INDUSTRIA CERÂMICATecnologia Química – 2011.2

José Carlos Medeiros Vieira

Prof.: Edmundo Accioly

Índice

Introdução

Matéria Prima

Produção

Aspectos de mercado

Qualidade

Meio Ambiente

Introdução• A palavra cerâmica vem do grego keramiké.• Compreendem os materiais não-metálicos obtidos

através de tratamento térmico.• A partir da matéria-prima utilizada identificam-se as

cerâmicas tradicionais (ou silicáticas) de base argilosa, tais como: cerâmica estrutural ou vermelha, cerâmica branca e de revestimentos.

Introdução

Cerâmica Vermelha ou Estrutural

Materiais Refratários

Cerâmica Branca

Cerâmica de Revestimento Isolamento Térmico

Matérias Primas: ArgilasArgila é um sedimento com tamanho de partícula inferior a 4μm, constituída por argilominerais(Al2O3.2SiO2.2H2O)

Sua principal característica é desenvolver plasticidade quando há a adição de água, perdendo-a após a secagem e queima sob altas temperaturas, adquirindo alta resistência mecânica.

Matérias Primas: Argilas

Matérias Primas: Argilas

Matérias Primas: Argilas

Distribuição das principais bacias sedimentares brasileiras, portadoras de depósitos de argila para uso em cerâmica vermelha (CABRAL JUNIOR et al, 2009).

Matérias Primas: Argilas

Composição química de massa cerâmica(% em peso) usada na fabricação de tijolos na região de Campos dos Goitacazes – RJ (VIEIRA, 2000).

Composição química de amostras de argila utilizadas comercialmente na região da Turquia (OLGUN, 2005)

Produção: Cerâmica Vermelha

ExtraçãoTratamento

PrimárioMisturador

Laminador Extrusão

EstocagemSecagem Queima

Corte

Produção: Cerâmica Vermelha

Misturador:

Pás carregadeiras Retroescavadeiras Tratores de esteiras Caçambas

Moinho. Caixão alimentador. Misturador. Laminador.

Extração:

Extrusão:

A massa plástica é colocada numa extrusora, também conhecida como maromba, onde é compactada e forçada por um pistão ou eixo helicoidal através do bocal (boquilha) com determinado formato.

Produção: Cerâmica Vermelha

Extrusão:

Produção: Cerâmica Vermelha

Secagem:

Produção: Cerâmica Vermelha

Secagem:

Secagem natural

Produção: Cerâmica Vermelha

Queima:

A queima provoca variações nas propriedades físico-químicas e mecânicas da peça cerâmica, diferenciando-se de acordo com a matéria-prima utilizada na fabricação.

Reações:

Oxidação, Calcinação, Desidratação, Formação de Silicatos, Sinterização e outras reações

Produção: Cerâmica Vermelha

Queima: Reação de Sinterização

Promove um incremento de diversas propriedades na cerâmica: resistência mecânica, à abrasão e à agentes químicos (água e outros), redução da porosidade, impermeabilidade, etc.

Produção: Cerâmica Vermelha

Produção: Cerâmica Vermelha

Queima: Fornos intermitentes

Carregamento

Aquecimento

Queima

Resfriamento

Descarregamento

Queima: Forno Tipo Chama Reversível(Tipo Abóbada)

Produção: Cerâmica Vermelha

Queima: Forno Tipo Chama Reversível(Tipo Abóbada)

Produção: Cerâmica Vermelha

Queima: Forno vagão

O forno vagão é um forno de funcionamento intermitente. As peças são colocadas numa plataforma com rodas de aço sobre trilhos. A plataforma é empurrada e retirada do forno por meio de tração mecânica.

Produção: Cerâmica Vermelha

Queima: Fornos contínuos – Tipo Hoffman

A queima se dá câmara por câmara, isto é, enquanto uma câmara está queimando, as posteriores estão na fase de aquecimento aproveitando o calor da queima e as anteriores estão resfriando com uso de ar ambiente.

