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Para melhor compreender a situação tecnológica atual referente ao estado da técnica na produção de pastas para o grés porcelanato, é necessário fazer algumas breves considerações sobre os problemas produtivos que estão afetando um importante segmento do mercado de azulejos cerâmicos para a construção civil.
A diferente formulação das pastas para a produção do grés porcelanato, na qual a percentagem de materiais duros (feldspatos e areias) é superior relativamente à das pastas para a monoqueima tradicional em pasta branca, comporta, obviamente, tempos de moagem mais longos. Mas é principalmente na metodologia de moagem requerida onde procurar a causa principal da drástica redução de produtividade dos moinhos a úmido, sejam eles contínuos ou descontínuos.
Ter de produzir um material como o grés porcelanato, no qual a homogeneidade de composição é uma exigência essencial e no qual o padrão de qualidade deve atender a características bem específicas, tais como: compacidade estrutural, resistência mecânica, resistência ao ataque químico e à abrasão (dureza), insensibilidade ao gelo e resistência às manchas, comporta necessariamente uma exasperação dos ciclos de moagem no processo a úmido.
A conseqüência natural destes fatores é a diminuição da produtividade causada, como já dissemos, tanto pelo aumento da quantidade de materiais duros na pasta, como pela necessidade de obter na prensa um material semi-transformado que permita produzir um produto final (na saída do forno) com a máxima greificação e, portanto, com absorção igual a zero.
A exigência de manter a granulometria abaixo de 50 μm (e com a maior parte do material entre 30 e 40 μm) é um objetivo, com o processo a úmido, produtiva e economicamente pouco rentável e tem como principal conseqüência o fato que, em um moinho contínuo comum a úmido dimensionado para produzir 30 ton/h com uma pasta para monoqueima, a capacidade produtiva é reduzida a até 10-12 ton/h quando se produz uma pasta para grés porcelanato.
Vem daqui a necessidade de moer os materiais duros separadamente, com métodos de moagem a seco muito mais eficazes e específicos para as suas características físico-químicas: o emprego do moinho a úmido limita-se apenas a uma fase de mistura dos feldspatos micronizados com as argilas plásticas, para assim reconduzir a produtividade destas máquinas pelo menos aos valores iniciais.
Caso se deseje evitar também esta última fase, eliminando completamente o emprego dos moinhos horizontais, pode-se pensar em amalgamar a mistura de argilas plásticas (desde que sejam suficientemente limpas) com os feldspatos micronizados no interior de turbodissolvedores comuns.
Esta solução permite evitar os grandes custos relacionados com o gerenciamento dos moinhos horizontais a úmido.
A LINHA MICRO-DRY PARA MICRONIZAÇÃO DE MATERIAIS DUROS PARA GRÉS PORCELANATO
Uma das mais importantes inovações desenvolvidas pelo Setor Tecnológico da Manfredini & Schianchi nos últimos anos foi o estudo aprofundado da micronização a seco dos materiais duros da pasta para a produção de grés porcelanato.
Podendo contar com o conhecimento de trinta décadas na preparação das matérias primas por via "seca" e servindo-se da experiência e tecnologia provenientes de outros setores, enriquecidas e aperfeiçoadas em todos os seus aspectos-chave, para garantir um controle completo da qualidade do produto final, foram desenvolvidas linhas completas de secagem-micronização que são tecnologicamente muito avançadas dos pontos de vista tanto da automatização, como da gestão e da absoluta tranqüilidade de trabalho.
As novas linhas Micro-Dry, com capacidades produtivas que vão de 5 a mais de 35 ton/h, são constituídas por um núcleo central, formado pela máquina de secagem–moinho, e pelo separador dinâmico de última geração.
Um objetivo importante dos pontos de vista das instalações (linha mais compacta e menores custos de gestão) e tecnológico (total ausência de poluição), é representado pela possibilidade de utilizar matérias primas com umidades específicas de 8-10% e com tamanhos dos grãos de 0 a 5 mm (com a possibilidade de receber também material mais grosseiro) e alimentá-las diretamente no moinho, evitando assim os problemas relacionados com os sistemas tradicionais de secagem.
Apesar do moinho representar o coração do equipamento, o ponto-chave desta tecnologia está na precisão que pode ser obtida com os separadores dinâmicos de última geração da MS.
De fato, é o dimensionamento perfeito deste binômio que possibilita uma classificação bem intensa (granulometria abaixo de 50 μm), precisa e contínua com o passar do tempo, fornecendo assim aquelas garantias de qualidade e compacidade estrutural que o grés porcelanato requer.
O know-how que orienta o projeto de toda a linha de equipamentos segue completamente esta prioridade cerâmica, ou seja, a de ter cortes de separação nítidos, com percentagens de resíduo próximas do zero.
A continuidade produtiva do moinho e a precisão dos separadores dinâmicos da MS, com elevado grau de separação, fornecem à linha as potencialidades tecnológicas de que necessita.
Toda a planta, cuja complementação natural está nos equipamentos de preparação da mistura e nos sistemas de estocagem e carga caminhões-tanques, representa uma evolução relativamente ao estado atual da técnica.
