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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO FACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA, MINAS Y METALURGICA CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA DEPARTAMENTO ACADEMICO DE METALURGIA

ASIGNATURA: FORMULACION DE PROYECTOS METALURGICOS SEMESTRE ACADEMICO: VIII NOMBRE DEL PROYECTO: PERFIL DE PROYECTO SOBRE LA INSTALACION DE UNA PLANTA DE FABRICACION DE LADRILLOS REFRACTARIOS AUTOR : SUNI COLLQUE VICTOR Raúl CODIGO: 120154

FECHA: 25 DE NOVIEMBRE -2015 LUGAR: CUSCO-PERU

CAPITULO I ANTECEDENTES GENERALES 1.1 INTRODUCCION: 1.2 UBICACIÓN: Se realizara en el distrito de San Jerónimo a una altitud que varía desde los 3,220 m.s.n.m.

Fuente: Socios para un Nuevo Milenio 3C – Plan Integral de Desarrollo Distrital de San Jerónimo – Centro Guamán Poma de Ayala 2002

1.3 EJECUTOR DEL PROYECTO: • Suni Ccollque Víctor Raúl 1.4 ANTECEDENTES: 1.5 OBJETIVOS DEL PROYECTO: • Instalar una pequeña planta de fabricación del ladrillo refractario con una mínima contaminación ambiental.

CAPITULO II CARACTERISTICAS FISICO AMBIENTALES: 2.1 CONDICIONES CLIMATICAS: • templado en las zonas bajas del valle • frías en las zonas altas 2.2 TEMPERATURA: La temperatura promedio anual fluctúa entre los 10.3°C y los 13°C • Estaciones de verano y primavera: temperatura elevada • Estaciones de otoño e invierno :temperatura baja 2.3 HUMEDAD ATMOSFÉRICA: Los valores medios de humedad oscilan entre 62 y 78%. 2.4 PRECIPITACIONES PLUVIALES: Altas precipitaciones: de setiembre a abril Ausencia de precipitaciones: de abril a septiembre

CAPITULO III RECURSOS DISPONIBLES 3.1 SUELOS: La superficie territorial es ocupada por áreas como: industriales, comerciales, agrícolas y patrimoniales. 3.2 HIDRICOS: Está condicionado por :las precipitaciones pluvialesy las aguas subterráneas que afloran como manantiales. 3.3 HUMANOS: 3.4 SERVICIOS PÚBLICOS SALUD:El distrito cuenta con la Clínica Panamericana y el centro de salud que trabaja bajo la modalidad de CLAS (Comité Local de Administración de Salud), este centro incluye: Centro de salud de Oropesa,Caycay, Conchacalla, Saylla y Lucre. El distrito cuenta con dos tipos de servicio: agua potable y de consumo. Agua potable: 24 horas al día, así tenemos: Urb. Larapa y Miraflores, abastecidas por Seda Cusco. 21 El centro penitenciario de Qenqoro, abastecido por la captación de aguas subterráneas. El centro poblado de San Jerónimo especialmente la margen izquierda, se abastece de aguas subterráneas provenientes de la galería filtrante de Marashuaycco. Agua de consumo: Se obtiene mediante captación, reservorios, línea de conducción, línea de distribución, conexiones domiciliarias y piletas públicas. Servicio de Desagüe: Cuenta con sistemas de alcantarillado, redes de desague y con una planta de tratamiento de aguas servidas cuyos vertidos son efectuados al río Huatanay. Servicio eléctrico: La energía eléctrica está a cargo de la empresa EGEMSA

CAPITULO IV ACTIVIDADES ECONOMICAS: 4.1 AGRICULTURA: los principales productos cultivados son: maíz blanco y amarillo, cebada forraje, papa, trigo, arbejas, cebada grano, haba, zanahoria, quinua, alfalfa, olluco, oca, mashua, repollo. 4.2 INDUSTRIA: En el distrito se hallan los fabricantes de tejas y ladrillos, los cuales serán nuestras principales competencias En la comunidad de Huaccoto se desarrolla la extracción de piedra que es procesada de forma artesanal en lajas, losetas, adoquines y tallados. 4.3. TRANSPORTE: VÍAS URBANAS LONGITUDINALES: son los siguientes: 1. Av. de la Cultura. 2. Av. Manco Ccápac. 3. Pista asfaltada Cusco – Urcos. VÍAS URBANAS TRANSVERSALES: Las avenidas de la Urb. Larapa y las vías que conducen al mercado Vinocanchón. 4.5 COMUNICACIONES:Se cuenta con: Sistema de telefonía móvil y fija,de telefonía pública, satelitales,acceso a Internet, televisión y TV Cable.

