SOBRE EL CONTROL DE LAS MATERIAS PRIMAS EN CERÁMICA
D. PAETSCH
77/3/0074A RESUMEN
Se presenta un programa cuya meta es uniformizar y controlar las materias primas desde su producción hasta su uso en la fabricación. Se elaboran los puntos de contacto entre el productor de la materia prima y su consumidor.
SUMMARY
A program is presented whose objective is to uniform and control raw materials from its production up to its use in manufacturing. Points of contacts between the raw material producer and consumer are elaborated.
RESUME
On présente un programme dont le but est d ' uniformer et de contrôler les matières primes depuis leur production jusque ' à leur usage dans la fabrication. On élabore les points de contact entre le producteur de la matière prime et son consommateur.
ZUSAMMENFASSUNG
Es wird ein auf die Einheitlichung und Kontrolle der Rohstoffe -von deren Erzeugung bis zur Anwendung bei der Herstellung- gezieltes Programm vorgestellt. Die Kontaktpunkte zwischen Rohstoffliersteller und Verbraucher werden Erläutert.
INTRODUCCIÓN
Bien considerado, hay solamente dos posibilidades de control de una fabricación (1) cambiar continuamente los parámetros de procesos según los análisis frecuentes y sucesivos de la materia prima, o (2) uniformizar la materia prima de manera tal que el control de procesos puede limitarse a ajustar eventual y suavemente los niveles de los parámetros hacia la calidad mejor del producto.
La alternativa (2) no la podemos apHcar en la cerámica: Las unidades y los procesos de producción tienen demasiada inercia, los análisis son muy caros y un modelo que describe la influencia de las variaciones dé la materia prima en la calidad del producto, en el idioma de los parámetros de los procesos - este modelo no existe.
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Nos queda entonces la alternativa (2), o sea uniformizar las materias primas hasta el grado tal que la variación restante no influya mayormente en la cahdad del producto.
Uniformizar y controlar una materia prima es por lo menos en el caso aqui tratado - absoluta
mente idéntico. El programa presentado con la meta de controlar las materias primas tiene su fundamento en dos experiencias simples: (1 ) Uniformidad de una materia prima cuesta trabajo y por lo tanto dinero:
Uniformizar una materia prima a fin de obtener un material con una variación deseada y constante, esto es un proceso de refinación que cuesta. Por lo tanto, la fábrica que insiste en una materia
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prima con tal tratamiento, debe saber que utilidad acarrea su uso en la producción. Esta utilidad es compleja y se manifiesta en: (a) la racionalización de todo el control de proceso de producción economizando material, equipo personal y de medición t (b) la reducción de las pérdidas en las diferentes fases de producción. (2) La uniformidad de una materia prima es más importante que su pureza:
La calidad de un caolín no está sucifiente-mente definida por la indicación de que contiene 95 por ciento de caolinita y 5 por ciento de cuarzo. Es tan incompleta esta definición como identificar a un hombre con solamente su nombre. El del caolín es el valor que caracteriza el margen dentro del cual se pretende mantener su pureza. Mientras la falta de pureza puede compensarse variando la fórmula de la pasta una vez, variaciones sorprendentes producen pérdidas perturbadoras con consecuencias no previsibles.
La figura 1 resume el programa de control de las materias primas en la cerámica. Los apartados siguientes tienen el número correspondiente a los pasos del esquema. En primer lugar se explicarán desde el punto de vista general. En segundo lugar se darán detalles describiendo un ejemplo. Dicho ejemplo trata el control de una arcilla que se consuma en cantidades entre 800 a 1000 toneladas mensuales en una fabricación de cerámica fina.
Parece que todo lo que se va explicando se refiere a materias primas naturales, exclusivamente. No es así. El mismo sistema debidamente interpretado se apHca también para cualquier otra materia prima, por ejemplo, para fritas, colorantes y siHca-to de sodio utilizado como defloculante.
1. PROPIEDADES A CONTROLAR
Las propiedades funcionales dependen de las fundamentales cuya naturaleza es compleja y cuya determinación es difícil. Propiedades fundamentales son por ejemplo: la composición mineral, la distribución granulométrica, la cristalinidad de un mineral, la superficie específica, etc.
