introdução à indústria cerâmica

UFSC

Universidade Federal de Santa Catarina

Florianpolis, 3 de maio de 2012

Indstria Cermica

Introduo

Engenharia

Qumica

Indstria Cermica UFSC

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Indstria Cermica

Universidade Federal de Santa Catarina

Curso

Matria

Professora

Alunos

Engenharia Qumica

Introduo Engenharia Qumica

Dra Selene M. A. Guelli Ulson de

Souza

Lucas Joshua Pires

Lgia R. Truti Assumpo

Manuela Cristina de Oliveira

Maria Eduarda Krger


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Sumrio

1. Histrico....................................................................................................5

2. Matrias-primas........................................................................................6

3. Produtos....................................................................................................9

4. Panorama................................................................................................10

4.1. Panorama mundial.......................................................................10

4.2. Panorama brasileiro.....................................................................11

4.3. Panorama de Santa Catarina.......................................................12

5. Principais processos de produo..........................................................14

6. Fluxograma.............................................................................................17

7. Principais equipamentos.........................................................................18

8. Referncias.............................................................................................19


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1. Histrico

A cermica surgiu na pr-histria quando o homem comeou a

endurecer o barro por meio do fogo, sendo considerada, por isso, a mais antiga

das indstrias. As primeiras cermicas tinham forma de vasos sem asas cor de

argila ou escurecidas por xido de ferro. Elas surgiram para substituir a

madeira e a pedra trabalhada.

Por ser a cermica, em grande parte dos casos, o nico elemento com o

qual podemos reconstruir os hbitos e a cultura dos povos j desaparecidos,

sua histria acaba se confundindo com a prpria histria da civilizao. Por

esse motivo, o seu estudo tido como primordial, pelos arquelogos e

historiadores, para o entendimento de muitos aspectos da vida das antigas

civilizaes. Os motivos artsticos das primeiras peas decoradas refletiam o

dia-a-dia da comunidade, englobando a caa, a luta, os animais, entre outros.

Com o passar dos anos, os povos evoluram e surgiram novas tcnicas

na fabricao da cermica, resultando no desenvolvimento de um estilo

caracterstico para cada civilizao. Uma prova disso, foi o desenvolvimento da

porcelana pelos chineses, pelo uso do caulim - um p branco muito fino.

No Brasil, a cermica no foi trazida pelos portugueses, ela tem sua

origem na Ilha de Maraj. Por ser bastante elaborada e apresentar uma grande

especializao artesanal, ela mostrava a avanada cultura indgena da regio,

que mesmo com instrumentos rudimentares, o ndio criou uma cermica de

valor cujos principais exemplares tinham continham imagens dos homens em

relevo.

Com a chegada dos colonizadores, o processo de fabricao da

cermica sofreu modificaes que resultaram na fabricao de peas com

maior simetria na forma e acabamento mais aprimorado num tempo de trabalho

menor.

A cermica hoje apresenta as mais variadas utilidades e em diversas

reas, alm de ser objeto de intensa pesquisa. No Japo ela colocada nos

trilhos dos trens bala, por ser resistente a altas temperaturas, na pecuria

australiana ela reveste os chips injetados nos animais possibilitando uma

contagem mais precisa, na medicina ela utilizada nas prteses de ossos e

dentrias, entre outras utilidades.


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2. Matrias-primas

Os plos produtores de cermica esto intimamente ligados ao local de

existncia dos produtores de matria- prima. No aspecto brasileiro, a argila

vermelha a principal matria-prima sendo Minas Gerais, So Paulo, Rio de

Janeiro, Rio Grande do Sul, Santa Catarina e Bahia, como se pode observar na

figura abaixo, os principais produtores dessa:

A argila pode classificada em diferentes tipos:

1. Argila natural: uma argila que foi extrada e limpa, e que pode

ser utilizada em seu estado natural, sem a necessidade de

adicionar outras substncias.


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2. Argila refratria: Argila que adquire este nome em funo de sua

qualidade de resistncia ao calor. So utilizadas nas massas

cermicas dando maior plasticidade e resistncia em altas

temperaturas, bastante utilizadas na produo de placas

refratrias que atuam como isolantes e revestimentos para fornos.

3. Caulim ou argila da china: Argila primria, utilizada na

fabricao de massas para porcelanas. de colorao branca e

funde a 1800C - pouco plstica, deve ser moldada em moldes ou

formas pois com a mo impossvel.

