processamento de materiais cerâmicos

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SELEÇÃO E PREPARAÇÃO DE MATÉRIAS PRIMAS Processamento de Materiais Cerâmicos

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Processamento de Materiais Cerâmicos. Seleção e Preparação de Matérias Primas. Objetivos do Trabalho. Histórico Massas Cerâmicas As Matérias-Primas Seleção e Preparação Moagem Equipamentos de moagem Separação Granulométrica Preparação da Massa Cerâmica Atomização. Histórico. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Processamento de Materiais Cerâmicos

SELEÇÃO E PREPARAÇÃO DEMATÉRIAS PRIMAS

Processamento de Materiais Cerâmicos

Page 2: Processamento de Materiais Cerâmicos

Objetivos do Trabalho

HistóricoMassas CerâmicasAs Matérias-PrimasSeleção e PreparaçãoMoagemEquipamentos de moagemSeparação GranulométricaPreparação da Massa CerâmicaAtomização

Page 3: Processamento de Materiais Cerâmicos

Histórico

A descoberta do fogo pelo homem foi fundamental para o surgimento da cerâmica.

Ele descobriu que o barro secava e endurecia após ficar exposto ao calor do fogo.

Suprir necessidades de condicionar alimentos, água e sementes, o homem começou a moldar o barro com água e a queimar a peça no calor do fogo.     A palavra é de origem grega, "keramos", que significa "terra queimada" ou “argila queimada”.

Page 4: Processamento de Materiais Cerâmicos

Histórico

O aparecimento dos produtos cerâmicos se fez, na antiguidade, em países que haviam abundância de argila;

Os tijolos eram feitos a base de uma pasta de argila, secada ao sol;

Na estrutura da massa entravam proporções elevadas de areia e palha;

Page 5: Processamento de Materiais Cerâmicos

Histórico

Os Egípcios se distinguiram na elaboração de tijolos nas formas e aspectos mais variados;

Os Romanos estabeleceram a fabricação de tijolos como atividade industrial;

Os Mulçumanos foram os grandes propagadores da arquitetura do tijolo;

Atualmente está presente no nosso cotidiano.

Page 6: Processamento de Materiais Cerâmicos

Massas Cerâmicas

Materiais argilosos e não-argilosos;Fundentes e refratários;Aditivos (orgânicos e inorgânicos);São Classificadas em:

Massa Simples ou natural; Massa Composta ou artificial;

Page 7: Processamento de Materiais Cerâmicos

As Matérias-Primas

O que é Matéria-Prima ? sf. A substância bruta principal e essencial com que se

faz alguma coisa. (Aurélio versão 2002)Podem ser naturais ou sintéticas;

Jazida Natural Laboratório

Page 8: Processamento de Materiais Cerâmicos

As Matérias-Primas

Matérias-Primas naturais Obtidas de fontes naturais; compostos por minerais

extraídos de rochas e sedimentos formados há tempos passados e que sofreram influências de fatores externos.

Matérias-Primas Sintéticas Obtidas em laboratórios com o intuito de se

aperfeiçoar uma característica não encontrada nas matérias-primas naturais.

Page 9: Processamento de Materiais Cerâmicos

As Matérias-Primas

Podem ser plásticas ou não-plásticas;Plasticidade

Capacidade do material se deformar sem romper e manter a forma depois de retirada a carga, sempre na presença de água.

Page 10: Processamento de Materiais Cerâmicos

Seleção e Preparação

“O desempenho de um produto cerâmico final vai depender da escolha das matérias-primas e do processamento do material.”

Page 11: Processamento de Materiais Cerâmicos

Seleção e Preparação

Depois de determinadas as características desejadas do produto final é feita uma caracterização da matéria-prima.

Existem alguns ensaios de caracterização que auxiliam na escolha da matéria-prima para o produto final.

Page 12: Processamento de Materiais Cerâmicos

Seleção e Preparação

Difração de Raio X Identificação do tipo de argila.

Microscopia Eletrônica Identificação por meio da morfologia observada.

Análise Térmica diferencial Registra os picos de transformações endotérmicas e

exotérmicas.

Page 13: Processamento de Materiais Cerâmicos

Seleção e Preparação

A matéria-prima geralmente é extraída da natureza e não está pronta para o uso;

É feita uma preparação através de moagem; separação granulométrica; atomização;

Page 14: Processamento de Materiais Cerâmicos

Moagem

O que é Moagem? Processo de trituramento e esmerilhamento Utilizado para reduzir o tamanho de partícula do

material.Na moagem ocorrem:

Liberação de impurezas Redução de porosidade Dispersão de aglomerado e agregado Aumento de partículas coloidais Homogeneização da suspensão

Page 15: Processamento de Materiais Cerâmicos

Equipamentos de moagem

A granulometria desejada é obtida em um ou mais estágios, denominados britagem primária, britagem ou moagem secundária e moagem terciária ou fina;

Os equipamentos de britagem produzem um material pouco fino e equipamentos de moagem fina requerem uma matéria prima com granulometria inicial já reduzida.