Todas estas propiedades se pueden medir y determinar con gastos más o menos sensibles y los valores determinados tienen una significancia más o menos grande en cuanto a la meta perseguida, a saber: el control de la materia prima. Por lo tanto, se estudiará con ,qué propiedades se pueden caracterizar desviaciones de la materia prima que influirían directamente o por medio de variaciones de productos intermedios, en la calidad del producto.
1.2. Ejemplo
El producto del cual la arcilla a controlar es uno de los'componentes, tiene que mantener la absorción de agua dentro de un intervalo muy estrecho. Además influye el color de la pasta en el color de la pieza terminada cuya constancia se garantiza. La propiedad más critica de los productos intermedios es la viscosidad y tixotropía de la pasta molida.
De ello se concluye que se debe mantener un control sobre: la reactividad de la arcilla con los demás componentes, sus propiedades reológicas en contacto con los defloculantes y el color que produce al reaccionar con los demás componentes.
Se estudian las posibihdades de caracterizar tanto la reactividad de la arcilla, como las propiedades reológicas y el color resultante de la cocción con otros componentes.
1.1. General 1.1.1. Las propiedades de una materia prima.
2. CARACTERÍSTICAS MEDIBLES Y FUNCIONALES.
No se pueden equiparar con las propiedades del producto o semiproductos que se fabrican con dicha materia prima. Un feldespato no se rechazará porque el botón fundido cambie, de un lote a otro de un color blanco a crema. La cantidad elevada de óxidos colorantes que producen el matiz crema no influirán en el matiz de la porcelana si la mayoría de la suma de los óxidos colorantes que perjudican el color de ella, se introduce por la arcilla plástica.
Mitchell distingue entre propiedades fundamentales y funcionales y define estas como características importantes de un control directo y práctico que implica tomar decisiones correspondientes a la desviación medida de dicha característica. Propiedades funcionales son por ejemplo: el módulo de ruptura de una arcilla, el color de un caolín cocido, el residuo sobre una malla de un cuarzo molido, la basicidad de un defloculante, etc.
2.1. General
Según Karsch, las características que sirven para medir las variaciones de una materia prima, e igualmente para controlarla mediante los valores medidos, deben cumplir las siguientes condiciones: (1) Si la característica es constante, ello debe indi
car que las demás propiedades del material son constantes igualmente.
(2) El método de medición debe ser rápido, económico y con la precisión deseada.
(3) Las desviaciones de la característica deben indicar que medidas deben tomarse para corregir la materia prima cualitativamente.
Si con una característica no se cumple la exigencia (1 ) hay que escoger dos o tres a fin de que el conjunto indique cuando la materia prima puede aceptarse en la producción sin dificultades.
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COMIENZO
ï escoger las propiedades
a controlar
I escoger características medibles y funcionales
estimar las variaciones
en el yacimiento
I estimar las tolerancias
de los procesos
SL i definir las caracteristicas a controlar y fijar el valor
medio con su variación tolerada a mantener
correcciones
>
© 1 extraer
seleccionar mezclar
controles y
ensayos
utilizar e I material en producción
s_ elaborar el plan de control y las normas de extracción, selección, mezclado y acep-tocion de la materia prima
T ©
SI
no
V F I N
Fig. 1 : Programa de control de las materias primas
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En el caso (3), se instala un circuito de control comparando la calidad real con la calidad prescrita y ajustando la calidad real proporcionalmente a la desviación medida.
2.2. Ejemplo
La tabla siguiente muestra la forma como se puede controlar la calidad de la arcilla.
Propiedades a controlar
Reactividad
Colabilidad
Color
por las características
contenido de K2O (pérdida por calcinación) consumo de silicato (en el mínimo de la curva de deflocula-ción) contenido de óxido de hierro
Estas características se miden rápida y económicamente con la precisión necesaria. Además desempeñan un papel funcional en el sistema de control.
La pérdida por calcinación junto con el porcentaje de K2O informa sobre cambios de la relación entre los minerales ilita, cuarzo y caolinita, que son los componentes principales de la arcilla. En base a esta información puede dirigirse la extracción de la arcilla. La variación del consumo de silicato empleado para deflocular la arcilla avisa sobre las dificultades en la defloculación y sobre las medidas a tomar. El yacimiento contiene incrustaciones de ocre y de limonita. El conocimiento del porcentaje de óxido de hierro en la arcilla extraída permite dirigir la selección del material.