4. Argilas de bola (Ball-Clay): So argilas secundrias muito

plsticas, de cor azulada ou negra, apresenta alto grau de

contrao tanto na secagem quanto na queima. Sua grande

plasticidade impede que seja trabalhada sozinha, fica pegajosa

com a gua. adicionada em massas cermicas para

proporcionar maior plasticidade e tenacidade massa.

5. Argilas para grs: Argila de gro fino, plstica, sedimentria e

refratria - que suporta altas temperaturas. Nelas o feldspato

atua como material fundente. Aps a queima sua colorao

varivel, vai do vermelho escuro ao rosado e at mesmo

acinzentado do claro ao escuro.

6. Argilas vermelhas: So plsticas com alto teor de ferro resistem

a temperaturas de at 1100C, porm fundem em uma

temperatura maior e podem ser utilizadas com vidrados para grs.

Sua colorao avermelhada escuro quando mida chegando

quase ao marrom, quando biscoitada a colorao se intensifica

para o escuro de acordo com seu limite de temperatura de

queima

7. Bentonite: Argila que se origina das cinzas vulcnicas muito

plsticas, contm mais slica do que alumnio. Apresenta aspecto


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gorduroso, pode aumentar entre 10 e 15 vezes seu volume ao

entrar em contato com a gua. Adicionada argilas para

aumentar sua plasticidade. Funde por volta de 1200C.

8. Argilas expandida: A argila expandida produzida em grandes

fornos rotativos, utilizando argilas especiais que se expandem a

altas temperaturas (1100C), transformando-as em um produto

leve, de elevada resistncia mecnica, ao fogo e aos principais

ambientes cidos e alcalinos, como os outros materiais

cermicos. Suas principais caractersticas so: leveza,

resistncia, inrcia qumica, estabilidade dimensional,

incombustibilidade, alm de excelentes propriedades de

isolamento trmico e acstico.

Outras matrias-primas utilizadas nas indstrias de cermica so:

Naturais : Argilitos, Siltitos, Filitos, Agalmatolitos, Feldspatos, Quartzos,

Calcrios.

Beneficiadas: Filitos, Agalmatolitos, Feldspatos, Magnesitas, Alumina,

Chamotes.

Sintticas:Alumina, xidos, Esmaltes, Fritas


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3. Produtos

A indstria cermica responsvel pela fabricao de pisos, azulejos e

revestimento de larga aplicao na construo civil, bem como pela fabricao

de tijolos, lajes, telhas, entre outros. Ainda, o setor denominado cermica

tecnolgica, responsvel pela fabricao de componentes de alta resistncia

ao calor e de grande resistncia compresso.


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4. Panorama

4.1. Panorama mundial

Segundo a Associao Nacional dos Fabricantes de Cermica para

Revestimento ANFACER (2008), a China, Brasil, Espanha, Itlia e ndia so os

maiores produtores de cermica do mundo. Embora a China seja a maior

produtora mundial, a Itlia a lder mundial no setor de revestimentos

cermicos e detm as mais modernas tecnologias de produo. Abriga as

maiores e mais modernas indstrias de cermicas, alm dos principais centros

de pesquisa e desenvolvimento de produtos. Tambm na Itlia que ocorrem

os principais eventos do setor como a Feira Internacional de Bolonha (BNDES,

2000).

Na dimenso mundial, o setor de cermica estrutural destaque. Na

figura a seguir encontram-se as principais empresas atuantes nessa rea:


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4.2. Panorama brasileiro

A indstria cermica brasileira tem grande importncia para o pas, tendo

participao no PIB (Produto Interno Bruto) da ordem de 1,0%. Segundo a

Anfacer ( Associao Nacional dos Fabricantes de Cermica para

Revestimento), o Brasil, hoje, o segundo maior produtor de cermica do

mundo, bem como segundo maior mercado consumidor. As indstrias

brasileiras, porm, vm perdendo espao para a concorrncia chinesa.

Existem diversos tipos de cermica, dentre os quais se encontram os

seguintes, por ordem de produo:

Cermica estrutural (vermelha): o segmento da cermica mais

produzido no Brasil, tendo um valor anual de produo de cerca de 2,5 bilhes

de dlares. Produz tijolos furados, tijolos macios, lajes, telhas, entre outros, e

, por isso, muito importante na construo civil. Distribui-se por todo o pas,

em micro e pequenas empresas e emprega de 250 a 300 mil pessoas.

Movimenta em torno de 60 mil toneladas de matrias primas ao ano. Na


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produo desse tipo de cermica, destacam-se os estados de So Paulo, Rio

de Janeiro, Minas Gerais, Paran, Santa Catarina e Bahia.

