Optimización del proceso de producción de clínker. Aplicación a la factoría de Tudela Veguín

Abstract

Una premisa del sector industrial es mantener o mejorar los niveles de competitividad, para ello se necesita realizar una mejora constante. En la industria cementera, en particular, es preciso optimizar continuamente los procesos de fabricación, para poder obtener un ahorro energético y económico, siempre manteniendo y mejorando la calidad del producto. En la fábrica de cementos La Robla Tudela-Veguin, donde se ha realizado la tesis doctoral, nos planteamos inicialmente, como objetivo general, la implantación de un método de control de calidad de forma continua. Para conseguir este objetivo se han empleado distintas técnicas y métodos de caracterización del clínker en sus distintas etapas de producción. Mediante la selección de las fases cristalográficas que más se ajustan al clínker estudiado y con el apoyo de análisis cuantitativos (ACF) de las mismas, se pretende mejorar la calidad y optimizar el proceso productivo. Para ello se han utilizado las fases más características, estudiando las fichas de cada una de ellas, y posteriormente se han valorado las que mejor se adaptan a nuestro trabajo. El estudio se realiza por Difracción de Rayos X. Esta técnica permita cuantificar directamente las fases presentes mediante la estructura cristalina de las mismas. La medida del área de los picos de difracción se relaciona con la abundancia de cada fase en la mezcla. Se ha utilizado el Método de Rietveld, que consiste en ajustar al difractograma experimental, el calculado y la línea base. Para utilizar este método es necesario conocer las estructuras cristalinas de todas las fases que están presentes antes de comenzar el refinamiento. Se determinan las características del Clínker tipO. Para obtenerlas, se analizan los parámetros más significativos de los clínkeres y se fija el intervalo donde varían. En segundo lugar, se ha estudiado la influencia de los parámetros del horno en la calidad del clínker, llegando a obtener una correlación entre ellos. Además se ha podido comprobar que disminuyendo la temperatura de sinterización se mantiene la misma calidad del producto, con el consiguiente ahorro energético. Para ello se ha realizado un estudio estadístico con los parámetros del horno y los de calidad. Se han buscado entre ellos, las correlaciones para poder obtener los más importantes del proceso de fabricación y los de calidad. Se utiliza un programa denominado SIMCA P+12, empleado en campos de la industria, medicina y biotecnología, entre otros. Una vez conseguidos los parámetros más significativos, se analiza su comportamiento en el proceso y su influencia en la calidad del clínker. Con los resultados obtenidos, se demuestra que se puede reducir la temperatura de sinterización del horno 50ºC y mantener valores de calidad altos, como ocurre con la fase cristalográfica Alita, que se encuentra en un intervalo del [73% - 78%]. La consecuencia más significativa de nuestro estudio, es la disminución del consumo de combustible del horno, lo que supone un importante ahorro energético y una reducción en los costes económicos de la fábrica manteniendo y mejorando los parámetros de calidad del clínker.