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INSTITUTO DE MATERIAIS CERÂMICOS R. Irmão Moretto nº 75 Bom Princípio RS Brasil CEP 95765-000 (+55)54-36341100 www.ucs.br/site/imc Página 1 de 22 GOVERNO DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL SECRETARIA DE DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DIVISÃO DE POLOS TECNOLÓGICOS POLO DE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA DO VALE DO CAÍ Boletim Técnico PROCESSAMENTO CERÂMICO A SECO Convênio: 33/2010 Processo: 176-25.00/10-5 Equipe executora: Dr.Ing. Robinson C. D. Cruz (Coordenador) Dra. Janete E. Zorzi Dr. José V. Emiliano M.Sc. Sergio G. Echeverrigaray Eng. Arthur Susin Neto Eng. Angelo Titton Eng. Kátia de Oliveira

PROCESSAMENTO CERÂMICO A SECO

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GOVERNO DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL

SECRETARIA DE DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO, CIÊNCIA E

TECNOLOGIA

DIVISÃO DE POLOS TECNOLÓGICOS

POLO DE INOVAÇÃO TECNOLÓGICA DO VALE DO CAÍ

Boletim Técnico

PROCESSAMENTO CERÂMICO A SECO

Convênio: 33/2010

Processo: 176-25.00/10-5

Equipe executora:

Dr.–Ing. Robinson C. D. Cruz (Coordenador) Dra. Janete E. Zorzi Dr. José V. Emiliano

M.Sc. Sergio G. Echeverrigaray Eng. Arthur Susin Neto

Eng. Angelo Titton Eng. Kátia de Oliveira

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1. INTRODUÇÃO

A natureza das argilas disponíveis para consumo é certamente o fator que

determina o tipo de equipamento e tecnologia mais adequados para uma determinada

planta cerâmica.

Para as argilas secundárias e as que se desagregam com facilidade ao serem

expostas ao meio ambiente/intempérie é indicada a preparação de massas por via

semi-úmida. Para as primárias, muito duras, ou contaminadas (com calcita, gesso ou

outros materiais) é indicada a preparação de massas por via seca.

A etapa de preparação de massas é crucial no processamento de materiais

cerâmicos a base de aluminosilicatos, uma vez se reflete na qualidade o produto final.

A preparação por via semi-úmida prevalece nas fábricas de telhas e blocos cerâmicos

do Brasil, visto que a tecnologia presente na indústria cerâmica nacional é originária do

sudoeste da Europa (Itália, Espanha e Portugal), onde as argilas de uso industrial

possuem predominantemente elevada plasticidade (ilíticas). Contudo, essa classe de

argilas plásticas são raras no Brasil.

A preparação de massas por via seca tem todas as características necessárias

para desbancar a semi-úmida no país, como por exemplo, maior eficiência energética

(baixa potência e consumo de energia por tonelada de argila moída), menor área física

de instalação, possibilidade de moer os resíduos (cacos) e incorporá-los na massa (os

ganhos ambientais são evidentes), aproveitamento de resíduos de outras áreas

produtivas, homogeneização ótima entre os vários componentes e a adição de

umidade relativamente baixa para garantir condições de processamento (maior fração

de finos, os quais absorvem umidade com mais facilidade e rapidez).

Consequentemente, a massa moída e umidificada é mais homogênea e mais plástica,

o que afeta positivamente o acabamento superficial e a resistência mecânica do

produto final.

Neste boletim técnico será apresentada uma descrição das preparações de

massa por via semi-úmida e seca, dos equipamentos frequentemente utilizados e

resultados obtidos no âmbito do Projeto Processamento Cerâmico a Seco em

comparação com resultados obtidos para as mesmas massas preparadas por via semi-

úmida.

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2. PREPARAÇÃO POR VIA SEMI-ÚMIDA

Conceitualmente, por “preparação de massa por via semi-úmida” entende-se o

pré-processamento de argilas com umidade entre 18 e 25% na base seca para

posterior moldagem. A preparação de massas cerâmicas por via semi-úmida é indicada

para ser empregada com argilas secundárias ou com aquelas que se desagregam com

facilidade quando expostas ao meio ambiente/intempérie.