3. ESTIMAR LAS TOLERANCIAS DE LOS PROCESOS.
3.1. General
La cocción cerámica es la tecnología de reacciones físico-químicas interrumpidas. Hay un margen dentro del cual los parámetros del proceso pueden variar sin perjudicar la calidad del producto. Este margen depende de la velocidad de la reacción en el momento de su interrupción. Dicho margen se define como tolerancia de los procesos de fabricación.
Uno de los parámetros del proceso de producción es la calidad de la materia prima. Variaciones de las materias primas causan variaciones más o menos notables en las propiedades del producto. El conocimiento de la tolerancia de un proceso es
fundamental para poder establecer el margen dentro del cual la calidad de una materia prima puede variar sin perjudicar la calidad del producto.
Es sorprendente la poca información que sobre este asunto tan importante existe generalmente en las fábricas. El paso 6 de nuestro programa es el diálogo entre el consumidor y el productor de la materia prima cuando se reúnen a fin de definir la calidad de la materia prima y su variación. En vista de la pregunta lógica del productor de la materia prima acerca de la tolerancia del proceso, el ceramista de la fábrica se descalifica si contesta. "Despácheme el material tan uniforme como sea posible y dígame por cuanto varia". No hay motivo para sorprenderse de que este "técnico", de ahora en adelante, desempeñe un papel secundario en las relaciones entre la fábrica y el productor de la materia prima. Igualmente queda mal el experto ceramista si insiste en un margen demasiado estrecho. Si él desconoce el margen real, tiene que realizar experimentos variando por ejemplo las materias primas y la composición normal de su pasta. Experimentos diseñados estadísticamente se prestan muy bien para averiguar los cambios de las propiedades-objetivo en dependencia con la variación de los componentes.
3.2. Ejemplo
En el caso del ejemplo, la variación de la arcilla se estima en base al registro cronológico de los datos analíticos durante muchos meses, y a los resultados de una serie de experimentos que indagaron los cambios que sufren las propiedades-objetivo del producto en relación a variaciones de la composición normal de la pasta. Según ello, se concluye que la producción tolera una variación del valor medio de cada una de las características que se muestra en la tabla siguiente:
Característica Coeficiente de variación V=100s/x
Consumo de silicato
F^203
5 por ciento 10 por ciento 5 por ciento
Si por ejemplo, el porcentaje de ilita es X r 30 por ciento, este puede variar con la desviación tipo s= K5 por ciento, o sea, en el 95 por ciento de los casos el contenido de ilita en la arcilla se mantiene entre 27 y 33 por ciento (x ± 2s).
4-ESTIMAR LAS VARIACIONES DE LA MATERIA PRIMA.
4.1. General
Aparte de la disponibilidad y del precio de la
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materia prima, al consumidor le interesa saber el valor medio de las características (x) y dentro de que margen variaría éste (± s). El productor de la materia prima puede entregar al consumidor estos datos sólo si conoce el yacimiento y por lo tanto, tiene que planificar, realizar y analizar sondeos. Y además, tiene que estudiar las posibilidades de seleccionar, mezclar, separar y beneficiar los minerales encontrados, atendiendo al punto de vista del mercado. Es una tarea muy compleja y por ello, la empresa explotadora debe disponer del fundamento profesional adecuado para cumplirla y, dar servicio satisfactorio al comprador y consumidor de las materias primas ofrecidas y controladas.
Bien considerado resulta de todo ello que - no tomando en cuenta algunas excepciones - cuanto más pequeña es la empresa explotadora tanto menos puede cumplir las exigencias del consumidor, ya que tanto menos capital está disponible para financiar los sondeos, análisis y estudios de la refinación y del mercado. Las excepciones son yacimientos de minerales útiles muy puros y sin contaminaciones, para un mercado determinado y puede asegurarse que estas excepciones se vuelven cada vez más escasas.
Es cierto que el productor de una materia prima que no puede dar informaciones concretas y garantizadas en cuanto a la calidad y disponibilidad del material ofrecido, encontrará sus clientes solamente entre las fábricas que no se preocupan seriamente de sus pérdidas de producción y a la racionalización de sus procesos de producción con los controles correspondientes.
4.2. Ejemplo
El yacimiento consta de estratos de arcilla intercalada con capas e incrustaciones de ocre y limonita. En la arcilla se encuentran además bolsas de hidróxido de hierro finamente distribuidos.
