre del
metal sólido es menor que la del líquido.

El proceso de cristalización transcurre solamente cuando el metal se
sobre enfría a una temperatura menor que la temperatura de
equilibrio. La diferencia entre la temperatura de fusión y la
temperatura a la cual transcurre el proceso de cristalización se llama
grado de sobre enfriamiento.

Tº = T (fusión) - T (crist.).

Al ser enfriados lentamente el grado de sobre enfriamiento no es
muy grande y el proceso de cristalización transcurre a una
temperatura próxima a la del equilibrio.

Al aumentar la velocidad de enfriamiento el grado de sobre
enfriamiento aumenta y el proceso de cristalización transcurre a
temperaturas bastante más bajas que la de equilibrio de
cristalización. El grado de sobre enfriamiento depende de la
naturaleza y pureza del metal, mientras más puro es el metal líquido,
mayor es su tendencia al sobre enfriamiento.

La formación de la red cristalina en el metal ocurre de la sgte.
manera: Al efectuarse la transición del metal líquido al sólido, la
distancia entre átomos se reduce y las fuerzas de interacción entre
estos se elevan. Al acercarse los átomos, los electrones que se
hallan en las capas externas pierden el enlace con sus átomos a
consecuencia del arranque del electrón de valencia de un átomo por
el núcleo cargado positivamente de otro, y así sucesivamente,
teniendo lugar la creación de electrones libres.

El proceso de cristalización consta de dos etapas:

 Formación de núcleos cristalinos.

Los fenómenos que tienen lugar durante el proceso de cristalización
son complejos y multiformes. En el metal líquido los átomos no están


distribuidos en forma caótica como en el estado gaseoso, y en su
disposición no existe el orden característico para el cuerpo sólido
(cristalino), en el metal líquido se conserva solamente el llamado
orden cercano, esto significa que en algunos micro volúmenes se
conserva la distribución de los átomos que corresponden al estado
sólido. Como consecuencia del intenso movimiento térmico de los
átomos el orden cercano no es estable. Al disminuir la temperatura el
grado del orden cercano y la cantidad de tales micro volúmenes que
tienen una distribución de los átomos semejante a la que existe en el
metal sólido, adquieren una estabilidad elevada y pueden
transformarse en núcleos de cristalización. En el proceso de
cristalización surgen núcleos cristalinos de distinta magnitud, pero no
todos estos núcleos tiene la capacidad de crecimiento, esto se
explica por el hecho de que en el proceso de cristalización la energía
libre del sistema disminuye como consecuencia del paso de cierto
volumen del metal líquido al estado sólido y que aumenta por la
formación de la superficie de separación con la cual está relacionada
cierta energía superficial.

La dimensión mínima del centro de cristalización capaz de crecer a
determinadas temperaturas se llama tamaño crítico del centro de
cristalización. Con el aumento del grado de sobre enfriamiento
disminuye el tamaño crítico del centro de cristalización y como
consecuencia aumenta la cantidad de centros de cristalización
capaces de desarrollarse.

Durante la fundición del metal se absorbe calor, que es consumido
por los átomos en la adquisición de energía de movimiento requerido
para la destrucción de la red cristalina del metal. Este calor se
denomina latente. En el proceso de cristalización tiene lugar un
proceso inverso de liberación de energía (calor) en forma de calor
latente de cristalización.

 Crecimiento de los núcleos cristalinos.


El crecimiento del centro de cristalización tiene lugar como resultado
del traslado de los átomos del líquido sobre enfriado a los cristales.
El cristal crece por capas, durante este proceso cada capa tiene el
espesor de un átomo. Se distinguen dos procesos consecutivos de
crecimiento de cristales:

• Formación del núcleo cristalino bidimensional (cuyo tamaño no
será superior al tamaño crítico).

• Crecimiento del núcleo cristalino bidimensional a cuenta de los
átomos que llegan al líquido sobre enfriado. Después de la
formación del núcleo cristalino bidimensional en la cara plana, el
ulterior crecimiento de la nueva capa transcurre en forma fácil,
debido a que surgen zonas que facilitan la fijación de los átomos
que llegan de la zona líquida. Cuando la capa de átomos cubre
toda la cara, para la formación de la siguiente capa es necesario
un nuevo núcleo cristalino bidimensional de tamaño crítico. La
velocidad de crecimiento de los cristales queda determinada por
la probabilidad de formación del núcleo cristalino bidimensional.
Cuanto mayor es el grado de sobre enfriamiento, tanto menor es
el tamaño crítico del núcleo cristalino y más fácilmente se forma.

