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Matéria prima Moagem ou trituração Peneiramento Adição da água e/ou outros ingredientes Conformação da peça Extrusão Colagem Prensagem Tijolos, azulejos e ladrilhos de piso Tijolos, telhas, azulejos e ladrilhos de piso Louça sanitária INTRODUÇÃO Processo de fabricação de produtos cerâmicos: Conformação (colagem ou modelagem ) Preparação da massa cerâmica Secagem Esmaltação Queima 1 - EXTRAÇÃO Fatores que influem na qualidade da cerâmica: teor de argila, composição granulométrica, profundidade da barreira, umidade, etc. Apreciação do material: abrange o seu comportamento sob secagem e cozimento (uma das grandes razões da variedade de materiais cerâmicos à venda). VERIFICAÇÃO DA QUALIDADE DA ARGILA Carbonato de Cálcio ou compostos sulfurosos: cerâmica muito fendilhada; Sujeira(matéria orgânica): cerâmica muito porosa; Cal: queima quando recebe umidade, estourando reboco ou parede ESTUDO DOS SERVIÇOS DE EXTRAÇÃO Terras de má qualidade que cobrem a matéria-prima; Disposição da argila na jazida; Eliminação do material inútil (escombros); Tonelagem diária de argila a ser extraída; Tratamento da argila; Consistência natural da argila Recursos mecânicos disponíveis em função da produção diária 2 – TRATAMENTO DA MATÉRIA-PRIMA Compreende os processos de depuração, divisão, homogeneização e obtenção da umidade adequada da matéria- prima a) Depuração • Eliminação de impurezas que possam prejudicar o material. • Ex: grãos duros, nódulos de cal, sais solúveis, etc b) Divisão • Deve ser tal que as operações posteriores se realizem nas melhores condições; • Para as argilas: redução a pequenos fragmentos; • Desengordurantes: reduzidos a pó – requerendo trituração e moagem prévias c) Homogeneização • Condição essencial para a obtenção de um bom produto. • Argilas e desengordurantes devem misturar o mais intimamente possível e com quantidade de água precisa. d) Umidificação • Quantidade de água – quanto maior a quantidade de água, mais fácil a homogeneização • Cerâmica de construção: deve-se considerar que a quantidade de água misturada na pasta tem um limite. A quantidade de água será determinada pelo método de moldagem a empregar. 2.1 – PROCESSOS NATURAIS DE TRATAMENTO a) Mistura • Apos extraída, a argila deve ser misturada com outras ou com desengordurantes (correção de plasticidade e outras características) . Fonte: http://www.barddal.br b) Meteorização b) Submissão da argila recém-extraída à ação dos agentes atmosféricos; c) Disposição das argilas em camadas alternadas com desengordurantes – espessura de 80cm; d) Ação das chuvas: o material sofre lavagem e desagregação, dissolve-se e os sais solúveis são eliminados, desagregando-se em torrões maiores, há melhoria na qualidade das argilas; e) Processo rudimentar de baixo custo que exige áreas próximas à olaria com conseqüente imobilização de capital. c) Amadurecimento b) Usado na fabricação de produtos mais delicados; c) Requer distribuição mais uniforme da umidade da pasta; d) A argila é deixada em repouso ao abrigo das intempéries Normalmente 24h na preparação das pastas para fabricação de tijolos e telhas. d) Apodrecimento •A argila é levada para depósitos em ambientes abrigados e frios, sem circulação de ar e com pouca luz; •Pasta com umidade constante; •Nestas condições desenvolvem-se bactérias que originam as substâncias que atuam como aglomerantes aumentando a plasticidade das argilas, facilitando a moldagem e reduzindo a tendência de gretamento. e) Levigação •Processo de lavagem e purificação por decantação; •Empregado quando as argilas devem apresentar um pureza elevada para a fabricação de peças especiais; •A argila é mantida em suspensão e submetida a movimentos de agitação., devendo percorrer um determinado percurso. O material de decantação mais pesado (impurezas, grãos maiores, areias, etc) é recolhido e a pasta resultante agora limpa e homogênea é vertida em depósitos de sedimentação. •As impurezas que sobram são recolhidas com peneiras. 2.2 – PROCESSOS MECÂNICOS DE TRATAMENTO a) Trituração • Divisão do material em moinhos que permitem por peneiração, eliminar o material suficientemente fino, à medida que se produz. b) Peneiração • Separa o material por granulometria e elimina impurezas formadas por partículas grossas e duras; • Pode estar associada a uma lavagem; • Realizados em cilindros rotativos c) Amassamento e Mistura • Serve para preparar a argila para a moldagem, em algumas vezes simultaneamente; • Função: misturar as diversas qualidades de argilas e obter o índice de umidade desejado; d) Laminador – Refinador • Desintegração da argila: devido às velocidades dos dois rolos laminadores e do atrito de deslizamento, proporcionando maior homogeneidade à massa; •Reduz as perdas na produção: os grãos de pedra calcárias, corantes ferruginosos, pedriscos e impurezas em geral são reduzidos a pó, mesclando-se na massa cerâmica ao invés de apresentarem-se como corpos separados. 