Sondeos realizados en los nudos de una malla de 50 metros mostraron que se trata de una arcilla cuya relación de caolinita a ilita cambia poco, pero irregularmente. Además se encontró que la arcilla contiene entre 5 y 20 por ciento de cuarzo muy fino e intimamente mezclado. No se observan tendencias en el yacimiento, ni horizontal ni vertical-mente. La tabla siguiente resume las variaciones'de [os componentes minerales encontrados y el valor medio estimado.
Valor Mineral mínimo medio máximo
Caolinita 35 por ciento 45 por ciento 55 por ciento lUta 25 por ciento 30 por ciento 40 por ciento Cuarzo 5 por ciento 15 por ciento 20 por ciento Minerales . ^^ . ^ de hierro ' P^^ ciento 10 por ciento 40 por ciento
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5. DEFINIR LAS CARACTERÍSTICAS A CONTROLAR.
5.1. General
Mientras hasta el paso 5 el contacto entre el productor y el consumidor es solamente aconsejable a fin de concertar las determinaciones de las características, el punto esencial del paso 5 es la reunión entre los técnicos y economistas del productor y del consumidor de la materia prima. La meta de la reunión es la de convenir cuales de las características de la materia prima se mantendrán dentro de que margen y cuanto se pagará para los esfuerzos del productor.
Esta reunión demuestra si hay un idioma común entre las dos partes y si el experto del yacimiento conoce los problemas de la fábrica del consumidor y si el experto de dicha fábrica trata de entender los problemas del yacimiento. Solamente una argumentación objetiva de los expertos ayuda para que los economistas encuentren el compromiso conveniente.
Así tratado el asunto, el resultado de la reunión es la definición de las características a medir, del método de medición, del valor medio del material, de la variación tolerada y del margen económico del asunto. Las definiciones técnicas elaboradas se entienden como norma tetantiva. Vemos en la figura 1 que el paso 5 está ligado en forma de un circuito de regulación con el paso 8 y consecuentemente, la reunión del paso 5 se repetirá siempre que no puedan cumplir las normas fijadas.
5.2. Ejemplo
El técnico de la fábrica pudo convencer al técnico del productor de la materia prima que el margen de variación se debe mantener tal como se elaboró en el paso 3. Puesto que este margen es notablemente más estrecho que la variación de la materia prima in situ, hay que darle a la materia prima un tratamiento. El precio modificado fué aceptado por la fábrica.
Se elaboran en conjunto la norma de la medición de las características y se comparan los resultados por medio de análisis de muestras patrón.
6.-ELAB0RAR EL PLAN DE CONTROL Y LAS NORMAS DE OPERACIÓN.
El paso 6 queda a cargo del productor del material. Mediante el plan de control se toman las precauciones necesarias para que se cumplan las exigencias de la norma convenida. Las operaciones del tratamiento de la materia prima y los controles forman un conjunto inseparable. Son muchas las reflexiones necesarias para la planificación correcta y
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por lo tanto se divide la descripción del paso 6 en cinco subtítulos.
6.1. Extraer, seleccionar y uniformizar la materia prima.
6.1.1. General
Cada yacimiento contiene material útil y material inútil y este puede ser de carácter neutral o, dañino, perjudicando las propiedades del material util.
Si el yacimiento ofrece los minerales en forma bien separada por estratos o en bolsa, la separación es fácil. Por el contíario, si el óxido de hierro está intimamente mezclado con la arcilla o si dos arcillas cerámicamente diferentes no pueden distinguirse juzgadas por las apariencias, la selección se vuelve muy cara y hasta imposible.
La figura 2 muestrd^un esquema de extraer, seleccionar y uniformizar para el caso de dos variantes de un material útil que no pueden distinguirse "a ojo". El tercer material se distingue fácilmente por su color y puesto que perjudicaría la calidad del material útil se decide exportarlo, a pesar de que esta selección tiene que hacerse a mano.
En la misma figura 2 se muestra el esquema de la operación realizada para uniformizar el material útil, que en realidad consta de dos' arcillas diferentes las cuales tienen que unirse de manera tal que la fábrica la recibe como una sola arcilla homogénea. A fin de lograr esta meta se aplica el sistema que se llama "lecho mezclador".