La magnitud de los granos que se crean durante la cristalización
depende no solamente de la cantidad de centros de cristalización
iniciados espontáneamente, sino también de la cantidad de
impurezas insolubles que siempre se hallan en el metal líquido. Estas
impurezas insolubles sirven siempre como centros de cristalización.

También influye en la creación de los centros de cristalización de
velocidad de enfriamiento. Cuanto mayor es la velocidad de
enfriamiento, tanto más centros de cristalización surgen y como
consecuencia, será mas fino el grano del metal.

A medida que se desarrolla el proceso de cristalización, en él
participa un número mayor de cristales. Por esto al principio se
acelera el proceso hasta un momento determinado (generalmente


cuando se ha cristalizado cerca del 50% del líquido), el encuentro
mutuo de los cristales en crecimiento empieza a dificultar
sensiblemente su desarrollo, el crecimiento de los cristales se retarda
aún más porque la cantidad del líquido en que se forman los nuevos
cristales es cada vez menor.

En el proceso de cristalización, mientras el cristal esta rodeado de
líquido suele tener forma regular, pero al encontrarse y unirse
cristales, su forma regular se altera y la forma exterior de cada cristal
depende de las condiciones del contacto entre los cristales que
crecen.

ENFRIAMIENTO.

En la operación de moldeo de cobre, en el que el metal líquido está
en contacto con el molde inicialmente frío, existirá una gradiente de
temperatura. La parte externa está a una temperatura menor que la
del centro y por tanto empieza a solidificarse primero. De esta
manera se forman muchos núcleos en la pared del molde y
empiezan a crecer en todas direcciones. Pronto avanzan sobre toda
la orilla del molde y contra ellos mismos, de manera que la única
dirección de crecimiento no restringida es hacia el centro. Los granos
resultantes son en forma de columnas alargadas, perpendiculares a
la superficie del molde. A lo largo de la pared del molde, donde la
rapidez de enfriamiento es violenta, los granos son pequeños, en
tanto que hacia el centro, donde la velocidad de enfriamiento es
menor, los granos son grandes y alargados.

El sistema de enfriamiento de moldeo de cobre cosiste en 10 sprays
( 8 lado horno de retención Nº 2 y 2 lado mantenimiento mecánicos)
en la cadena de moldes, los cuales están dirigidos por la parte
superior de los moldes hacia el metal.

CALIDAD DE LOS ÁNODOS PRODUCIDOS

Los ánodos producidos deben cumplir las siguientes normas:


• Deben estar completamente derechos con las orejas en buenas
condiciones para que haya un buen apoyo en las celdas y una
adecuada separación entre cátodos y ánodos.

• No debe tener rebarbas, porque su presencia puede ocasionar
cortocircuitos al entrar en contacto con el slime y porque facilita
la fuga y disminución de la eficiencia de corriente.

• Los ánodos deben tener una superficie ampollaza para facilitar la
corrosión en el proceso de refinación electrolítica.

CONTROL DE PARÁMETROS EN LA SECCIÓN DE MOLDEO

Se debe controlar la cantidad de agua que se utiliza para el
enfriamiento del cobre, ya que poca cantidad de agua origina una
deficiente cristalización y poca rigidez del ánodo al momento de
retirarlo del molde; un exceso de agua ocasiona pérdida del material,
debido a que el agua quedaría en el molde y al momento de llenarlo
nuevamente se originaría un choque térmico por diferencia de
temperaturas.

PARÁMETROS DE OPERACIÓN

Los parámetros de operación de la sección de moldeo de cobre son
los siguientes:

Tabla Nº 4 Parámetros de operación del sistema de moldeo

Especificaciones Parámetros
Tiempo de rotación de la 14 minutos


cadena
Tiempo de llenado del 35 segundos
molde
Temperatura de moldeo 1150 ° C
Tiempo de llegada del 2 minutos
molde desde la cuchara al
spray
Peso de Ánodos 255 Kg.
Enfriamiento A base de agua
N° de anodos por carro 112 ánodos
Dimensiones del ánodo Largo : 98.0 cm.
Ancho : 68.0 cm.
Espesor : 5.0 cm.
Fuente: propia de la sección de moldeo

Impurezas en los ánodos de cobre

Tabla 5 Impurezas en los ánodos de cobre

IMPUREZAS %
Plomo 0.13
arsénico 0.10
antimonio 0.29
bismuto 0.04
Selenio 0.06
Oxigeno 0.51


Insolubles 0.10
Ag 7347 g/t
Au 34,6 g/t
Fuente: propia de la sección de moldeo – laboratorio mayo 2007

