Industria Cerâmica
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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.