En la industria del cemento, el lecho mezclador se aplica cada vez más para uniformizar el clinker, pasando cantidades enormes de material por lechos de una capacidad de diez mil toneladas. Referente a la preparación de materias primas para la cerámica, este método no ha encontrado aceptación general. Dicho lecho mezclador funciona de modo tal que se producen capas horizontales colocando una sobre y/o al lado de la otra formando un depósito de material cuya capacidad se predetermina en base a las condiciones específicas de cada caso. Una vez acumulado todo el material se le saca del depósito en cortes perpendicualres a la extensión larga de todas las capas. El efecto mezclador es aproximadamente proporcional a la raiz de la cantidad de capas. Las lórmulas exactas se dan en la literatura citada.
Ha de preguntarse por qué uniformizar la materia prima en forma del lecho mezclador. Esta tecnología cumple, en realidad, dos funciones:
(1) es un depósito intermedio y (2) es un mezclador económico. Las ventajas de un depósito intermedio se
enumeran así: (1) se desembraga la fabricación de la extrac
ción de la materia prima obteniendo un
Frente de extracción
/ \ Selección
a fabrico acumulando analizando
Fig. 2 : Flujo de material aplicando el sistema de control eficiente de materias primas
pulmón para el caso de interrupciones eventuales de la extracción
(2) el flujo continuo de material está interrumpido en lotes bien definidos, lo que puede aprovecharse para un control bien claro
(3) se asegura el suministro del material durante un intervalo bien definido
(4) se manipula en la fábrica con un material más seco.
Las ventajas del depósito como lecho mezclador son:
(1) se obtiene una materia prima premezclada con una variación de calidad conocida y estrecha y por lo tanto, . puede simpUficarse el control de la mate
ria prima . puede simplificarse el control de los pro
cesos de producción y . puede acercarse más al óptimo de las
condiciones de producción (2) puede explorarse yacimientos poco uni
formes (3) puede extra.erse el material en forma se
lectiva (4) pueden unirse variantes de minerales para
formar una sola materia prima
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(5) pueden extraerse y unirse minerales similares de varios yacimientos pequeños para formar una mezcla uniforme en cantidad suficiente
(6) se logra un proceso de mezclar económico si los detalles del lecho mezclador están correctamente elaboradors
La figura 3 muestra varios sistemas del lecho mezclador descritos en la literatura citada. La figura 4 muestra cuatro "instantáneas" del conjunto de lechos mezcladores en acción.
Hay tres lugares con igual área de dimensiones apropiadas para recibir la cantidad correspondiente a un lecho mezclador. El material de cada lecho mezclador se llama lote No. n, numerándolo 1,2, 3.... n. Lote 5 se llama P5 y Pj^ es el lote de reserva. El lugar 4 se encuentra como pulmón directamente cerca de donde se procesará: un molino, un dispersor, una trituradora. En él se efectúa una mezcla de cada corte, sin hacer más que sacar el material del lecho mezclador y descargarlo en el lugar 4.
Mientras, una de las tres áreas iguales queda siempre ocupada por el lote de reserva hasta que un día se precise este material, las otras dos áreas se utilizan alternativamente, una vez para amontonar el material para el lote nuevo y la otra vez para suministrar el material mezclado, analizado y aceptado a la fábrica. De ello resulta que - sin contar el área ocupada por el lote de reserva - el sistema del lecho mezclador precisa siempre dos áreas iguales.
6.1.2. Ejemplo
Por las exigencias del consumidor se requiere: (1) separar las incrustaciones de ocre, de la ar
cilla a fin de reducir el porcentaje de óxido de hierro al nivel normalizado, y
(2) extraer simultáneamente el material, sobre todo el frente de por lo menos 50 metros, y mezclarlo sistemáticamente para uniformizar las variaciones naturales de la arcilla.
La primera necesidad se logra separando manualmente el material que se reconoce como ocre y ferroso por su color y/o dureza.