COBRE BLISTER

LIQUIDO

2.5.3 BALANCE DE MATERIALES

Figura No.3: Anodo de Cobre Blister

ANODOS
COBRE BLISTER
SOLIDÓ

ANODOS A
REFINERIA
HUAYMANTA


2.5.4 EQUIPOS

A. DESCRIPCIÓN DE LOS EQUIPOS
Horno de Retención

El horno de retención o llamado de sostenimiento, tipo
convertidor de forma horizontal que consta de una coraza
cilíndrica de 1 pulg. de espesor y su interior está revestido de
ladrillos refractarios de cromo-magnesita de 18" de longitud por
4" de alto y 6"de ancho, provisto de un quemador Hauck que
opera con petróleo residual R – 6, el cual esta ubicado en la
parte superior de una de las tamboras, para mantener una
temperatura adecuada de 1150 a 1200 ° C para realizar el
moldeo respectivo

Quemador Hauck
Son equipos de vital importancia en la sección de moldeo el cual
regula la temperatura del cobre metálico que debe estar a una
temperatura de 1200 ºC mediante la regulación y control de


entrada del combustible y aire para facilitar y controlar una buena
combustión

Cuchara

Equipo utilizado en la sección de moldeo que consta de un
recipiente metálico revestido con ladrillos refractarios en la cual
se recepciona el cobre proveniente del horno de retención y de
aquí es vaciado hacia los moldes que están colocados en una
maquina longitudinal de 24 unidades

Figura No.4:

Cuchara de moldeo

Moldes

Son recipientes (moldes) fabricados por la empresa Mepsa,
donde se moldea el cobre metálico para la obtención de los
ánodos

Wincha

Es un equipo accionado con presión de aire que sirve para el
levantamiento y traslado de ánodos en un área de acción
pequeña, la cual consta de un brazo con el cual se puede
realizar los trabajos en la sección de moldeo.

Figura No.5: Wincha de izaje de ánodos


Figura No.6: Vista general de Moldeo

PETROLEO R-6
QUEMADOR

MOTOR Y REDUCTOR

AIRE
HORNO 2 HORNO 1 GRUA No 2

AGUA AGUA

CAMPANA DE
EXTRACCION
DE GASES

MOTOR Y
REDUCTOR
DE CADENA

CADENA
DE MOLDES

WINCHA MONO DE
IZAJE DE ANODOS
CADENA DE ARRASTRE
DE ANODOS CON SU
MOTOR Y REDUCTOR
POZA DE ENFRIAMIENTO

GRUA No 1


Poza de enfriamiento

Es una poza de forma paralelepípedo donde se colocan los
ánodos moldeados para su enfriamiento y agrupamiento de 7
unidades para ser cargados a los carros anoderos mediante un
gancho de 7 puntas.

Grúas

Este equipo de vital importancia dentro del proceso productivo de
de la fundición de cobre. La sección de moldeo cuenta con dos
grúas puente que mas adelante se detallan las labores y
características de caca una de ellas

Labores que realizan:

• Carguío de ánodos hacia los carros anodero

• Carguío de scrap desde los carros anoderos hacia los
cajones.

Figura No.7: Grúa Nº 2 de moldeo


Descripción de las grúas

Es una maquina de elevación y/o transporte de cargas y se
constituye básicamente de una serie de motores eléctricos para
el funcionamiento de la pasteca carro y puente con corriente
alterna o continua (directa), sistema de frenado, caja de
transmisión, tambora de cable, cable de acero y juegos de
poleas .las cuales garantizan el trabajo realizado en cada una de
las industrias donde operan

Balanza
Son instrumentos de control con la cual se registra el peso del
grupo de ánodos que son cargados al carro anodero

Carros anoderos
Son unidades ferroviarias diseñadas exclusivamente para el
transporte de ánodos o scrap de la fundición de cobre hacia la
refinería huaymanta o de la refinería hacia la fundición

Figura No.8: Carro anodero


Figura No. 9 : Vista frontal de la sección de Moldeo


Carpuller
El carpuller es una polea accionada por un motor eléctrico, tiene
forma de botella la cual termina en una pestaña. Su operación
consiste en el enrollamiento de un cable de acero de 5/8” de
diámetro en la polea y el otro extremo engancha en el o los
carros a moverse para cargar o descargar los carros anoderos.

B. Especificaciones de Equipos

CARACTERÍSTICAS

Tabla N. 6 Especificaciones de las Grúas Nº 1 - 2.