Cermica de revestimento: Possui alto desempenho tecnolgico e, no

Brasil, representado por 121 unidades industriais, produzindo pisos, azulejos

e revestimentos de paredes externas. Possui um valor anual de produo de

1,7 bilhes de dlares e emprega 25 mil pessoas. So produzidos cerca de 4

bilhes de metros quadrados ao ano. Santa Catarina e So Paulo se destacam

na produo da cermica de revestimento.

Materiais refratrios: Composto por 40 empresas, produzido na

ordem de 420 mil toneladas ao ano, com um valor de 380 mil dlares. Emprega

4 mil pessoas.

Loua sanitria: Setor composto por 5 empresas com 12 fbricas,

localizadas em So Paulo, Rio grande do Sul, Minas Gerais, Pernambuco e

Esprito Santo. Possui uma produo anual de 13 milhes peas ao ano, em

um valor de produo de 200 milhes de dlares. Emprega 6 mil pessoas.

Loua de mesa: Existem aproximadamente 200 empresas nesse

segmento, as quais esto localizadas nas regies sul e sudeste do Brasil. As

principais empresas so: Oxford, Schmidt, Germer, Pozzani, Rener, Fiori e Vila

Rica. A produo brasileira de 65000 toneladas por ano, equivalendo a 140

milhes de dlares. Alm disso, so empregados, nesse setor, 30 mil pessoas.

Cermica eltrica: O segmento conta basicamente com cinco grandes

empresas. As fbricas esto localizadas em So Paulo, Paran e Cear,

empregando cerca de 1.500 pessoas. A produo anual de cerca de 24 mil

toneladas, correspondendo a 60 milhes de dlares.

4.3. Panorama de Santa Catarina

No sul do estado de Santa Catarina (abrangendo as cidades de

Imbituba, Tubaro, Cricima, Cocal do Sul, Iara e Urussanga), concentram-se

as principais fbricas de cermica de revestimento do Brasil. O estado lidera no

Pas a produo de louas e cristais.

As indstrias catarinenses de cermica so as seguintes:

Cermica de Revestimento: Angelgrs, Casagrande, Cecrisa,

Cermica Cejatel, Cermica Aurorora, Cermica Eliane, Ceusa,

Gabriella, Giseli, Inti, Itagres, Moliza, Mosarte, Pisoforte e Portobello


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Cermica de uso domstico e afins: Ceramarte e Oxford.

Cermica tcnica: Germer Isoladores de Porcelanas e IIE (Indstria de

Isolantes Eltricos).

Cermica Vermelha: Bellatelha, Cejatel, Cemapa, Cemisil, Cermica

Bosse, Cermica Felisbino, Cermica Gelato, Cermica Kretz, Cermica

Majope, Cermica Monteiro, Cermica Princesa, Cermica Silva,

Cermica Tupy, Cetebra (Cermica Telha Branca),ICETEC (Indstria e

comrcio Cermico de Telhas Coloniais), Telhas Bom Jesus, Telhas

Hobus, Telhas Rainha.

Isolantes Trmicos: Tecram Refratrios.

Materiais Refratrios: Cermica Ziegler, Ceramicolor, Inducel, Isocel,

Librelato Refratrios, Maref Refratrios, Reframa, Refratek.

Vidro: Cebrace, Cristais Vidro House, Cristal Blumenau.


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5. Principais processos de produo

A cadeia produtiva da cermica caracteriza-se por duas etapas bsicas:

Exportao e explotao da matria-prima

Transformao

As etapas de produo podem ser assim explicadas:

Preparao da matria-prima: caso a matria prima utilizada seja

natural, essa deve ser beneficiada, isto degradada ou moda e, por vezes,

purificada. Por outro lado, se for sinttica, no h necessidade de benefici-la,

visto que ela fornecida pronta para uso.

Massa: seguindo uma formulao de massa previamente estabelecida,

feita a dosagem dos materiais a serem utilizados.

Formao de peas: existem diversos processos utilizados para dar

forma s peas cermicas. Os mais utilizados so os seguintes:

1. Colagem ou fundio: Derrama-se a barbotina (argila misturada

com gua) em um molde de gesso, onde essa permanece at que

toda a gua seja absorvida pelo gesso. Enquanto isso, as

partculas slidas vo se acomodando na superfcie do molde,

formando a parede da pea.

2. Prensagem: Os tipos de prensa utilizados so diversificados,

podendo ser hidrulica, hidrulico-mecnica e de frico. Para a

maioria, a prensa utilizada a isosttica. Nela, a massa granulada

e praticamente sem umidade colocada em um balde de

borracha, que, logo depois, hermeticamente fechado e

introduzido em uma cmara a qual contm um fluido. Este

comprimido e, consequentemente, exerce presso no molde.