Para cumplir la segunda exigencia se decide apHcar el lecho mezclador. En base a las informaciones elaboradas por los sondeos y por los análisis del material extraído, se estima el coeficiente de la desviación tipo del material extraído y seleccionado en Vj = 15 por ciento. Puesto que el consumidor exige un coeficiente de la desviación tipo del material enviado a la fabrica de V2 = 5 por ciento, se acumulará el material según el sistema PLANO (véase Fig. 3) formando 9 capas logrando así una reducción de la desviación de aproximadamente tres veces.
nrnrnriTTiTTTTn
sistema PLANO
iiiiiiii
sistema STRATA
sistema CHEVRON
I M M M M
sistema WINDROW
Fig. 3: Varios sistemas para formar el lecho mezclador. Se muestra el corte perpendicular a la extension de las capas.
Tomando en cuenta las dificultades de la extracción y del transporte en ciertas épocas del año se decide que cada depósito = lote contenga una cantidad de 3000 toneladas.
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\ ^n.l
f Pn^2
^n+1
Lugar 3
Fig. 4: Diferentes momentos durante la formación de los lotes en los cuatro lugares previstos
6.2. Definir el tipo de información deseada.
6.2.1. General
Por lo general pueden interesar dos datos de una materia prima: (1) el valor meaio del universo y (2) la desviación tipo. El valor medio informa sobre cambios cuantitativos entre el material nuevo y el material patrón y si se encuentra o no dentro del margen normalizado. El conocimiento de la desviación tipo del universo indica irregularidades de la mezcla, sea por mal efectuadas las operaciones de uniformar, o sea por variaciones anormales del material in situ.
6.2.2. Ejemplo
El productor de la materia prima analiza tanto el valor medio de las características como, también periódicamente, la desviación tipo. Además, se de-cidecide tomar periódicamente muestras del frente de extracción a fin de observar cambios y tendencias minerales del yacimiento.
La fábrica establece sus normas y controles a
base de los valores medios de las características.
6.3. Definir el universo a controlar.
6.3.1. General
El universo a controlar es, por ejemplo la carga de un camión. En muchas fábricas, la muestra de control se toma de cada camión que llega con material. Estas muestras parciales pueden acumularse hasta que se haya llenado un depósito. Ahora, puede tomarse una nueva muestra representativa de la mezcla de las parciales la cual correspondería al universo que se forma por el material total del depósito.
En otros casos, el universo es la carga de un buque carguero o un lote de material amontonado en forma de un lecho mezclador.
6.3.2. Ejemplo
Un problema de la extracción es la dificultad de controlar que los picadores separen con el debido cuidado el material ferroso de la arcilla. Por lo tanto, se decide analizar la muestra representativa de cada capa amontonada sobre el lecho mezclador. El análisis de esta muestra indica claramente cuando el material este más contaminado que lo que la norma tolera. En este caso se intensifica la supervisión de los picadores a fin de seleccionar el material más estrictamente y colocarlo sobre el material más contaminado. De esta manera se detecta una irregularidad a tiempo y puede compensarse.
Las otras características no dependen de la selección manual sino de la estructura del yacimiento. Por lo tanto, el universo del material a enviar a la fábrica es un lote o sea la totahdad de un lecho mezclador cuya muestra representativa debe tener las características normalizadas.
6.4. Toma de la muestra.
6.4.1. General
A partir de consideraciones estadísticas, se toman primeramente muestras parciales que luego se reúnen al formarse la muestra colectiva. Ella se cuartea cuidadosamente hasta obtener la cantidad conveniente de algunos gramos de la muestra de laboratorio.
Es obvio que la toma de la muestra correcta y su preparación es más importante que el anáhsis mismo. Sin embargo, hay pocas pubUcaciones y menos reglas generales. Por lo tanto, no podemos extendernos sobre este complejo, sino remitirnos a la literatura citada.
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6.4.2. Ejemplo
Las figuras 5 y 6 muestran el procedimiento según el cual se toman las muestras representativas del universo, o sea del lote entero, y del subuniver-so, o sea, de cada una de las capas del lote.
La toma de muestra, según este procedimiento, se encuentra dentro del alcance del productor de la materia prima, también referente a la muestra representativa del lote. De ello se deduce que debe existir una confianza absoluta entre el productor y el consumidor de la materia prima. A fin de no gravar esta relación, el personal técnico del consumidor está permanentemente invitado a verificar la debida realización de la norma referente a la toma de muestra.
13
10 kg.
200 g.
50 mm
10 mm
I mm
0,2 mm
MATERIAL PARA UN LOTE 3000 to.
Fig. 5: Procedimiento de la toma de muestra correspondiente al subuniverso equivalente a una capa del lote.