N° DE GRÚA GRÚA 1 GRÚA 2
TIPO PUENTE PUENTE
TONELAJE PASTECA 2 tn. 4 tn.
4 hp 7.5 hp
1130 rpm 1050 rpm
230 DC 230 DC
1 hp 2 hp
8750 rpm 1050 rpm
440 DC 230 DC
0.75 hp 2 hp
875 rpm 1050 rpm
230 DC 440 DC
VOLTAJE 440 440

C. Especificaciones de Equipos

Tabla No.7: Especificaciones de Equipos Moldeo de Cobre


COMPONENTES

Componente Descripción

HORNO DE Características Tipo : Pierce Smith modificado
RETENCIÓN Nº 1 Capacidad : 90 Tn
Dimensiones : 12’ x 30’
Motor Potencia : 50 HP
Voltaje : 440V
Velocidad : 900 rpm
1
HORNO DE Características Tipo : Pierce Smith modificado
RETENCIÓN Nº 2 Capacidad : 50 Tn
Dimensiones : 9’ x 19’
motor Potencia : 50 HP
Voltaje : 440V
Velocidad : 1782 rpm
CUCHARA Bomba hidráulica Marca : Vickers
que acciona la Pistón Hidráulico: 4 “ Carrera 36"
2
cuchara para el
vaciado del cobre
Características Tipo : Cadena longitudinal
CADENA Cantidad : 24 moldes
3 Motor eléctrico Potencia : 24 hp
Voltaje : 440 V
BALANZA Características Marca : Porta Weigh
Modelo : 4300
4
Capacidad: Máximo 5000 Kg
Mínimo 20 Kg
CARPULLER Motor eléctrico Potencia : 10 hp
5 Voltaje : 440 v
WINCHA Características Presión : 60 a 65 lb.
6

QUEMADOR Quemador Marca : Hauck
7 PETRÓLEO-AIRE Presión Petróleo :
Presión Aire : 60 lb.


2.5.5 INSTRUMENTACIÓN Y CONTROL

Variables de control

Son aparatos electrónicos y neumáticos para medir diversas
variables operacionales:

• Sistema de alarma

• Control visual

• Presión de aire

• Temperatura

Filosofía de control

Sistema de alarma

Son sirenas que sirven para comunicarse con el moldeador para que
pare el moldeo de cobre por problemas en el levantamiento de los
ánodos ya sea por problema de los palanqueadores, de la wincha o
llenarse el caballete y/o poza de enfriamiento de ánodos.

Las alarmas deben estar en optimas condiciones para lo cual,
apenas se tenga problemas con alguno de ellos se debe comunicar
al personal de mantenimiento eléctrico para su reparación.

Panel de Control:

Cada horno de retención es operado directamente por el moldeador
desde un panel de control situado delante del horno desde donde se
puede observar y operar el trabajo que realiza (el horno de retención,
la cadena de moldes y la cuchara accionada por una bomba
hidráulica) en el momento que se esta realizando el moldeo del
cobre blister.

Presión de aire y petróleo para el funcionamiento del quemador

Para un buen funcionamiento del quemador es necesario el control de
la presión del aire y petróleo mediante los respectivos manómetros,


para poder controlar una buena combustión y mantener la
temperatura adecuada del cobre en el horno de retención.

Control visual

El control visual es de suma importancia en la sección de moldeo de
cobre en la cual se controla: llenado de cobre en la cuchara, llenado
de cobre en los moldes, calidad de cobre (cobre bajo, cobre alto),
calidad de llama del quemador, control de enfriamiento de los ánodos,
etc.


Figura Nº 10 Plano de Instrumentación de la Sección de Moldeo
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

A PI
110

B PETROLEO RESIDUAL
R6 90 PSI

FIT FE AIRE DE BAJA 40 PSI
C
110 CASA FUERZA
110

D

E
TI
221

F WI
220

G TE TIT TIR
220 220

H
MOLDEO COBRE

HORNO
I
POZA ENFRIAMIENTO ANODOS
DIVISION MANTENIMIENTO & TALLERES CIRCUITO DE COBRE
DISEÑADO POR: H.PIMENTEL JUN 07 MOLDEO COBRE
MANTTO.
ELECTRONICO & DIBUJADO POR: H.PIMENTEL
INSTRUMENTAL
JUN 07
PIPING & INSTRUMENT DIAGRAM
REVISADO POR: M.HUYHUA JUN 07

APROBADO POR: W.RICAPA JUN 07 SCALE: DRAWING Nº: 000-D-G-005


2.5.6 PELIGROS Y RIESGOS
Considerando que la Seguridad y Salud Ocupacional son Nº 1 en
Doe Run Perú se ha trabajado esta sección de acuerdo a los
lineamiento de la OSHAS 18001 que busca la identificación de
peligros y riesgos asociados a las tareas realizadas en planta, y de
acuerdo a sus índices y criticidad proponer medidas de corrección
con la finalidad de evitar la ocurrencia de accidentes.
Se presenta en la tabla Nº xxx la identificación de los peligros y
riesgos asociados por tarea con la identificación de la medida
respectiva de control.