É evidente, de fato, o "gap" tecnológico e de processo que garante a continuidade e a repetibilidade das misturas com o passar do tempo, isso também para o que se refere à preparação das matérias primas, obtidas graças a sistemas de extração e pesagem contínua com tolerância reduzida a 1% e completamente gerenciada por uma supervisão eletrônica.
O projeto das linhas Micro-Dry parte de uma análise aprofundada das matérias primas, realizada nos nossos laboratórios e averiguada na planta piloto, e que assume uma importância fundamental para o dimensionamento correto do equipamento.
Em função dos resultados de moabilidade obtidos e das exigências produtivas requeridas, passa-se ao dimensionamento, para cada caso, do grupo composto pelo secador-moinho-separador.
A colaboração contínua entre os nossos engenheiros, responsáveis técnicos e técnicos-cerâmicos das indústrias que utilizam esta tecnologia, permite mais um grau de afinação dos pontos de vista tanto cerâmico, como de equipamentos.
OS CUSTOS
Relativamente ao aspecto econômico, é importante ressaltar como o custo correspondente à transformação de uma tonelada de matéria prima (ou seja, custo de secagem, custo de moagem, custo de manutenção e custo de mão-de-obra), fique bem abaixo dos 12 €/ton e inclua também a cota de amortização.
Além disso, o investimento deve ser considerado correlacionado à possibilidade de restabelecer a produtividade das linhas de moagem a úmido, até os valores que eram obtidos anteriormente.
Dimensões do grupo secador-moinho: |
~ 15000 x 8000 h 14000 |
Material na alimentação: |
mistura de feldspatos |
Tamanho dos grãos na entrada: |
0-8 mm |
Umidade na entrada
do secador-moinho: |
8-10% |
Produção horária: |
10-11 ton/h |
Corte granulométrico |
< 50 μm di cui 80% <20 μm |
Potência instalada no moinho: |
500 kW |
Potência consumida pelo moinho: |
400 kW |
Potência consumida para cada tonelada de matéria prima moída: |
~ 40 kW |
kg de allubit que é necessário reintegrar para cada tonelada de material moído: |
~ 1 |
Metros cúbicos de metano necessários para secar uma tonelada de material: |
~ 6 |
Mão-de-obra necessária para controlar e efetuar a manutenção de toda a linha de equipamentos no arco de 24 horas: |
3 + 1 |
A tabela mostra como o custo total de gestão, incluindo a mão-de-obra, energia elétrica e energia térmica, custo de pessoal encarregado do equipamento, ou seja, o custo de transformação seja igual a 8,80 €/ton
É importante ressaltar também que, para uma linha de 10 ton/h (10 ton/h x 22 h/dia x 300 dias/ano = 66.000 ton/ano), a cota de amortização é de cerca de 3 €/t que, somada ao dado anterior resulta em um custo de transformação global de 11,80 €/t.
VANTAGENS TECNOLÓGICAS NO PRODUTO FINAL
Um estudo feito pelo Departamento de Engenharia dos Materiais da Universidade de Trento tentou compreender e resolver o problema da sujabilidade do grés porcelanato técnico.
Para este defeito, presente com maior intensidade nos produtos polidos comparados com os brutos, ainda não foram definidas normas claras e uma padronização dos métodos de medição.
No estudo foram utilizados como indicadores de sujabilidade os poros superficiais compreendidos entre 1 e 10 μm. Comparando os dados relativos às porosidades médias dos azulejos tanto brutos, como polidos, observou-se que a absorção cresce constantemente nos segundos.
Comparando ainda as várias análises químicas com os valores da porosidade, constatou-se que estas análises não ajudam a compreender o motivo da diferença de sujabilidade.
Outras alternativas para solucionar este problema poderiam ser:
- Aumento dos tempos e das temperaturas de queima
- Aumento dos tempos de moagem de toda a pasta
Ambos estes procedimentos não foram considerados funcionais do ponto de vista econômico porque comportariam custos produtivos demasiado elevados.
O estudo demonstrou que os vários tipos de pasta que contêm uma matéria prima dura ou feldspática com granulometria < 45 μm, dão origem a azulejos nos quais, substancialmente, a porosidade aberta superficial tende a diminuir.
O microscópio eletrônico demonstrou claramente que esta porosidade, também nos azulejos polidos, tem uma tendência nítida a diminuir se nas pastas for introduzido feldspato com granulometria = < 45 μm.
Fica portanto claro que existe uma correlação entre as granulometrias das matérias primas individuais e a diminuição da sujabilidade.
Em especial, o estudo mostrou como a presença de feldspatos introduzidos já a 45 μm em uma pasta para a produção de grés porcelanato favorece a eliminação completa da sujabilidade mantendo o ciclo produtivo tradicional e aumentando significativamente a quantidade moída, evitando assim os eventuais aumentos da temperatura de queima ou uma moagem de toda a pasta a granulometrias inferiores a 45 μm com o moinho a úmido que, como vimos, são particularmente caros.
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