Esse tipo de preparação de massas prevalece nas fábricas de telhas e blocos

cerâmicos do Brasil, uma vez que a tecnologia de preparação de massas presente na

indústria cerâmica nacional é originária do sudoeste da Europa (Itália, Espanha e

Portugal), onde as argilas de uso industrial são predominantemente de elevada

plasticidade (do tipo ilíticas).

Argilas plásticas encontradas na Europa são raras no Brasil, mas isso não

impediu a importação e disseminação no Brasil da tecnologia para preparação de

massas por via semi-úmida nos últimos 100 anos.

A preparação por via semi-úmida apresenta algumas limitações, como a grande

dependência do pré-tratamento das argilas (sazonamento) para um bom

processamento, a existência de limites máximos e mínimos de umidade para

processamento adequado, elevado gasto energético para remover um volume

significativo de umidade na secagem (de 18 a 25% na base seca) e grande número de

equipamentos cuja potência depende do índice de plasticidade da massa.

O umedecimento das argilas pode ser feito quando as mesmas ainda estão

estocadas no exterior da fábrica, o que permite à água ligar-se aos argilominerais e

aumentar a plasticidade, a consistência da massa e a resistência às tensões que

surgem durante a secagem.

Assim, a eficácia desse tipo de preparação depende em grande medida da

formação de estoques de argila e do sazonamento dos mesmos. A Figura 1 representa

o arranjo mais comum de equipamentos para a preparação por via semi-úmida.

Algumas vantagens e desvantagens da preparação por via semi-úmida em

relação a via seca são:

• Podem ser processadas argilas secas ou úmidas;

• A granulometria final obtida é mais grosseira, o que facilita a secagem e a

queima;

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• Maior porosidade no produto após queima e maior resistência ao impacto;

• Maior número de equipamentos e etapas de processamento;

• O controle operacional deve ser estreito para garantir eficiência;

• Manutenção trabalhosa de equipamentos.

Figura 1 – Exemplo de lay-out para preparação de massas cerâmicas por via semi-úmida.

Para maior detalhamento, a seguir apresentaremos os equipamentos mais

utilizados para cumprir as funções descritas na Figura 1.

2.1 Cominuição

Realizada por desintegradores, pode ser classificada em cominuição grossa,

média e fina, mas não há limites definidos para cada tipo. Essa classificação, contudo,

permite antever que a operação pode ser realizada em fases distintas se houver uma

diferença muito grande entre as dimensões da matéria-prima bruta e a massa

Estoque de matéria prima (umidade 10-30%)

Cominuição (desagregação)

Correção da umidade

(18-25%) / Homogeneização

Laminação grosseira (umidade 18-25%)

Laminação fina (opcional) (umidade 18-25%)

Estoque intermediário (interno ou externo)

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preparada. Os equipamentos mais utilizados para executar a cominuição são os

desintegradores (Figura 2).

Figura 2 – Desintegradores.

2.2 Correção da umidade e homogeneização

O equipamento mais utilizado na indústria de telhas e blocos cerâmicos para o

amassamento e consequente homogeneização da argila com a adicição de água é o

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caixão misturador de ação contínua (Figura 3). O equipamento tem algumas variações,

como o caixão-filtro e o caixão-extrusor. A qualidade da massa tratada com esses

equipamentos é superior à obtida com o caixão comum em razão do aumento da

quantidade de água absorvida durante o amassamento e pressionamento contra as

grelhas de saída.

Figura 3 – Caixões misturadores.

2.3 Laminação

Os laminadores (Figura 4) são responsáveis por definir o tamanho final dos

grãos presentes na massa argilosa úmida. Portanto, a qualidade do produto final esta

ligada a capacidade de trituração, potência, e a integridade e regulagem dos cilíndros.

Os cilíndros do laminador trabalham a velocidades distintas e em sentido contrário para

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diminuir o consumo energético e submeter os grãos da massa a um processo mais

intenso de cisalhamento.

Figura 4 – Laminador.