Tabla No. 8: Identificación de Peligros y Riesgos Asociados a las Actividades de moldeos

FRECUENCIA
INDICE DE SEVERIDAD

VALOR ESPERADO DE PERDIDA

CRITICIDAD

FRECUENCIA DE OBSERVACION
MEDIDAS DE
CONTROL
PROPUESTAS
No TAREAS PELIGROS RIESGO ASOCIADO

(F,M,P)

1 Supervisar la Derrame de Quemaduras por derrame de 3 4 12 Alta Diario La carga o descarga
carga y cobre blister cobre blister al cargar o criticidad debe realizarse en
descarga de (líquido) descargar el horno de retención (C) forma lenta y
cobre al observando los niveles
horno de del horno.
retención
Uso de EPP
PST de la tarea
indicada
Exposición a Quemaduras por salpicaduras 3 4 12 alta Diario Verificar que la cuchara
salpicaduras al de material incandescente criticidad y moldes estén exentos
vaciar el cobre propios de la operación ( C) de humedad
a la cuchara y
Uso de EPP
moldes
PST de la tarea
indicada
2 Izar, trasladar Caída de Inadecuada operación de la 3 4 12 Alta Diario Verificar un buen


y descargar ánodos wincha (movimientos bruscos, Criticidad enganche de los
los ánodos mal enganche de los ánodos) materiales y el izaje y
(C)
causan: golpes, fracturas traslado debe ser lento
PST de la tarea
indicada
Uso del EPP
Diario
3 Levantar los Sobre esfuerzo Una mala operación del 3 4 12 Alta Siempre operar en
ánodos de al levantar o palanqueador (trabajar solo, Criticidad pareja, debe existir una
los moldes desmoldear los posición incorrecta) puede (C) buena refrigeración y
ánodos causar: dolores lumbares los moldes deben estar
en buenas condiciones
PST de la tarea
indicada
Uso del EPP
4 Sacar Proyección de Inadecuado uso de molde para 3 4 12 Alta Diario Antes de sacar la
muestras de partículas sacar muestra (molde húmedo) Criticidad muestra calentar el
cobre incandescentes producen salpicaduras: (C) molde
quemaduras
PST de la tarea
indicada
Uso del EPP
Diario
Derrame del Limpieza debajo de los moldes 3 4 12 Alta El muestreador al
cobre al al realizar el llenado: Criticidad realizar la limpieza
moldear quemaduras (C) debajo de la cuchara
debe usar los ganchos
para jalar las escarchas
PST de la tarea
indicada
Uso del EPP


Diario
5 Traslado de Caída de Un deficiente traslado de 3 4 12 Alta El traslado de
ánodos, materiales al materiales pueden causar: Criticidad materiales debe ser
ánodos realizar un golpes, contusiones fracturas (C) lento y obedeciendo las
rechazados, deficiente indicaciones del
scrap y traslado cargador
cajones de
PST de la tarea
Asarco
indicada
Uso del EPP
Diario
Enganche e Caída de Un deficiente enganche e izaje 3 4 12 Alta Realizar un correcto
izaje de los ánodos, de ánodos, ánodos Criticidad enganche e izaje de los
ánodos, ánodos rechazados, scrap y cajones de ánodos, scrap, cajones
(C)
ánodos rechazados, Asarco pueden causar: golpes, de asarco al gancho o
rechazados, scrap y cajones contusiones fracturas estrobo.
scrap y de Asarco , al
El gruero debe esperar
cajones de realizar un
las indicaciones del
Asarco deficiente
cargador para mover la
enganche e
carga
izaje
PST de la tarea
indicada
Uso del EPP


Diario
7 Limpieza de Caída de Al realizar la limpieza de la 3 4 12 Alta La limpieza se realiza
la boca del escarchas de la boca hay desprendimiento de Criticidad con ayuda del
horno de boca del horno escarchas las cuales pueden payloader, para ello se
(C)
retención al realizar la causar: golpes, fracturas tiene que vaciar el 95 %
limpieza de cobre, porque se
tiene que bajar la boca
del horno y apagar el
quemador para un
trabajo seguro.
PST de la tarea
indicada
Uso del EPP

Fuente: Elaboración Propia


2.5.7 CONTROL AMBIENTAL

Considerando que la protección del medio ambiente es tarea
fundamental de todos es necesario que en las operaciones se ponga
énfasis en el aspecto preventivo incidiendo en la identificación y el
control de la ocurrencia del impacto ambiental, la determinación de
los impactos significativos y la detección en planta de los peligros
operacionales; cuyo control minimicen y/o eviten los impactos,
asimismo se menciona el control de efluentes y el de generación y
manipulación de residuos sólidos, (la segregación de los mismos)