CAPITULO V ESTUDIO DE MERCADO 5.1 DEFINICION DEL PRODUCTO: EL LADRILLO REFRACTARIO Es un tipo de material cerámico que posee una serie de características especiales, lo que permite hacer un gran uso de éste dentro de instalaciones industriales o en trabajos de estufas domésticas donde las caras de estos ladrillos son lisas. Esta peculiar característica disminuye la adherencia con el mortero , logrando la resistencia a altas temperaturas y la abrasión. Por sus buenas propiedades térmicas este material es considerablemente costoso. Estos son excelentes contenedores de calor, es decir, mantienen el calor al que son expuestos durante sus diferentes usos. La sílice tiene tres especies cristalinas: cuarzo, tridimita y cristobalita, que son estables a distintas temperaturas y que se pueden transformar unas en otras, en determinadas condiciones, con cambios importantes de volumen. Por tanto, según la temperatura de aplicación, parece ser que interesa que el ladrillo refractario de sílice esté transformado a la especie estable a esa temperatura. Por ejemplo, los materiales para las baterías de hornos de coque, con temperaturas entre 870° y 1.470°, se encuentran en el campo de estabilidad de la tridimita. Y en los hornos de acero, con muy altas temperaturas, interesa la presencia de la cristobalita. USOS Para recubrir hornos destinados para la fundición de acero, el tipo de ladrillo empleado es el de dióxido de silicio, en algunos casos cuando los ladrillos comienzan a licuarse estos trabajan con temperaturas superiores 1650 °C.

5.2 CARACTERISTICAS DEL MERCADO: El área geográfica del mercado será en la ciudad del cusco y en todo el Perú. 5.3 ANALISIS DE LA OFERTA PRODUCCION A NIVEL REGIONAL DEL LADRILLO Dentro de la región Cusco las empresas producen ladrillo refractario en muy poca cantidad, los cuales son las siguientes empresas. • Ladrillera Mecanizada Sarita Colonia SCRL. • La Muralla SCRL. • Ladrillos Mecanizados Santa Bárbara SRL. • San Antonio de Padua EIRL. • Fábrica de Ladrillos y Tejas MAC EIRL. • Ladrillos y Tejas Sorama Auccaylle SAC. (LATESA SAC)

PRODUCCION A NIVEL NACIONAL DEL LADRILLO A nivel nacional se estima que hay varias empresas que producen ladrillo refractario de los cuales son las siguientes: • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Ladrilleras Unidas - 3er. Piso, Arequipa Pretensados Pedregal - Mz. W Lt. 7 El Pedregal, Arequipa Ladrillera El Diamante S.A.C. - Km. 4, Arequipa Ladrillera Choque E.I.R.L. - Km. 1 s/n Characato, Arequipa Electro Ceramica Chimbote - El Cercado, Lima Refractarios Peruanos S.A. - Carmen De La Legua, Callao Refractarios Arnabri S.A.C. - Villa El Salvador, Lima Refractarios Arnabri S.A.C. - Ate Vitarte, Lima Ladrillos Fortaleza - Chiclayo, Lambayeque Ladrillos Fortaleza - Lurigancho, Lima Ladrillos Lark - Puente Piedra, Lima Maxx Ladrillos & Bloquetas - Mz. 4 Lt. 2, Tacna Ladrillos Sagitario - Jesús María, Lima Ladrillos Sagitario - Lurigancho, Lima Fabrirex Sac - Ancón, Lima La Libertad Distribuidora Arroyo - Sto. Dominguito, La Libertad Ladrillos Peruanos S.A.C - Chiclayo, Lambayeque Ladrillos Ital Perú - La victoria, Lambayeque Ital Perú Ladrillos - Lurigancho Chosica, Lima Ladrillos Pirámide - Carabayllo, Lima Ladrillera Inca - Lurigancho, Lima Ladrilleras Unidas - 8, Moquegua Ladrilleras Unidas - Puno, Puno Ladrilleras Unidas - Juliaca, Puno