Nos laminadores modernos o afastamento entre os cilindros é mantido por um

servo-motor com precisão de 0,01 mm, controlado automaticamente por um sistema

eletrônico. Esse tipo de equipamento, capaz de refinar a massa a tamanhos médios de

grãos inferiores a 1,0 mm, ainda é muito raro na indústria da cerâmica estrutural do

Brasil. Predominam os equipamentos de controle de fechamento mecânico com

abertura variável no caso de fechamento controlado por molas ou abertura fixa em

certos tipos de equipamentos com “fusível” mecânico de segurança.

É importante destacar que a evolução da qualidade das telhas e blocos

cerâmicos fabricados no país depende, em grande parte, da instalação de

equipamentos de preparação de desempenho superior, como laminadores rápidos

(mais importantes para as telhas) ou com fechamento hidráulico.

Podemos classificar os laminadores de acordo com a abertura entre os cilindros,

de forma que nos laminadores grosseiros o afastamento varia de 3,0 a 4,0 mm, de 1,0

a 2,0 mm nos laminadores finos (máxima velocidade periférica de até 12 m/s) e de 1,0

a 0,8 mm nos laminadores rápidos. Esse último tipo de laminador possui um motor para

cada cilindro e geralmente apresenta alto rendimento, ainda que mantenha um

afastamento entre cilindros que varia entre 0,5 a 0,8 mm. A despeito da sua

capacidade nominal, o laminador rápido tem um limite para a redução do tamanho de

partícula, que esta por volta de 0,8 mm.

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3. PREPARAÇÃO POR VIA SECA

Método de preparação de massas indicado para argilas primárias, muito duras,

ou contaminadas com outros materiais. Consiste na moagem (com umidade inferior a

10% na base seca) conjunta das matérias primas que irão compor a massa,

classificação por tamanho e posterior umidificação.

O arranjo de lay-out mais comum para a preparação por via seca é apresentado

na Figura 5. Com esta técnica é gerada uma fração elevada de finos, os quais

absorvem umidade com mais facilidade e rapidez. Conseqüentemente, a massa moída

e úmida é mais homogênea e mais plástica, o que afeta positivamente o acabamento

superficial e a resistência mecânica do produto.

Figura 5 – Exemplo de lay-out de preparação de massa cerâmica por via seca.

Certos tipos de pisos e revestimentos cerâmicos, bem como telhas cerâmicas de

elevado padrão e blocos de face aparente, têm requisitos de acabamento que podem

ser atendidos somente quando a granulometria da massa preparada é bem fina. Esse

Trituração

Moagem / Classificação

Correção da umidade

(18-25%) / Homogeneização

Estoque

intermediário

Secagem

(opcional)

Umidade > 10%

Estoque de argila

Umidade < 10%

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grau de refinamento não pode ser obtido facilmente com os equipamentos usuais da

via semi-úmida, como desintegradores e laminadores. Nesses casos, a solução técnica

mais viável é a preparação por via seca, já que podemos controlar cuidadosamente a

granulometria do pó.

A preparação por via seca é particularmente indicada para argilas contaminadas

com outros materiais, como calcita, gesso, piritas, materiais carbonáceos, etc., que

necessitam de uma redução acentuada e controlada do seu tamanho de grão. No caso

específico de inclusões de calcita (carbonato de cálcio – CaCO3) na argila, a moagem

fina é atualmente o tratamento mais difundido.

Mesmo nos casos nos quais os resultados da moagem são apenas parciais, a

eficácia das outras medidas possíveis, como aumento da temperatura de queima ou

imersão em água após queima, depende em grande medida do tamanho de grão final

da calcita (dados históricos indicam que o fenômeno do destacamento causado por

esse material cessa quando o seu tamanho de grão é inferior a 1,0 mm).

Por outro lado, se uma argila com pirita, FeS2, for queimada sem que tenha sido

submetida a uma boa redução de tamanho de grão, pode haver liberação de gás (SO2)

e destacamento de material no interior do produto entre 400 e 500 °C. Se a atmosfera

de queima da argila contaminada com pirita for redutora, a sua oxidação poderá ser

incompleta e levar à formação de FeO. O óxido de ferro reduzido pode reagir com a

sílica e formar silicatos que fundirão a baixas temperaturas e resultarão em crateras e

manchas escuras distribuídas por todo o produto.