A. Aspecto e Impacto Ambiental

Tabla No. 9: Aspectos, Impactos y Controles Ambientales:

ASPECTOS
No IMPACTOS CONTROLES
AMBIENTALES
Generar residuos Contaminación Reciclaje a MEPSA y/o chatarra a
sólido: moldes del suelo hornos de plomo.
usados de ánodos Reducir y controlar el
1 de cobre. almacenamiento de moldes en la
(Significativo) pampa de la fundición de cobre.
ITR-FCU-CON-002
Generar efluentes: Contaminación Disminuir el consumo de agua en el
agua de del agua. enfriamiento de moldes y ánodos de
2 enfriamiento de cobre.
ánodos ITR-FCU-MCU-001
(Significativo)
Consumir petróleo Contaminación Reducir el índice de consumo.
Residual R-6 para del aire con
mantener gases de
3 temperatura del combustión
cobre.
(Significativo)
Fuente: Documentación SGA ISO 14001 Planta Fundición de Cobre


B. Peligro Ambiental

Tabla No. 10 : Peligros Ambientales, Impactos y Controles:

No. Peligro ambiental Impactos Controles
Derrame de petróleo Contaminación Parar la bomba de petróleo
e Incêndio. del aire y suelo correspondiente.

Usar extintor Tipo B.

1 Activar sistema de comunicaciones
de emergencia.

IRE-FCU-MCU-001

Colapso del horno Contaminación Inspecciones periódicas
de retención por del aire y suelo Mantenimiento adecuado y
2 fallas eléctricas o preventivo
mecánicas cuando
esta moldeando
Mala combustión del Contaminación Mayor control operativo
petróleo en el del aire Limpieza constante de cámara de
quemador creando combustión
3 problemas en los
Mantenimiento y/o cambio del
operadores y en el
quemador mas frecuente.
ambiente de trabalo

C. Manejo de Residuos Sólidos


Algunos recirculantes llegan a la sección de moldeo de cobre con
cuerpos extraños tales como:

• Bolsas y botellas de plásticas

• Papales cartones

• Maderas.

• Trozos de fierro.

La mayoría de residuos sólidos que ingresan a la sección de
moldeo son incinerados en los convertidores en operación el
resto son dispuestos en el módulo de cilindros separándolos de
acuerdo al código de colores respectivo. Posteriormente estos
residuos deben ser recolectados por el acopiador tales como
maderas, fierro, según el Procedimiento de gestión de residuos
sólidos (SOP-AA-AA-001). Y los fierros producto de las
reparaciones metálicas son dispuestos en los respectivos carros
chatarreros

El mayor porcentaje de residuos sólidos que genera la sección
de moldeo de cobre son los moldes usados los cuales se
almacenan en la patio de la fundición de cobre para su
disposición final ya sea como venta para su rehúso en MEPSA o
como chatarra para el circuito de plomo.

Tabla No. 11: Procedimiento de gestión de residuos sólidos:


D. Manejo de Efluentes

Mantener cerradas las válvulas de agua de refrigeración ni bien
se termine de moldear

Se deben mantener limpios los canales de recolección de agua
de refrigeración de los ánodos, y las canaletas de recolección de
agua de lluvia de los techos de calamina para evitar derrames y
arrastre de contaminantes

2.5.8 RESPONSABILIDADES Y FUNCIONES

A. Responsabilidades

En la planta de Fundición de Cobre sección Moldeo se labora
con los siguientes puestos de trabajo, para el normal desarrollo
de las operaciones en el Horno de Retención

• Jefes de guardia

• Sobrestante

• Moldeador

• Gruero

• Winchero

• Palanqueadotes o Desmoldeadores

• Cargadores

• Muestreador

• Bodegero

• Paylorista


Figura No. 11: Puestos de Trabajo en el Horno de Retención:

MUESTRERO
WINCHERO
PAYLORISTA

JEFE DE GUARDIA
GRUERO
BODEGUERO Y SOBRESTANTE

MOLDEADOR
CARGADORES

DESMOLDEADOR

Jefe de Guardia (supervisor)

Dirigir, distribuir y controlar, al personal a su cargo en la
asignación de tareas programadas durante la guardia
impartiendo instrucciones verbales

Asegurar el cumplimiento de las metas de producción y
productividad cumpliendo con las políticas de seguridad, higiene
y medio ambiente establecidas en la empresa.