Canales de comercialización A. Venta Indirecta Se basa en la existencia de una red de distribuidores. B. Venta Directa Los productores venden sus productos a los clientes finales. Los clientes finales que están conformados por: constructoras, municipios, banco de materiales, personas particulares, instituciones públicas e instituciones privadas; que adquieren los productos a través de los intermediarios o a través de los productores. PRECIOS DE MERCADO: El precio de los ladrillos refractarios a nivel nacional son los siguientes: Ladrillo Refractario 1 1/4“ S/. 5 C/U Ladrillo refractario 3/4" S/. 3.70 C/U Ladrillo refractario 1" S/. 4.10 C/U Ladrillo refractario 1 1/4" sS/. 5 C/U

5.4 ANALISIS DE LA DEMANDA: La demanda del ladrillo refractario tiende a crecer cada vez más por la gran necesidad de las empresas siderúrgicas , incremento de hornos que utilizan el ladrillo refractario para su construcción. Hoy en día la industria del acero gasta más dinero en ladrillos refractarios de sílice que en ningún otro refractario. En estos momentos, se continúan empleando ladrillos de sílice en los hornos Siemens, para las bóvedas, horno superior e inferior, en los hornos eléctricos de arco, principalmente bóvedas, en las baterías de coque, tanques de vidrio, hornos de cobre, etc. Y no olvidemos a las baterías de hornos de coque, en los que gracias a la rigidez en caliente de la sílice, se ha podido aumentar la temperatura y el rendimiento de estas instalaciones, así como disminuir el consumo calorífico. La utilización de ladrillos refractarios de sílice en los hornos de coque se impuso ya hace años por las ventajas de una mayor resistencia a los ataques químicos de las sales que acompañan a las hullas, una conductibilidad más elevada y posibilidad de un calentamiento más enérgico.

5.7 ANALISIS DE LA COMERCIALIZACION: La comercialización de nuestro ladrillo refractario se realizara primero con la publicidad en todo Cusco, con un precio del 5% menor al precio de mercado, las ventas se realizaran directa e indirectamente. Las principales siderúrgicas a las que se ofrecerá el producto son: EMPRESAS siderúrgicas

14

Compañía de Minas Buenaventura S.A.A.

Nº

15

Hipermercados Tottus S.A.

16

Shougang Hierro Perú S.A.A. Edelnor S.A.A.

Empresas

1

Petróleos del Perú S.A. - PETROPERU S.A.

17

2

Refinería la Pampilla S.A.A.

18

Luz del Sur S.A.A.

3

Southern Perú Copper Corporation, Sucursal del Perú Telefónica Móviles S.A.

19

Corporación Aceros Arequipa S.A.

20

San Fernando S.A.

21

Corporación Lindley S.A.

22

Minsur S.A.

23

Volcán Compañía Minera S.A.A.

24

Unión Andina de Cementos S.A.A. (Antes Cementos Lima S.A.A.) Empresa Siderúrgica del Perú S.A.A. - SIDERPERU

4 5

Sociedad Minera Cerro Verde S.A.A.

6

Telefónica del Perú S.A.A.

7

Alicorp S.A.A.

8

Perú LNG S.R.L.

9

Unión de Cervecerías Peruanas Backus y Johnston S.A.A. Ferreyros S.A.A.

10

25

11

Supermercados Peruanos S.A.

26

Compañía Minera Milpo S.A.A.

12

Gloria S.A.

27

Enersur S.A.

13

Saga Falabella S.A.

28

Pluspetrol Lote 56 S.A.

Fuente: Superintendencia del Mercado de Valores (SMV).

