fabricaÇÃo de porcelanatos no polo … / processos natureza dos porcelanatos e rotas de...
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FABRICAÇÃO DE PORCELANATOS NO
POLO DE SANTA GERTRUDES:
BARREIRAS, OPORTUNIDADES E TENDÊNCIAS
Fábio G. Melchiades**, Lisandra Conserva*, Suelen Nastri* e
Anselmo O. Boschi*
* LaRC / DEMa / UFSCar
** CRC - Centro de Revestimentos Cerâmicos
JUNHO / 2015
Fabricação de porcelanatos no Brasil
INTRODUÇÃO
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016
0
20
40
60
80
100
120
Pro
du
ção
(m
ilh
ões
m2)
Ano
Taxas de crescimento de produção > 10% ao ano
Representam mais de 10% da produção nacional de revestimentos
85% porcelanatos esmaltados; 15% porcelanatos técnicos
OBJETIVO
Analisar as possibilidades para o crescimento da fabricação de
porcelanatos no polo de Santa Gertrudes, destacando os desafios,
oportunidades e tendências futuras.
RAZÕES DO SUCESSO
“MARKETING”
FORÇA DA MARCA
DESEMPENHO
(BAIXA ABSORÇÃO DE ÁGUA)
GRANDES FORMATOS
DESIGN
COR DA MASSA
(MASSA CLARA)
PRODUTOS / PROCESSOS
Natureza dos porcelanatos e rotas de fabricação possíveis:
Parâmetros Via úmida
Técnico
Via úmida
Esmaltado
Via seca
Vermelho 1
Via seca
Vermelho 2
Via seca
Massa clara
Matérias-primas
Arg. brancas
Bentonitas
Caulins
Feldspatos
Arg. brancas
Filitos
Talcos
Fundentes
Argilas
vermelhas
Argilas
vermelhas
Arg. brancas
Filitos
Talcos
Fundentes
Moagem Úmida Úmida Seca - Grossa Seca - Fina Seca - Fina
Formatos Grandes / Peq. Grandes / Peq Pequenos Grandes / Peq Grandes / Peq
Ciclo de queima 45 – 60 min 35 – 50 min 28 – 40 min 35 – 45 min 35 – 50 min
Cor de queima Branca Clara Vermelha Vermelha Clara
Valor $$$$ $$$ $ $$ $$$
PRODUTOS / PROCESSOS
Natureza dos porcelanatos e rotas de fabricação possíveis:
Parâmetros Via úmida
Técnico
Via úmida
Esmaltado
Via seca
Vermelho 1
Via seca
Vermelho 2
Via seca
Massa clara
Matérias-primas
Arg. brancas
Bentonitas
Caulins
Feldspatos
Arg. brancas
Filitos
Talcos
Fundentes
Argilas
vermelhas
Argilas
vermelhas
Arg. brancas
Filitos
Talcos
Fundentes
Moagem Úmida Úmida Seca - Grossa Seca - Fina Seca - Fina
Formatos Grandes / Peq. Grandes / Peq Pequenos Grandes / Peq Grandes / Peq
Ciclo de queima 45 – 60 min 35 – 50 min 28 – 40 min 35 – 45 min 35 – 50 min
Cor de queima Branca Clara Vermelha Vermelha Clara
Valor $$$$ $$$ $ $$ $$$
PRODUTOS / PROCESSOS
Natureza dos porcelanatos e rotas de fabricação possíveis:
Parâmetros Via úmida
Técnico
Via úmida
Esmaltado
Via seca
Vermelho 1
Via seca
Vermelho 2
Via seca
Massa clara
Matérias-primas
Arg. brancas
Bentonitas
Caulins
Feldspatos
Arg. brancas
Filitos
Talcos
Fundentes
Argilas
vermelhas
Argilas
vermelhas
Arg. brancas
Filitos
Talcos
Fundentes
Moagem Úmida Úmida Seca - Grossa Seca - Fina Seca - Fina
Formatos Grandes / Peq. Grandes / Peq Pequenos Grandes / Peq Grandes / Peq
Ciclo de queima 45 – 60 min 35 – 50 min 28 – 40 min 35 – 45 min 35 – 50 min
Cor de queima Branca Clara Vermelha Vermelha Clara
Valor $$$$ $$$ $ $$ $$$
PRODUTOS / PROCESSOS
Natureza dos porcelanatos e rotas de fabricação possíveis:
Parâmetros Via úmida
Técnico
Via úmida
Esmaltado
Via seca
Massa clara
Via seca
Vermelho 2
Via seca
Vermelho 1
Matérias-primas
Arg. brancas
Bentonitas
Caulins
Feldspatos
Arg. brancas
Filitos
Talcos
Fundentes
Arg. brancas
Filitos
Talcos
Fundentes
Argilas
vermelhas
Argilas
vermelhas
Moagem Úmida Úmida Seca - Fina Seca - Fina Seca - Grossa
Formatos Grandes / Peq. Grandes / Peq Pequenos Grandes / Peq Grandes / Peq
Ciclo de queima 45 – 60 min 35 – 50 min 35 – 50 min 35 – 45 min 28 – 40 min
Cor de queima Branca Clara Clara Vermelha Vermelha
Valor $$$$ $$$ $$$ $$ $
$
PORCELANATOS VIA ÚMIDA
VANTAGENS
Tecnologia conhecida e denominada mundialmente;
Fabricação de grandes formatos;
Massas de cor de queima branca ou clara;
Possibilidade de fabricação de porcelanatos técnicos polidos.