Sobrestante

Distribuir y controlar, al personal a su cargo en la asignación de
tareas programadas durante la guardia impartiendo instrucciones
verbales

Asegurar el cumplimiento de las metas de producción y
productividad cumpliendo con las políticas de seguridad, higiene
y medio ambiente establecidas en la empresa.

Moldeador

Es la persona encargada de realizar la operación los equipos
que conforman la sección de moldeo desde la cabina cumpliendo
las políticas de seguridad, higiene y medio ambiente establecidas
en la empresa

Gruero

Es el encargado de realizar el movimiento de los materiales
sólidos en la sección de moldeo en coordinación con el jefe de
guardia o sobrestante cumpliendo las políticas de seguridad,
higiene, y medio ambiente establecidos por la empresa.

Winchero

Es el encargado del traslado de los ánodos del caballete hacia la
poza de enfriamiento en coordinación con los palanqueadores
cumpliendo las políticas de seguridad, higiene, y medio ambiente
establecidos por la empresa.

Palanqueador o Desmoldeador

Son los encargados de realizar el desmoldeo de los ánodos en
los moldes en coordinación con el moldeador cumpliendo las
políticas de seguridad, higiene, y medio ambiente establecidos
por la empresa.


Cargadores de Anodos y Scrap

Son los encargados de realizar la limpieza de rebarbas, el
agrupamiento y distribución de 7 ánodos cada grupo en
coordinación con el winchero cumpliendo las políticas de
seguridad, higiene, y medio ambiente establecidos por la
empresa.

Muestreador

Es la persona encargada de tomar las muestras de cada lote de
cobre que se produce para el análisis químico respectivo en
coordinación con el moldeador cumpliendo las políticas de
seguridad, higiene, y medio ambiente establecidos por la
empresa.

Bodeguero

Es el encargado de preparar la cuchara, mantener las
herramientas necesarias, limpiar la escoria de cobre en
coordinación con el jefe de guardia y el squimer que obtuvo
cobre cumpliendo las políticas de seguridad, higiene, y medio
ambiente establecidos por la empresa.

Paylorista

El operador del cargador frontal o paylorista en el encargado de
mantener limpia y ordenada la boca del horno de retención y el
piso de la sección de moldeo en coordinación con el jefe de
guardia, cumpliendo las políticas de seguridad, higiene, y medio
ambiente establecidos por la empresa.


B. Funciones por Actividad

Jefe de Guardia (supervisor)

Verificar la cantidad de cobre dejada por la guardia anterior
según reporte de la guardia saliente

Antes de comenzar las actividades dará inicio a la reunión de
control de riesgos con los trabajadores que asisten de acuerdo al
horario de trabajo.

Cumplir y hacer cumplir las políticas de seguridad, higiene y
medio ambiente establecidos por la Empresa.

El jefe de guardia es el encargado de planificar, organizar y
coordinar con el sobrestante los trabajos que se van a llevarse a
cabo durante toda la guardia para cumplir con la producción
programada de cobre metálico de buena calidad.

Sobrestante

Verificar la cantidad de cobre dejada por la guardia anterior y el
estado de todos los equipos de la sección

Antes de comenzar las actividades dará inicio a la reunión de
control de riesgos con los trabajadores que asisten de acuerdo al
horario de trabajo.

Cumplir y hacer cumplir las políticas de seguridad, higiene y
medio ambiente establecidos por la Empresa.

El sobrestante es el encargado de organizar y coordinar con losl
trabajadores los trabajos que se van a llevarse a cabo durante
toda la guardia para cumplir con la producción programada

Moldeador

Antes de comenzar con las labores cotidianas reciben y
participan en la reunión inicial de control de riesgos (R.I.C.R.).

Cumplir estrictamente los PST establecidos para esta tarea,
hacer uso del EPP respectivo: mameluco, casco, protectores


auditivos, zapatos de seguridad, respirador, full face, capucha,
faja ortopédica guantes

La función del moldeador es verificar el estado en que se
encuentran los equipos que va ha operar tales como: horno de
retención, cadena de moldes, cuchara. Luego de verificar e
inspeccionar procede a moldear el cobre para lo cual vacea el
cobre del horno en forma de un chorro uniforme hacia la cuchara
y de aquí hacia los moldes.

También es su responsabilidad mantener la boca de colada
abierta y limpia al igual que la cuchara, esto con la finalidad de
evitar derrames.

Al culminar sus actividades deben dejar su área de trabajo limpio
y ordenado.

Gruero


realizar el check list antes de ponerlo en operación, hacer uso del
EPP respectivo: mameluco, casco, protectores auditivos, zapatos
de seguridad, respirador, full face, capucha.