10 mm
I mm
< 0,2 mm
Fig. 6 : Procedimiento de lo toma de muestra correspondiente al universo equivalente al lote total
La colaboración en esta forma entre el productor y el consumidor es la base para realizar un control efectivo de la materia prima.
6.5. Aceptar la materia prima por parte de la fábrica.
6.5.1. General
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Según el sistema aquí presentado, el productor suministra la materia prima con el análisis correspondiente. Sin embargo, parece indispensable completar esta información por un ensayo en escala industrial.
El material para el ensayo en escala industrial se toma del total de las muestras parciales del universo el cual llamamos lote piloto. El ensayo con el material del lote piloto se realizará comparando los resultados con los de la producción hecha con la muestra patrón, o, si ello no es factible, comparan-dolos con los de la producción actual, antes y después del ensayo.
Si no hay una muestra patrón, queda siempre la posibilidad de que cambios pequeños consecutivos a raiz de una tendencia, no se descubren y, paso por paso, la producción se va degenerando. A fm de evitar que tendencias quedan escondidas se recomienda comparar el resultado del ensayo en escala industrial también con los resultados de producción determinados en los 12 meses pasados.
Durante el ensayo de aceptación se determinan todos los datos de control. Mediante el test estadístico se determina si la diferencia de estos datos se distinguen significativamente de los datos de la producción corriente, de algunos días antes y después del ensayo.
Si a pesar de que los datos analíticos cumplen con la norma, el ensayo en escala industrial muestra anomalías, la Sección Técnica tiene a su cargo dos tareas: (1) elaborar la tecnología que permita utilizar el material del nuevo lote y (2) reunirse con el productor de la materia prima a fin de volver a discutir el complejo referente al paso 5.
6.5.2. Ejemplo
La Sección Técnica de la fábrica aceptará un lote nuevo de la arcilla, solamente:
, si los datos analíticos se encuentran dentro de la norma y si los resultados de la producción con el material del lote nuevo se encuentran dentro del margen normal.
7.-EXTRAER, SELECCIONAR Y MEZCLAR.
Estas operaciones se realizan según las normas elaboradas y sería conveniente que el productor de la materia prima invite al personal técnico del consumidor a ver las operaciones a fin de crear un ambiente de confianza.
8.-C0NTR0LES Y ENSAYOS.
8.1. General
Este paso del Control es un circuito de regulación: se mide la característica a controlar, se com
para este valor real con el valor idirigente, o sea con el valor normalizado. Si el valor real np queda dentro del margen normalizado se. examina si o no puede cumplir con la norma, pues especialmente en el comienzo de poner en práctica el sistema nuevo, puede ocurrir que a pesar de todos los esfuerzos, no puede mantenerse una de las características dentro del margen normalizado, sea por que las variaciones del yacimiento son mayores que las estimadas o sea por que la selección manual es más difícil que se estimaba.
Si el productor de la materia prima se da cuenta de este tipo de anomalía él convoca la reunión del paso 5 para volver a discutir la situación.
Si por otro lado, no se cumple con la norma a pesar de poderla cumplir queda a cargo del productor de corregir las desviaciones hasta que cada una de las características tenga u i valor dentro de la norma.
De esta manera, los dos circuitos de regulación se ejecutan por la responsabilidad del productor de la materia prima.
Otro circuito' de regulación queda a cargo de la fábrica. Ella realiza el ensayo a escala industrial con el material nuevo. Si se da cuenta que los resultados no se encuentran dentro de lo normal la Sección Técnica de la fábrica tiene que, o cambiar la tecnología, o corregir la materia la materia prima (mezclándola con otro lote, por ejemplo) o adaptar la composición de la pasta hasta que otro ensayo a escala industrial suministre un resultado normal. Apenas entonces se puede aceptar el material nuevo para la producción regular.
8.2. Ejemplo
Las Secciones Técnicas tanto del productor como del consumidor de la materia prima se responsabilizan de llevar a cabo los controles y ensayos según las* normas establecidas y convenidas. Los resultados pueden o no pueden cumplir con las normas.
Si uno de los datos analíticos está fuera de la norma, se toma la medida normalizada para este caso a fin de corregir esta anomalía. Si por ejemplo, se trata de un valor elevado del óxido de hierro, el encargado del yacimiento se preocupa de una selección más estricta del ocre.