Apesar do custo de manutenção dos equipamentos superior em relação à

preparação por via semi-úmida, o maior entrave para a disseminação da via seca na

indústria cerâmica está no fato de que a sua viabilidade econômica depende da

limitação da umidade da matéria prima a valores inferiores a 10%. Se a umidade

estiver entre 10 e 12%, recomenda-se a secagem prévia da matéria prima. Caso seja

superior a 12%, a secagem é absolutamente necessária. Estima-se que para cada

acréscimo de 5% na umidade, ocorra uma perda de 20% no rendimento do moinho.

Nessas condições, se a peneira colocada na saída do moinho não for aquecida, a

perda de rendimento da moagem como um todo pode ser superior a 50%.

Quando mencionamos a necessidade de secar as argilas, caso essas tenham

conteúdo de umidade superior ao desejado, não estamos nos referindo

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necessariamente à secagem artificial. Quando as condições climáticas o permitem, a

secagem pode ser a céu aberto.

Os equipamentos mais utilizados na preparação por via seca estão

apresentados a seguir.

3.1 Desintegração/trituração

A desintegração, ou trituração, reduz os grandes aglomerados ou torrões duros

a dimensões que permitam a alimentação e operação do moinho de martelos. Existe

uma variedade de equipamentos para essa função, dos quais os mais comuns são o

moinho de mandíbula, o desintegrador de impacto e o triturador de gaiola (Figura 6).

Figura 6 – Equipamentos de trituração.

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O emprego ou adequação de um ou outro equipamento depende do tamanho

inicial dos aglomerados ou torrões da argila e do grau de desintegração desejado.

3.2 Moagem

O equipamento de moagem mais comum na preparação por via seca é o moinho

de martelos (Figura 7). Nesse tipo de equipamento, os martelos, de acordo com o

fabricante, podem ser fixos ou móveis (oscilantes). Os de martelos fixos são mais

eficientes, mas o desgaste dos martelos e da grelha perfurada é maior.

O rendimento do moinho de martelos, bem como a granulometria da argila pós

moagem dependem da umidade inicial do material e da rotação do motor. Quanto mais

elevada a rotação, mais fino será o pó obtido. Por outro lado, quanto maior a umidade,

maior a dificuldade de moer, maior o desgaste dos martelos e da grelha, maior a

aglomeração de partículas de argila e menor o rendimento da peneira (os aglomerados

tapam as aberturas da malha da peneira). Consequentemente, o material passante é

cada vez mais fino e o rendimento do moinho, cada vez menor. Isso afeta diretamente

a secagem e a queima, com o aumento das retrações. Por todas essas razões, a

umidade da argila na entrada do moinho deve ser constante e inferior a 10%.

Figura 7 – Moinho de martelos.

O material rejeitado pela peneira pode ser enviado novamente ao moinho

principal ou a um moinho secundário, instalado exclusivamente para esse fim. Em

alguns casos encontramos um moinho pendular (Figura 8) executando essa função.

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Figura 8 – Moinho pendular.

3.3 Correção da umidade e homogeneização

Após moagem e peneiramento, a argila é umidificada e homogeneizada em um

caixão misturador (e.g. Figura 3). A partir dessa etapa, os dois tipos de preparação

utilizam equipamentos similares. O umedecimento pode ser feito por meio de

nebulizadores ou dispersores de água (Figura 9).

Figura 9 – Umidificador de argila (pós-moagem).

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Esses equipamentos são instalados em uma coluna vertical na qual o pó é

vertido após peneiramento (umedecedores especialmente projetados para adicionar

água em material pulverulento, resultando em uma distribuição de água mais

homogênea do que seria obtido com um caixão misturador convencional) ou adição de

água diretamente no caixão misturador.

3.4 Estoque intermediário

Uma vez umedecido, o pó deve ser estocado em área protegia. O tempo de

permanência é fundamental para homogeneizar a umidade, especialmente quando se

utiliza caixão misturador para agregá-la à argila. Durante esse período deve-se evitar a

perda de água na periferia dos montes e a formação de grãos duros, de forma que os

silos ou áreas de armazenagem devem ser isolados.