Produção: Cerâmica Vermelha

Queima: Características

• Tempo de operação Variável.• Temp.= 950ºC(aprox.)• Combustível:

• Óleo, • Lenha, • Biomassa • Gás Natural• Outros

Produção: Cerâmica Vermelha

Produção: Pisos e revestimentosVIA SECA

Produção: Pisos e revestimentosVIA ÚMIDA

Aspectos de Mercado

PRODUÇÃO BRASILEIRA DE CERÂMICA VERMELHA (peças)

Aspectos de Mercado

DISTRIBUIÇÃO DE EMPRESAS POR REGIÃOFonte: Ministério de Minas e Energia – MME

Aspectos de MercadoProdução Brasileira por Região (mil milheiros/mês) - 2008

Aspectos de MercadoConsumo Brasileiro de cerâmica vermelha - 2009

Aspectos de Mercado

Aspectos de Mercado

Aspectos de Mercado

Aspectos de Mercado

Qualidade: Normas Técnicas• ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas

• Blocos NBR 6461: Bloco cerâmico para alvenaria - Verificação da resistência à compressão (1983)NBR 7171: Bloco cerâmico para alvenaria (1992)NBR 8042: Bloco cerâmico para alvenaria - Formas e dimensões (1992)NBR 8043: Bloco cerâmico portante para alvenaria - Determinação da área líquida (1983) 

Telhas NBR 6462: Telha cerâmica tipo francesa - Determinação da carga de ruptura à flexão (1987) NBR 7172: Telha cerâmica tipo francesa (1987) NBR 8038: Telha cerâmica tipo francesa - Forma e dimensões (1987) NBR 8947: Telha cerâmica - Determinação da massa e da absorção de água (1985) NBR 8948: Telha cerâmica - Verificação da impermeabilidade (1985) NBR 9598: Telha cerâmica de capa e canal tipo paulista - Dimensões (1986) NBR 9599: Telha cerâmica de capa e canal tipo plan - Dimensões (1986) NBR 9600: Telha cerâmica de capa e canal tipo colonial - Dimensões (1986) NBR 9601: Telha cerâmica de capa e canal (1986) NBR 9602: Telha cerâmica de capa e canal - Determinação de carga de ruptura à flexão (1986) NBR 13582: Telha cerâmica tipo romana (2002) 

Tijolo Maciço Cerâmico para Alvenaria NBR-6460: Tijolo maciço cerâmico para alvenaria - Verificação da resistência à compressão (1983) NBR-7170: Tijolo maciço cerâmico para alvenaria (1983) NBR-8041: Tijolo maciço cerâmico para alvenaria - Forma e dimensões (1983) 

Tubos Cerâmicos NBR 5645: Tubo cerâmico para canalizações (1990) NBR 6549: Tubo cerâmico para canalizações - Verificação da permeabilidade (1991) NBR 6582: Tubo cerâmico para canalizações - Verificação da resistência à compressão Diametral (1991) NBR 7529: Tubo e conexão cerâmicos para canalizações - Determinação da absorção de água (1991) NBR 7530: Tubo cerâmico para canalizações - Verificação dimensional (1991) NBR 7689: Tubo e conexão cerâmicos para canalizações - Determinação da resistência química (1991) NBR-8410: Conexão cerâmica para canalização – Verificação dimensional (1994)

Meio Ambiente

Consumo Energético:

• Em função da representatividade dos volumes de consumo de lenha, a atividade cerâmica deve ter especial atenção aos problemas ambientais causados pela sua queima, em função da produção de cinzas, óxidos de enxofre, dióxido de carbono e óxidos de nitrogênio, causadores de chuva ácida e de danos à camada de ozônio.

• Além disso, a lenha apresenta baixo rendimento energético, que impacta na qualidade e nos padrões técnicos dos produtos, resultando em até 30% de perda.

Meio Ambiente

Meio Ambiente

O Manual de Conservação de Energia na Indústria de Cerâmica Vermelha (INT, 1993, pg. 28) informa que pequenas quantidades de materiais (turfa, finos de carvão, resíduo de coque de siderurgia ou de petróleo, etc.) quando misturados à massa cerâmica podem trazer economias da ordem de 40% do consumo de energia durante a fase de queima.

Referências• http://www.abceram.org.br• http://www.anicer.com.br/• www.ceramicaindustrial.org.br• Cerâmica Vermelha - ESTUDOS DE MERCADO SEBRAE/ES

PM 2008.

Argila + Borra oleosa.

Misturador

Adição de borra: 0% ~ 5% ~10%

em peso.

Extrusão/Moldagem

Secagem

Queima

Em Laboratório:Secagem em estufa (110 ºC por 24 h) ou secagem por convecção natural.

Em Laboratório:Forno tipo Mufla: Q = 3ºC/min ~ T=900ºCTempo de permanência na temperatura de patamar = 2horas.