Una vez amontonado todo el lote nuevo se despachara el lote piloto de aproximadamente 100 toneladas a la fábrica a fin de llevar a cabo el ensayo a escala industrial de por lo menos tres días de producción. Se determinan los datos de control en las diferentes fases de la producción hasta la revisión final de las piezas terminadas. Las características medibles y los defectos que perjudican la calidad de los productos se comparan con los datos correspondientes de la producción corriente de los
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tres días ames y después del ensayo. Una prueba estadística con el nivel de confianza de 95 por ciento informa si diferencias encontradas son significantes. Se acepta un lote nuevo solamente si la producción con este material no muestra diferencias significantes.
Además, se comparan los datos del ensayo con la producción de los doce meses pasados, a fin de evitar que se escondan tendencias.
Si en base a los datos analíticos y/o anomalías del ensayo a escala industrial no pueden aceptarse el lote nuevo, se decide entre dos alternativas:
(1) producir con el material anormal del lote nuevo, pero tentativamente, instalando controles adicionales. Ello puede hacerse solamente si la anomalía consta de unos datos que se encuentran justamente fuera del margen de variación tolerado
(2)producir con el material del lote de reserva a fin de ganar tiempo para profundizar los conocimientos de las consecuencias que se producen por las anomalías del material nuevo y para buscar soluciones del problema.
La experiencia nueva con el material anormal se aprovecha para la discusión en la reunión que se convocara a fin de volver a definir junto con el productor de la materia prima los asuntos del paso No. 5.
9.-UTILIZAR EL MATERIAL EN PRODUCCIÓN.
Especialmente en la primera fase de la implantación del nuevo sistema de Control de las Materias Primas puede ocurrir que a pesar de las precauciones, la materia prima cause problemas en la producción. La razón puede ser que por ejemplo las características medibles y controladas de productos intermedios no garantizan que una propiedad no medible este igualmente bajo control. En este caso hay que buscar una característica medible que correlacione con la propiedad problema y normalizar esa.
Si no se observan irregularidades y todo marcha perfectamente, queda la posibilidad de que la materia prima este "sobre-controlada" y/o que haya métodos de control, de medición y de refinación que sirven para simplificar el control y reducir los costos de control. En este caso se vuelve a analizar todo el complejo buscando simplificaciones.
Como epflogb se permite afirmar que disponiendo de materias primas así controladas no se precisa respetar la regla de los ceramistas convencionales que dice : Usar tres y hasta cinco diferentes arcillas en vez de solamente una, a fin de compensar las diferencias naturales. Rompiendo con esta regla se simpHfica la composición de la pasta y el sistema dentro del cual se busca el óptimo.
BIBLIOGRAFÍA
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10.DIN 51062: La preparación y el secado de muestras para análisis químicos. Beuth. Verlag GmbH, Köln.
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15.D. PAETSCH: Experimentos estadísticamente diseñados para optimizar procesos y mezclas de componentes. Handbuch der Keramik, Verlag Schmid GmbH, Freiburg (1976).
BOL. SOC. ESP. CERAM. VIDR., VOL. 17 - N". 3 161
ESPAÑOLA
La Sección de Vidrios de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio acaba de publicar el libro
Terminología de los Defectos del Vidrio
Esta obra es la versión española del libro del mismo título, editado en versión trilingüe (inglés, francés y alemán) por la COMISIÓN INTERNACIONAL DE VIDRIO en 1969.
La obra contiene la terminología española y las definiciones de los principales defectos del vidrio, reunidos en cinco capítulos: defectos de masa, defectos de vidrio hueco, defectos de vidrio plano (incluyendo vidrio flotado), defectos de moldeados y defectos de vidrio óptico.
Los nombres de todos los defectos se recogen al final del libro, ordenados alfabéticamente y seguidos de un número que remite a su definición correspondiente.
El libro está presentado en un volumen encuadernado en skivertex (imitación piel) y estampado en oro, de 74 páginas, en formato 16 x 21 cm.
Precio: 300 PESETAS (gastos de envío aparte).
Pedidos: Deben dirigirse a:
SOCIEDAD ESPAÑOLA DE CERÁMICA Y VIDRIO
SECCIÓN DE VIDRIOS
Carretera de Valencia, Km. 24,300
ARGANDA DEL REY
(Madrid)
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