4. CONTROLE DE QUALIDADE NA PREPARAÇÃO DE MASSAS

Para que a preparação seja bem sucedida, isto é, para que a argila ou massa

tenha a composição, granulometria, plasticidade e umidade desejadas e estar livre de

tensões residuais após a preparação, é necessário controlar todas as etapas do

processo.

Os Quadros 1 e 2 apresentam os controles mais indicados para cada uma das

etapas da preparação das vias semi-úmida e seca.

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Quadros 1 - Controles mais indicados para cada uma das etapas da preparação das vias semi-úmida.

PREPARAÇÃO CONTROLES

VIA

SE

MI-

ÚM

IDA

Formação de

estoque

Qualidade e homogeneidade da argila extraída:

utilizar argilas previamente caracterizadas e com propriedades

conhecidas;

realizar os ensaios de caracterização e selecionar as argilas de

acordo com resultados.

Composição dos estoques:

Construir os estoques em fábrica ou jazida de forma que:

a composição seja a mais próxima possível da composição teórica;

se possível, pesar todas as cargas de argila destinadas à formação

do estoque;

se obtenha a máxima homogeneidade na distribuição das argilas

que formam a massa. Evitar acúmulo excessivo de água.

Sazonamento:

Após o período de descanso, extrair amostras representativas do

estoque e realizar os ensaios de caracterização tecnológica. Os estoques

devem ser liberados para consumo somente se os resultados da

caracterização forem positivos. Caso os resultados não sejam

adequados, deve-se verificar a possibilidade de corrigir a composição do

estoque.

Cominuição

(Moagem)

Equipamentos:

Submeter os equipamentos a um programa de manutenção preventiva,

de forma garantir a sua eficácia.

Matéria-prima:

Monitorar continuamente as entradas e as saídas dos equipamentos,

verificando periodicamente a eficácia da operação; monitorar a umidade

da massa na entrada, de forma a impedir que massas excessivamente

úmidas ou excessivamente secas sejam introduzidas nos equipamentos.

Adição de água e

homogeneização

Volume de água:

Estimar o volume de água a adicionar em função da umidade natural da

argila; controlar continuamente o volume de água adicionada.

Equipamentos:

Monitorar o funcionamento do caixão misturador, de forma a impedir que

o desgaste excessivo das pás ou qualquer outro fator venha a

comprometer a homogeneização da mistura água-argila.

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Laminação

grosseira e fina

Equipamentos:

Submeter os laminadores a um programa de manutenção preventiva, de

forma a garantir sua eficácia.

Matéria-prima:

Monitorar a distribuição granulométrica após a passagem por cada

laminador; ajustar os equipamentos sempre que o tamanho de grão

exceder os limites estabelecidos.

Estoque

intermediário

Matéria-prima:

Manter a massa estocada em ambiente isolado, de forma a evitar a

perda de umidade e formação de grãos duros;

Manter em estoque até a completa homogeneização da umidade e

o alívio das tensões residuais impostas pela laminação.

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Quadros 2 - Controles mais indicados para cada uma das etapas da preparação das vias seca.

PREPARAÇÃO CONTROLES

VIA

SE

CA

Formação de

estoque

Qualidade e homogeneidade da argila extraída:

Utilizar argilas previamente caracterizadas e com propriedades

conhecidas;

Realizar os ensaios de caracterização e selecionar as argilas de

acordo com resultados.

Composição dos estoques:

Construir os estoques em fábrica ou jazida de forma que:

Sua composição seja a mais próxima possível da composição

teórica; se possível, pesar todas as cargas de argila destinadas à

formação do estoque;

Se obtenha a máxima homogeneidade na distribuição das argilas

que formam a massa. Após a extração a argila deve ser protegida

da chuva ou qualquer outro fenômeno que possa incorporar

umidade ao estoque.

Sazonamento:

O período de descanso deve ser utilizado para secar a argila,

revolvendo-a periodicamente. O estoque deve ser armazenado em área

coberta ou recoberto com lona.

Secagem

(opcional)

Matéria-prima:

Caso a umidade do material não possa ser reduzida para valores

inferiores a 10%, é necessário submetê-lo a secagem artificial.