PORCELANATOS VIA ÚMIDA
DESVANTAGENS
Consumo de gás natural:
Consumo GN = 650 Kcal/Kg
1,00 – 1,20 m3/m2
Consumo GN = 1.100 Kcal/Kg
1,80 – 2,20 m3/m2
+70%
PORCELANATOS VIA ÚMIDA
DESVANTAGENS
Consumo de defloculante;
Massa precisa ter boa defloculação;
Consumo de água;
Emissões atmosféricas de CO2 e outros gases
PORCELANATOS VIA ÚMIDA
TENDÊNCIAS
Moagem contínua;
Fabricação de porcelanatos técnicos;
Recuperação de calor (redução do consumo de GN)
PORCELANATOS VIA ÚMIDA
DESAFIOS
Matérias-primas: Formulações Típicas
Matérias-primas Esmaltado R$ / ton*
Argila Refratária 10 - 20 40 – 60
Argila Fundente 5 - 15 35 – 50
Filitos 25 - 50 40 – 55
Talco 0 - 6 60 – 80
Carbonatos 0 - 3 50 - 70
Feldspato / Fonolito 0 - 8 60 - 150
Taguá 0 - 10 25 - 35
* FOB Mina com impostos
Custo médio = R$ 50 – 65 / ton + frete
PORCELANATOS VIA ÚMIDA
DESAFIOS
Matérias-primas: Formulações Típicas
Matérias-primas Técnico
Argila Refratária 10 - 20
Bentonita 0 - 5
Caulim 10 - 25
Filito Branco 0 - 10
Feldspato 40 - 55
Silicato de Zircônio 0 - 3
PORCELANATOS VIA ÚMIDA
DESAFIOS
Argilas:
PORCELANATOS VIA ÚMIDA
DESAFIOS
Filitos:
PORCELANATOS VIA ÚMIDA
DESAFIOS
Feldspatos:
PORCELANATO VIA SECA – MASSA CLARA
CONCEITO
Massa de composição e granulometria semelhante à de via úmida moída
em moinhos pendulares / de rolos:
VIA ÚMIDA VIA SECA
VANTAGENS
Menor consumo de gás natural: economia de 25% a 35% (estim.);
Fabricação de grandes formatos;
Massas de cor de queima branca ou clara;
PORCELANATO VIA SECA – MASSA CLARA
Redução das emissões atmosféricas de CO2 e outros gases;
Menor consumo de água;
Massa não precisa deflocular;
Eliminação dos defloculantes;
DESVANTAGENS
Tecnologia menos difundida no Brasil e no mundo;
PORCELANATO VIA SECA – MASSA CLARA
Necessidade de secar as matérias-primas antes de moer (ou junto);
Possível necessidade de secar os grânulos;
Grânulos mais difíceis de deformar na prensagem
DESAFIOS
Granulação
PORCELANATO VIA SECA – MASSA CLARA
DESAFIOS
PORCELANATO VIA SECA – MASSA CLARA
ATOMIZADO
VIA SECA
Granulação
DESAFIOS
PORCELANATO VIA SECA – MASSA CLARA
Granulação
1075 1100 1125 1150 1175 1200 1225
0
2
4
6
8
10
12
14
Atomizado
Via seca
Temperatura (oC)
Absorç
ão d
e á
gua
(%
)
2
4
6
8
10
Retra
çã
o lin
ear (%
)
PORCELANATO VIA SECA – VERMELHO 1aG
Disponibilidade e custo de matérias-primas (R$ 10 – 20 / ton)
Menor consumo de gás natural: economia de 30% a 40% (estim.);
Redução das emissões atmosféricas de CO2 e outros gases;
Menor consumo de água;
Massa não precisa deflocular;
Eliminação dos defloculantes;
Tecnologia / processo conhecido e denominado na região;
VANTAGENS
Baixo investimento e adaptações nas fábricas