CAPITULO VI TAMAÑO Y LOCALIZACION 6.1 TAMAÑO La capacidad instalada de la planta será 8000 a 10000 ladrillos refractarios por mes, con 2 quemas por mes. 6.2 LOCALIZACION La planta ladrillera estará localizada en el distrito de San Jerónimo, provincia de Cusco, región Cusco con una área de 100m2

CAPITULO VII INGENIERIA DEL PROYECTO: 7.1 TIPO DE BIEN O SERVICIO A PRODUCIR: MATERIA PRIMA E INSUMOS: ARCILLA BLANCA La materia prima primordial en la elaboración de ladrillos refractarios es la arcilla blanca lo cual sera el caolín que es un silicato de aluminio hidratado, producto de la descomposición de rocas feldespáticas. El término caolín se refiere a arcillas en las que predomina el mineral caolinita; su peso específico es de 2.6; su dureza es 2; color blanco, puede tener diversos colores debido a las impurezas; brillo generalmente terroso mate; es higroscópico (absorbe agua); su plasticidad es de baja a moderada. En Cusco, tanto en la zona de fabricación de tejas como en las de ladrillos, las canteras de arcilla blanca no se encuentran cerca de los hornos por lo que los costos de flete son inexistentes o mínimos. La arcilla blanca está ubicada en las comunidades de: Sucso Aucaylle, Picol (anexo Acaman) y Pillao Matao. Se estima que las reservas son de 100,000 TM.

ARENA La arena requerida es arena con gran contenido de cuarzo será traída desde lugares alejados, de esta arena se escogerá el mineral cuarzo o cuarcitas que tengan condiciones adecuadas: suficiente pureza, poca porosidad, resistencia mecánica después de la cocción y en relación con la composición química y sobre todo , esto se transformara a las formas de alta temperatura como son la tridimita y cristobalita en el menor tiempo de cocción. AGUA

El agua será comprada y abastecida mediante un camión cisternas. En nuestro proyecto el agua se extraerá del río a cuyas orillas se encuentra el poblado. La cantidad de agua requerida para un mes sera de 10 cilindros lo cual tiene un costo de agua 2.5 s/cilindro COMBUSTIBLE: RAMAS DE EUCALIPTO: Es el único material utilizado para la cocción de las ladrillos, probablemente debido al escaso espesor de estas que requiere menor cantidad de energía para el cocido. LEÑA DE EUCALIPTO: Se utiliza para iniciar el fuego y encender las briquetas de carbón. CARBON: lo cual hace que la temperatura se eleve de manera rápida.

BALANCE DE MATERIA PRIMA MATERIA PRIMA • cuarzo • cal

• arcilla blanca • TOTAL

Cantidad requerida

Porcentaje%

2,500Kg 150.00kg

49.00

2,500kg 5150 kg

49.00

2.00

100.00

PRODUCTO FINAL A OBTENER: El producto que se obtendrá será el ladrillo refractario lo cual sera ideal para diferentes aplicaciones que se requieren en la industria siderúrgica que requieren altas temperaturas ,con un color blanco, con un peso de 1.9 kg aproximadamente, cuyo rendimiento será 42unidades/m2, el uso de este material será en chimeneas y como aplicación tenemos los siguientes: construcciones industriales y caseras. Para paredes y enchapes, así como revestimiento interno con el fin de soportar altas temperaturas, además de generar, transmitir y almacenar calor dentro de una habitación.

7.2 PROCESO PRODUCTIVO: Lo primero que se realizara es obtener la arcilla blanca de Sucso Aucaylle, Picol (anexo Acaman) y Pillao Matao , a la misma vez conseguir arena con gran contenido de cuarzo, lo cual se trasladara al lugar de la planta donde pasara a la etapa de tamizado. TAMIZADO: La materia prima será tamizada debido principalmente a que el material llegara sin ningún control granulométrico. ALIMENTACIÓN: Después del tamizado se alimentara a un cajón alimentador donde se mesclara cuarzo y arcilla blanca sin el agua. TRITURACION: El material proveniente del cajón alimentador será triturado hasta un tamaño adecuado para pasar a la etapa de molienda. MOLIENDA: Es la etapa donde la materia prima estará finamente molida para luego ser mesclado. MEZCLADO: El mezclado será efectuado en una mescladora de arcilla, en donde será mezclada la arcilla blanca , cuarzo y agua. Después de esta etapa la materia prima caerá directamente a una extrusora que se encarga del proceso de moldeado del ladrillo a base de presión mecánica. MOLDEADO: El material mezclado es moldeado en moldes metálicos dependiendo del tamaño, forma y uso del ladrillo. SECADO: Una vez moldeados los ladrillos serán secados al aire libre. Seran colocados uno al lado del otro sobre mantas de plástico para que sequen al medio ambiente aprovechando las condiciones climáticas. Si en caso en que llovería, los moldes se cubren con mantas de plástico para protegerlos de la lluvia. COCCIÓN U HORNEADO: El horno utilizado será de geometría cuadrada , en la cual la cocción será hasta una temperatura de 1750°C para transformar el cuarzo a tridimita y cristobalita.