Equipamento:

O secador deve ser mantido de forma a garantir sua eficácia (a Figura 10

apresenta um modelo de secador artificial). Todos os controles devem

ser indicados

Trituração e

moagem

Equipamentos:

Submeter os equipamentos a um programa de manutenção preventiva,

de forma garantir a sua eficácia.

Matéria-prima:

Monitorar continuamente as entradas e as saídas dos equipamentos,

verificando periodicamente a eficácia da operação; monitorar a umidade

da argila na entrada, de forma a impedir que argilas excessivamente

úmidas sejam introduzidas nos equipamentos.

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Adição de água e

homogeneização

Volume de água:

Estimar o volume de água a adicionar em função da umidade do pó;

controlar continuamente o volume de água adicionada.

Equipamentos:

Monitorar o funcionamento do caixão misturador, de forma a impedir que

o desgaste excessivo das pás ou qualquer outro fator venha a

comprometer a homogeneização da mistura água-argila.

Estoque

intermediário

Matéria-prima:

Manter a massa estocada em ambiente isolado, de forma a evitar a

perda de umidade e formação de grão duros;

Manter em estoque até a completa homogeneização da umidade e

o alívio das tensões residuais impostas pela laminação.

Figura 10 – Modelo de equipamento para secagem artificial de argila.

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5. RESULTADOS OBTIDOS NO ÂMBITO DO PROJETO

De modo a comparar as duas rotas de prepraração de massas apresentadas e

avaliar os resultados após a moldagem por extrusão das mesmas, foram prepradas

três massas cerâmicas por via semi-úmida e por via seca compostas por: (i) argila

primária, (ii) argila secundária, (iii) composição de argilas primária e secundária. Os

demais parâmetros de processamento foram mantidos constantes.

A comparação dos resultados obtidos na caracterização tecnológica das massas

cerâmicas encontram-se resumidos nas Tabelas 1, 2 e 3. Todos os dados relativos à

umidade de extrusão e absorção de água estão apresentados em relação à base

úmida.

Independente do tipo de argila utilizado, foram observados comportamentos e

respostas similares quanto às características da massa relativas ao processamento,

características dos corpos de prova após secagem e após queima, quando

compraradas as duas rotas de preparação de massas.

Na preparação das massas foram observadas diferenças significativas quanto

ao volume de água necessário para obtenção de massas plásticas homogêneas. As

massas preparadas por via semi-úmida precisaram de mais umidade que as massas

preparadas por via seca. Como resultado, a dureza média dos corpos extrudados das

massas preparadas por via semi-úmida foi menor e a retração linear de secagem

maior.

Após queima, a retração linear e a perda de massa obtidas em laboratório foram

maiores para as massas preparadas por via seca. Contudo, dados fabris históricos

apontam que a retração linear de massas preparadas por via seca são menores que as

proparadas por via semi-úmida, bem como, a perda de massa se mantém constante.

Atribui-se esse fato as flutuações usuais de temperatura dos fornos industriais.

Da mesma forma, nas massas preparadas por via seca as absorções de água

resultaram menores e os módulos de resitência à flexão maiores, uma vez que a

distribuição de tamanho de partículas/aglomerados é mais estreita e o empacotamento

pós extrusão é mais uniforme.

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Argila primária – 0147-13

Tabela 1 – Comparação dos resultados obtidos na caracterização tecnológica de massas cerâmicas

preparadas por via semi-úmida e via seca para amostra de argila primária 0147-13

Características da massa relativas ao processamento

Rota de preparação de massa Umidade de extrusão

[%]

Dureza do extrudado

[kgf/cm²]

Via semi-úmida 24,5 1,6

Via seca 20,4 2,5

Características dos corpos de prova após secagem

Rota de preparação de

massa

Módulo de resistência à flexão – MRF

[kgf/cm²]

Retração linear

[%]

Via semi-úmida 77 8,0

Via seca 123 6,7

Características dos corpos de prova após queima

Rota de preparação de massa Propriedade Temperatura de queima [°C]

900 950 1000 1050

Via semi-úmida Retração linear

[%]