PORCELANATO VIA SECA – VERMELHO 1aG
DESVANTAGENS
Dificuldade para fabricar grandes formatos
Cor da massa
Dificuldade de agregar valor / diferenciar do BIIb da região
Qualidade do produto / defeitos de fabricação
PORCELANATO VIA SECA – VERMELHO 1aG
Descartes dimensionais e sobrequeima
DESAFIOS
Temperatura (ºC)
Absorç
ão d
e á
gua (
%)
Retr
ação lin
ear
de q
ueim
a (
%)
0,5
AA
RLq = 8 – 9%
PORCELANATO VIA SECA – VERMELHO 1aG
Contaminações e defeitos de superfície
DESAFIOS
PORCELANATO VIA SECA – VERMELHO 1aG
Deformação piroplástica (definição da formulação)
DESAFIOS
Argila AA (%) IP (cm-1)
1 0,1 25,0 x 10-5
2 0,4 22,5 x 10-5
3 0,5 2,1 x 10-5
4 0,1 4,3 x 10-5
5 0,1 3,1 x 10-5
6 0,4 6,7 x 10-5
7 0,2 3,1 x 10-5
8 0,3 10,2 x 10-5
9 0,1 16,1 x 10-5
10 0,4 19,3 x 10-5
0,0 0,4 0,8 1,2 1,6 2,0 2,4 2,8
0
4
8
12
16
20
24
28
Índ
ice
de
pir
op
las
tic
ida
de
(x
10
-5 c
m-1)
(%Na2O + %CaO)
2 + (%K
2O + %MgO)
% Al2O
3
PORCELANATO VIA SECA – VERMELHO 2aG
VANTAGENS
Disponibilidade e custo de matérias-primas (R$ 10 – 20 / ton)
Menor consumo de gás natural: economia de 30% a 40% (estim.);
Redução das emissões atmosféricas de CO2 e outros gases;
Menor consumo de água;
Massa não precisa deflocular;
Eliminação dos defloculantes;
Fabricação de grandes formatos;
Qualidade do produto / defeitos de fabricação;
PORCELANATO VIA SECA – VERMELHO 2aG
DESVANTAGENS
Tecnologia menos difundida no Brasil e no mundo;
Possível necessidade de secar os grânulos;
Grânulos mais difíceis de deformar na prensagem
Cor da massa
PORCELANATO VIA SECA – VERMELHO 2aG
DESAFIOS
Granulação
PORCELANATO VIA SECA – VERMELHO 2aG
DESAFIOS
Granulação
Características Vermelho
1ª Geração
Vermelho
2ª Geração
Resíduo 63 mm (%) 28,9 4,6
Fluidez – I.H. 1,60 1,24
Densidade aparente (g/cm3) 1,91 2,01
Módulo de ruptura flexão – 110oC (Kgf/cm2) 41 66
Temperatura de queima (oC) 1155 1140
Absorção de água (%) 0,3 0,3
Retração linear de queima (%) 8,6 7,4
Índice de Piroplasticidade (cm-1) 7,0 x 10-5 4,7 x 10-5
PORCELANATO VIA SECA – VERMELHO 2aG
COMENTÁRIOS FINAIS
Matérias-primas constituem importante desafio para o crescimento
dos porcelanatos de massa clara;
Porcelanatos técnicos e grandes formatos são importantes para
diversificar a produção crescente de porcelanatos na região;
Granulação desempenhará papel chave na viabilização dos
porcelanatos fabricados por via seca;
Há mercado para os porcelanatos vermelhos fabricados por via seca;
Porcelanatos vermelhos de 2ª geração podem aumentar a qualidade e
a competitividade dos porcelanatos vermelhos fabricados atualmente
Alta do dólar e as barreiras de importação dificultam a entrada de
produtos chineses;