7.3 TECNOLOGIA: El 99% de los equipos son hechos en la ciudad del Cusco tenemos los siguientes: Picos, palas, carretillas Escavadoras Extrusoras - Moldes

-

triturador de arcilla. molino de arcilla. Criba. molino de bolas. mezclador. horno cuadrado. Cajón alimentador

HORNOS Los hornos serán hechos de ladrillos y arcilla sin recubrimiento, de formas cuadrados, de tiro natural y semiabiertos a la atmósfera. La capacidad sera de 4000 ladrillos por quema(2 quemas por mes) El tipo de horno será de cuadrada; la cantidad de productos por quema varía en función a las características del producto.

7.4 CARACTERISTICAS DE INSTALACIONES, MAQUINARIAS Y EQUIPOS: PRINCIP ALES: Capacidad EQUIPOS Nombre del Equipo Costo Aproximado ($) • • • • •

Instalación del horno Molino de bolas Trituradora de impacto Criba vibratoria Máquina de reprensado

4000 unid/quema 1,50 kg / hr 15 Hp, 3,500 kg/hr 1,500 kg/hr De 3,000 kg/hr a 5,000 kg/hr

4,000 2,000 7,500 5,000 4,000

TOTAL

EQUIPO AUXILIAR Y ACCESORIOS DE Nombre de equipo o accesorio auxiliar Capacidad APOYO • Filtro de agua

22,500

Costo Aproximado ($) 700

• Moldes especiales

100

• Equipo menor (carretillas, palas, etc.) • Cómputo • Mobiliario y equipo de oficina Montacargas para el producto terminado

50 Lote Lote

2,000 3,500 2,000

• Extinguidores

4,000

• Alquiler de otros equipos

5,000 TOTAL

20,350

INSUMOS Y MATERIA PRIMA • combustible • cuarzo • cal • arcilla blanca • agua • Luz electrica

Cantidad requerida

Costo Aproximado ($) 650

22,000kg o 50m3 25,000kg 150.00

70 50

2,500 kg 10 cilindros

80 10

20 TOTAL

880.00

7.5 DISTRIBUCION DE PLANTA:

FUENTE: Elaboración propia

CAPITULO XIV BIBLIOGRAFIA LIBROS UTILIZADOS: SECRETARIA DE COMERCIO Y FOMENTO INDUSTRIAL (1976). Norma Mexicana NMX-C006-1976 . Ladrillos Bloques Cerámicos de Barro, Arcilla y /o Similares. México. 11 pp. • HORNBOSTEL C (2000). Materiales para Construcción (tipos, usos y aplicaciones). Ed. LIMUSA. Méx. • Enrique Navarro, J.E., Amorás, J.L. (1985). Tecnología cerámica. Vol. l. Introducción a la tecnología cerámica. Materias primas cerámicas. Instituto de Química Técnica. Univ. de Valencia. 155 pp. • Municipalidad Distrital de San Jerónimo – Sub Gerencia de Gestión del Territorio e Infraestructura, Plan Urbano Ambiental San Jerónimo 2006 –2011, Cusco Perú 2006. • Manuel Casado Piñeiro – PRAL, Procesos de Producción más Limpia en Ladrilleras de Arequipa y Cusco – Diagnóstico Situacional, Lima Perú 2005. • Dirección Regional de Producción – Dirección de Industria, Diagnóstico del Sector Ladrillera y Tejera del Distrito de San Jerónimo, Cusco Perú 2005. • Jean Paul Sallenave, La Gerencia Integral, Grupo Editorial Norma, Bogotá Colombia 1994. PAGINAS WEB. • http://www.ehu.eus/sem/seminario_pdf/SEMINARIO_SEM_2_031.pdf • http://www.redladrilleras.net/documentos_galeria/disgnostico%20socio%20economico %20cusco.pdf • https://es.wikipedia.org/wiki/Ladrillo_refractario • http://www.buenastareas.com/ensayos/Propiedades-Usos-y-Aplicaciones-De-Los/691654.html • http://www.planetaperu.pe/arequipa/ladrillos+refractarios •