El gruero es una persona capacitada y autorizada para la
manipulación de la grúa puente ,y es el responsable de realizar
el movimiento de materiales de carga y descarga de ánodos,
scarp, cajones de asarco para cumplir con las metas de
producción.

Winchero


realizar el check list antes de ponerlo en operación, hacer uso del


EPP respectivo: mameluco, casco, protectores auditivos, zapatos
de seguridad, respirador, full face, capucha.

El winchero es el encargado de operar la wincha para el
movimiento y traslado de los ánodos del caballete hacia la poza
de enfriamiento, dicha wincha trabaja con presión de aire a 60 lb,

y ordenado.

Figura Nº 12 : Operación del winchero


Palanqueadores o Desmoldeadores

participan en la reunión inicial de control de riesgos (R.I.C.Rl).

auditivos, zapatos de seguridad, respirador, full face, capucha.

Los palanqueadores son los encargados de remover los ánodos
de los moldes haciendo uso de unas barretillas especiales tipo
uña de cabra, esta labor la realizan dos personas uno empieza a
remover de las orejas de ánodos y el otro apoya del costado del
mismo ánodo hasta lograr removerlo totalmente para luego
colocar un tubo y mantenerlo levantado del molde para poder
descargarlo en el caballete que se encuentra al final de la
cadena

y ordenado.

Figura Nº 13 : Operación de los palanqueadores


Cargadores de Anodos y Scrap


faja ortopédica guantes y ropa de cuero completa

Los cargadores son los encargados de agrupar los ánodos en
grupos de 7, realizar la limpieza de los ánodos tales como
rebarbas producto del rebose del cobre al realizar el moldeo
respectivo, esta labor se ejecuta con ayuda de barretas punta
hacha

y ordenado.

Muestreador



El muestreador es el encargado de sacar las 3 muestras de cada
lote de cobre producido y llevados al laboratorio para ser
analizados, también es su responsabilidad apoyar al moldeador
en el rellenado de las orejas del molde cuando se inicia el trabajo
porque los moldes están fríos y no corre el cobre en toda la
superficie del molde esto con ayuda de un gancho, luego realiza
de la limpieza del cobre derramado producto del propio sistema


de moldear los ánodos en la rampa inclinada debajo de la
cadena de moldes

y ordenado.

Bodeguero



Es función del bodeguero proporcionar y mantener en buen
estado las herramientas que se utilizan en las diferentes
actividades. Además de prepara la cuchara con ladrillos y arcilla
para ser usadas cada vez que sea necesaria, también es su
responsabilidad limpiar la escoria de cobre en la taza cada vez
que un convertidor produce cobre, esta tarea lo realiza con
ayuda de un azadón con un mango largo

Al culminar sus actividades debe dejar su área de trabajo limpio y
ordenado


2.5.9 PROBLEMAS FRECUENTES

Los problemas operativos frecuentes son identificados de acuerdo a
su causa, se proponen medidas preventivas y correctivas
mencionando los ejecutores o responsables de efectuar estas
medidas. Ver tabla Nº 14

Tabla No.13: Problemas frecuentes en el Horno de Retención:

IDENTIFICACION DEL
No. SOLUCIONES
PROBLEMA
Calidad del cobre blister Medidas preventivas:
transferido Transferir cobre de buena calidad para evitar
Cobre alto debe ser retrasos en la producción
arreglado con mata fría o Ejecutor: Jefe de guardia de convertidoras,
mata caliente según sea el squimer
caso
1 Medidas correctivas:
Cobre bajo se debe soplar
Informar al jefe de guardia de convertidoras la
con aire con ayuda de un
calidad de cobre transferido para tomar las
tubo de 1 pulgada de
alternativas de solución
diámetro, el tiempo esta
en función de la calidad. Ejecutor: El jefe de guardia, sobrestante

y moldeador.
2 Quemador en malas Medidas preventivas:
condiciones Verificar el buen estado del quemador para
mantener el cobre a una temperatura
adecuada de 1150 º C

Ejecutor : Mantenimiento constante y
preventivo


Medidas correctivas:

Inspeccionar en forma constante el
funcionamiento del quemador

Verificar adecuada presión de petróleo y aire

Ejecutor: sobrestante moldeador y personal
de mantenimiento.
Fallas constantes en los Medidas preventivas:
sistemas de transmisión Mantener un cronograma de mantenimiento
en los equipos empleados en la sección de moldeo de parte del personal
de mantenimiento mecánico y eléctrico
en la sección de moldeo
3 Ejecutor: Personal de mantenimiento.

Medidas correctivas:

Cumplir con los mantenimientos preventivos y
correctivos

Ejecutor: Jefe de guardia de mantenimiento

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