1,8 2,1 2,2 2,7

Via seca 2,2 2,5 2,9 3,7

Via semi-úmida Perda de massa

[%]

9,4 9,5 10,3 9,4

Via seca 10,2 10,3 10,3 10,4

Via semi-úmida Absorção de água

[%]

17,6 16,4 15,9 14,3

Via seca 14,7 13,7 12,3 9,8

Via semi-úmida MRF

[kgf/cm²]

115 133 142 152

Via seca 133 156 150 181

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Argila secundária – 148-13

Tabela 2 – Comparação dos resultados obtidos na caracterização tecnológica de massas cerâmicas

preparadas por via semi-úmida e via seca para amostra de argila secundária 0148-13

Características da massa relativas ao processamento

Rota de preparação de massa Umidade de extrusão

[%]

Dureza do extrudado

[kgf/cm²]

Via semi-úmida 21,5 1,0

Via seca 18,2 2,0

Características dos corpos de prova após secagem

Rota de preparação de

massa

Módulo de resistência à flexão – MRF

[kgf/cm²]

Retração linear

[%]

Via semi-úmida 40 7,7

Via seca 67 6,4

Características dos corpos de prova após queima

Rota de preparação de

massa Propriedade

Temperatura de queima [°C]

900 950 1000 1050

Via semi-úmida Retração linear

[%]

0,2 0,6 1,1 2,6

Via seca 1,1 1,5 1,9 **

Via semi-úmida Perda de massa

[%]

6,6 6,6 6,7 6,8

Via seca 7,5 7,6 7,7 **

Via semi-úmida Absorção de água

[%]

19,4 19,0 18,2 17,4

Via seca 15,5 14,8 13,5 **

Via semi-úmida MRF

[kgf/cm²]

31 30 32 36

Via seca 71 76 88 **

**: Quebra > 75% dos corpos de prova

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Composição de argilas primária e secundária – 0002-14

Tabela 3 – Comparação dos resultados obtidos na caracterização tecnológica de massas cerâmicas

preparadas por via semi-úmida e via seca para amostra de composição de argilas primária e secundária

0002-14

Características da massa relativas ao processamento

Rota de preparação de massa Umidade de extrusão

[%]

Dureza do extrudado

[kgf/cm²]

Via semi-úmida 21,3 1,5

Via seca 20,6 2,1

Características dos corpos de prova após secagem

Rota de preparação de

massa

Módulo de resistência à flexão – MRF

[kgf/cm²]

Retração linear

[%]

Via semi-úmida 43 8,2

Via seca 90 7,1

Características dos corpos de prova após queima

Rota de preparação de

massa Propriedade

Temperatura de queima [°C]

900 950 1000 1050

Via semi-úmida Retração linear

[%]

1,0 ** ** **

Via seca 1,2 1,6 1,9 2,4

Via semi-úmida Perda de massa

[%]

7,1 ** ** **

Via seca 7,3 7,3 7,4 7,4

Via semi-úmida Absorção de água

[%]

13,7 ** ** **

Via seca 14,6 13,8 13,1 12,3

Via semi-úmida MRF

[kgf/cm²]

144 ** ** **

Via seca 193 152 133 137

**: Quebra > 75% dos corpos de prova

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As amostras de argila secundária preparadas por via seca não resistiram as

queimas a temperaturas maiores que 1000 °C, mesmo tendo apresentado resultados

melhores quanto ao desempenho tecnológico.

Por sua vez, as amostras da composição de argilas primária e secundária

preparadas por via semi-úmida não resistiram as queimas a temperaturas maiores que

900 °C, mas apresentaram resultados globais de desempenho tecnológico adequados

para a produção de produtos a base de cerâmica vermelha.

De modo geral, a preparação de por via seca tende a estreitar a distribuição de

tamanho de partículas/aglomerados, o que torna o empacotamento pós extrusão mais

uniforme, e reduz as tensões residuais da moldagem nos componentes cerâmicos. Isso

geralmente acarreta em uma retração linear total mais homogênea, reduz as distorções

geradas na secagem e queima, bem como aumenta a resistência mecânica dos

produtos.