3. Extruso: A massa injetada a alta presso e temperatura numa

matriz de extruso (extrusor), tomando a forma de pea slida

semi acabada ou tambm a forma de vergalho, para ser fatiado

no comprimento desejado. Desse modo, obtem-se produtos como

tijolos vazados, tubos e outras peas de formato regular.


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Encontra-se, acima, a imagem de um extrusor.

Tratamento trmico: compreende etapas de secagem e queima:

1. Secagem: Aps a etapa de formao, as peas em geral continuam a

conter gua. Para elimin-la, usa-se, de forma lenta e gradual, usam-se

secadores com temperaturas variveis entre 50 e 150C

2. Queima: Nessa operao, os produtos adquirem suas propriedades

finais. As peas so introduzidas em fornos que atuam em temperaturas

entre 800 e 1700C. Durante esse tratamento ocorre uma srie de

transformaes em funo dos componentes da massa, tais como:

perda de massa, desenvolvimento de novas fases cristalinas, formao

de fase vtrea e a soldagem dos gros.

Acabamento: A maioria dos produtos cermicos retirada dos fornos,

inspecionada e remetida ao consumo. Alguns produtos, no entanto, requerem

processamento adicional para atender a algumas caractersticas. Esses

processos compreendem: polimento, furao, corte, entre outros.

Esmaltao: Muitos produtos recebem uma camada de esmalte, que,

depois de queimado, confere um aspecto vtreo pea, alm de garantir maior

higiene. A formulao desse material depende das caractersticas da pea e da

temperatura da queima. Em corpos cermicos queimados a temperaturas

acima de 1200C, utiliza-se o esmalte cru. A temperaturas inferiores, d-se

preferncia ao esmalte de fritas

Alm disso, para conferir colorao aos esmaltes, corantes podem ser

utilizados.


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Decorao: Essa etapa feita em muitos materiais e de maneiras

variadas. Nestes casos so utilizadas tintas que adquirem suas caractersticas

finais aps a queima das peas.

Estocagem e expedio: Terminada a fase de fabricao, as peas so

inspecionadas para retirada daquelas com defeitos.


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6. Fluxograma

Processo de fabricao da cermica vermelha

Argila dura Argila mole

Britagem

Moagem

Alimentao Alimentao

Desintegrao

Mistura

Laminao

Extruso

Queima

Inspeo

Estocagem

Expedio

Prensagem

Corte

Secagem 1 2

1 - Telhas 2 Tijolos,

lajes,

tubos,

elementos

vazados,

alguns

tipos de

telhas.


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7. Principais equipamentos

Dosador alimentador: Descarregada a argila, ocorre a separao da

quantidade necessria produo, que em seguida levada para

desintegradores;

Desintegradores: Nessa fase a argila, ainda muito resistente, sofre a

pr-laminao, tornando-se mais homognea e facilitando o processo

nas demais mquinas;

Misturador: Em seguida, em um misturador, ocorre o umedecimento e a

homogeneizao da massa;

Laminador: O material triturado, amassado em formato de lminas e,

em seguida, levada maromba;

Maromba ou extrusora: Compactao da massa numa cmara de alta

presso, a vcuo, contra uma forma (molde), configurando no formato

do produto desejado;

Cortador: Atravs de cabos de ao, a pea cortada na dimenso

desejada;


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8. Referncias

http://www.netceramics.com/Informa%C3%A7%C3%B5esT%C3%A9cni

cas/ProcessodeFabrica%C3%A7%C3%A3o/tabid/394/language/pt-

BR/Default.aspx

http://pt.wikipedia.org/wiki/Cer%C3%A2mica

http://www.cetesb.sp.gov.br/tecnologia/producao_limpa/documentos/cer

amica.pdf

http://www.ceramicaindustrial.org.br/pdf/v05n03/v5n3_5.pdf

http://www.bonfanti.com.br/ceramica/empresa.aspx12

http://www.netceramics.com/Informa%C3%A7%C3%B5esT%C3%A9cni

cas/ProcessodeFabrica%C3%A7%C3%A3o/Fluxogramas/Flux1Process

odeFabrica%C3%A7%C3%A3odeCer%C3%A2micaVemelha/tabid/396/l

anguage/pt-BR/Default.aspx

http://www.mundoceramico.com.br

http://www.provedor.nuca.ie.ufrj.br/eletrobras/artigos/castro24.htm

http://www.cinep.pb.gov.br/site/informe17.htm

http://designceramico.com.br/wp-content/uploads/2011/03/Ceramic-World-Review.jpg


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