3 – MOLDAGEM e CONFORMAÇÃO Relaciona-se ao teor de água da pasta de argila; Quanto maior a quantidade de água, maior a plasticidade e mais fácil a moldagem; Consequências: retração na secagem e deformação no cozimento e aumento no consumo de combustível Utilizam-se, portanto, pastas cada vez mais secas, sem prejuízo da plasticidade. Pastas Brandas: 25% de umidade Pastas Duras: 15% de umidade Pastas Secas: 5-6% de umidade TIPOS DE PASTA função da plasticidade e teor de umidade TIPOS DE MOLDAGEM Moldagem a seco ou semi-seco (10-15% água) Moldagem com pasta plástica consistente (20-35%) Moldagem com pasta plástica mole (25-40%) Moldagem com pasta fluida (30-50%) a) Moldagem a Seco • Feita por prensagem; • A argila é moldada quase seca e para adquirir o formato desejado passa por prensas que variam de 5 a 700MPa • Usada para ladrilhos, azulejos, refratários, isoladores elétricos, tijolos e telhas de qualidade superior • Gera produtos de boa qualidade, pois não forma bolhas e a quantidade de água usada é mínima • Às vezes passa-se inicialmente por extrusão, formando tijolões. A massa resultante recebe então a forma definitiva por prensagem. Prensagem uniaxial automatizada ou seriada b) Moldagem com Pasta Plástica Consistente b) Usa a extrusão c) Como o processo incorpora ar, que irá se dilatar na queima, causando fendilhamento ou desagregação da peça, às vezes é acoplada uma câmara de vácuo Diminui a porosidade d) Usado em tijolos, tubos cerâmicos, telhas e refratários Extrusora de rosca a esquerda e formas típicas de produtos fabricados por extrusão a direita b) Moldagem com Pasta Plástica Mole b) Processo mais antigo; c) A cerâmica, muito pastosa, é moldada em moldes de madeira recobertos de areia ou tornos de oleiro; d) Usado em vasos, tijolos brutos, pratos, xícaras, etc. • Modelagem com torno CONFORMAÇÃO CONFORMAÇÃO • Modelagem pelo método de “rolinhos” CONFORMAÇÃO CONFORMAÇÃO • Com moldes de gesso d) Moldagem com Pasta Fluida •A cerâmica é dissolvida em água •A solução é vertida em moldes porosos de gesso; •A água é absorvida e a argila adere às paredes; •Quando seca a peça se retrai e descola; •Usado para porcelanas, louças sanitárias, peças de formato complexo. Processo de colagem Preparação da barbotina pesagem dos pós e mistura com água Moldes de gesso VIA ÚMIDA X VIA SECA •Investimento: na via seca praticamente não existe setor de massa. Não há moinhos, tanques, bombas, fornalhas e nem atomizadores. •Econômico: na via seca o processo é muito primário e simples permitindo uma diminuição enorme de energia, manutenção, mão-de- obra e consequentemente, custo. •Qualidade: a opção de via úmida é pela melhor qualidade.Neste processo as matérias-primas moídas e homogeneizadas permitem uma melhor reação pela interação entre os materiais e um melhor controle do processo. 4 - SECAGEM Tão importante quanto o cozimento, porque após a moldagem, permanece de 5 a 35% de água; Se a argila é levada úmida ao forno, a umidade interior fica retida pela crosta externa, aparecendo tensões internas e conseqüente fendilhamento; Se a secagem não é uniforme aparecem distorções, se muito rápida fica anti-econômica; Pode levar de 3 – 6 semanas para argilas moles ou 1 semana para argilas rijas; Resulta em retração das peças e deformação se não for bem conduzida. TIPOS DE SECAGEM Secagem Natural Secagem por Ar Quente Úmido Secadores de Túnel Secagem por Radiação Infra-Vermelha SECAGEM NATURAL •Processo comum nas olarias; •Demorado e exige grandes superfícies; •Realizado em depósitos quase fechados, colocados em torno acima do forno, do qual aproveitam o calor ou em telheiros ao abrigo do sol com ventilação controlada. SECAGEM POR AR QUENTE ÚMIDO •Secadores fornecem ar quente com alto teor de umidade, até desaparecer a água absorvida; •Depois recebe só ar quente para perda de água de capilaridade; •As deformações são mínimas. SECADORES DE TÚNEL •Túneis onde se faz passar o calor residual dos fornos (40 – 150oC); •As peças são colocadas em vagonetas que percorrem o túnel da menor para a maior temperatura. Fonte: http://www.barddal.br SECAGEM NO SECADOR SECAGEM POR RADIAÇÃO INFRA-VERMELHA •Pouco usada; •Altos custos e só serve para peças delgadas; •Alto rendimento e pouca deformação; •Usado em peças de precisão. ESMALTAÇÃO ESMALTE CERÂMICO: Frita (vidro moido) e água. Tipos de esmalte Transparentes Opacos Coloridos 5 - COZIMENTO •Parte mais importante da fabricação dos materiais; •Durante o cozimento ocorrem reações químicas que podem ser rápidas, outras exigem tempo, outras devem ser evitadas; •Para cerâmica de melhor qualidade o material vai duas vezes ao forno: aquecimento e reaquecimento; •O aquecimento resulta no biscoito; •O reaquecimento fixa o vidrado. Evita o emprego de temperaturas muito altas; Entre os cozimentos, aproveita-se para dar o vidrado nas peças esmaltadas, resultando em melhor fixação. Fornos Contínuos: •Produção contínua; •Série de câmaras de gás, de forma que quando a câmara está em fogo, os gases são levados a atravessar todas as outras antes de chegar à chaminé, havendo um pré- aquecimento. Fornos Intermitentes: •O calor é gerado fora dos fornos e circula pelo inteiror, através das pilhas de material cerâmico; •O material é cozido em lotes •O material não é cozido uniformemente, havendo a necessidade de desprezar algumas peças Forno Contínuo DEFEITOS • Poros Se a massa cerâmica for rica em materiais que liberem gases durante a queima (dolomita por exemplo), pode gerar uma porosidade excessivamente alta. MgCa(CO3)2 MgO + CaO + 2 CO2 •Rachaduras Ocorrem se a massa tiver excesso de quartzo. • Coração Negro Fe2O3(S) + CO(g) 2FeO(S) + CO2(g) Matéria orgânica que não é liberada da peça.
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