Page 16: Processamento de Materiais Cerâmicos

Equipamentos de moagem

Britagem primária - Britadores, desintegradores, moinhos de impacto.

Britagem ou moagem secundária – desintegradores, moinhos de impacto, moinho de martelos, laminadores e moinhos de anéis.

Moagem fina ou terciária – laminadores rápidos e articulados, moinhos de martelos, moinhos pendulares e moinhos de bolas.

Page 17: Processamento de Materiais Cerâmicos

Equipamentos de moagem

Moinho de Bolas

Moinho de Martelos

Page 18: Processamento de Materiais Cerâmicos

Separação Granulométrica

Peneiramento é o processo de separação de um material granular em duas ou mais diferentes classes de tamanho de partículas, mediante uma ou mais superfícies vazadas com aberturas de dimensões definidas;

Existem várias formas de separação granulométrica através de peneiramento;

O material retido na tela da peneira é denominado oversize e o passante, undersize.

Page 19: Processamento de Materiais Cerâmicos

Separação Granulométrica

Equipamentos divididos em 3 tipos: Grelhas : barras metálicas paralelas com espaçamento

regular entre si; Crivos : chapas metálicas planas ou curvas, com

sistema de furos de várias formas e dimensões determinadas;

Telas : fios metálicos trançados em duas direções ortogonais, formando entre si “aberturas” ou “malhas” de dimensões determinadas;

Esses equipamentos são ainda divididos em fixos ou móveis, de acordo com o movimento de trabalho dos equipamentos;

Page 20: Processamento de Materiais Cerâmicos

Separação Granulométrica

Esteira de Peneiramento Representação

esquemática de uma grelha fixa

Tela

Page 21: Processamento de Materiais Cerâmicos

Separação Granulométrica

Peneira Vibratória Circular

Câmara de Decantação

Page 22: Processamento de Materiais Cerâmicos

Separação Granulométrica

Célula de Flotação Callow

Page 23: Processamento de Materiais Cerâmicos

Preparação da Massa

Fabricada a partir da composição de duas ou mais matérias-primas, além de aditivos e água.

As massas podem ser classificadas em:Suspensão , também chamada barbotina, para

obtenção de peças em moldes de gesso ou resinas porosas;

Massas secas ou semi-secas , na forma granulada, para obtenção de peças por prensagem;

Massas plásticas , para obtenção de peças por extrusão, seguida ou não de torneamento ou prensagem.

Page 24: Processamento de Materiais Cerâmicos

Atomização

Evaporação parcial da água da barbotina;Formação de aglomerados esféricos (pó

atomizado);Características e propriedades adequadas

como tamanho e formato;Preparando assim o material para o processo

de alimentação da prensa e prensagem;

Page 25: Processamento de Materiais Cerâmicos

Atomização

Atomizador

Page 26: Processamento de Materiais Cerâmicos

Processo de Atomização

Processo de secagem que consiste na pulverização de um produto líquido ou semi-sólido dentro de uma câmara que é submetida a aplicação de corrente controlada de ar quente (> 130ºc) e assim consegue-se uma evaporação eficiente dos solventes presentes, tendo como produto uma separação rápida de sólidos e solventes contidos com uma deterioração mínima do produto, o processo tem como produtos finais o inicial em pó.

Page 27: Processamento de Materiais Cerâmicos

Processo de Atomização

Page 28: Processamento de Materiais Cerâmicos

Atomizadores (“Spray-drier”)

Câmara de secagem;Pressão injetada da barbotina para dentro da

câmara, pelos diâmetros bicos pulverizadores;

Densidade e viscosidade da barbotina se determina a granulometria dos aglomerados;

As gotículas formadas apresentam um movimento ascendente em fluxo de ar quente em forma de espira.

Page 29: Processamento de Materiais Cerâmicos

Atomização

Page 30: Processamento de Materiais Cerâmicos

Atomização

Ilustração precisa da evolução da atomização de um grão

cerâmico:

1 - formação da gota logo à saída do bico de pulverização,

2 - evaporação do líquido e inchamento (formação de um

“balão” interno), nesta fase existe ainda movimentação das partículas

sólidas,3 - explosão provocada pela

elevada pressão internada fase vapor,

4 - formação da partícula sólida.

Page 31: Processamento de Materiais Cerâmicos

Defeitos Relacionados a Atomização

A variação na umidade do pó atomizado pode gerar defeitos :

Nas características mecânicas a cru das peças prensadas e trincas na etapa de secagem.

Determinação do teor de umidade dos pós deve ser realizada com frequência dentro da indústria;

Determinação da resistência a cru; Controlar os equipamentos de distribuição da

água, a temperatura do ar dentro da câmara;

Page 32: Processamento de Materiais Cerâmicos

Defeitos Relacionados a Atomização

O excesso de umidade pode gerar baixo escorrimento dos grãos, sujeira nos estampos das prensas e o aparecimento de “coração negro” .

Deixar o pó atomizado (úmido) em “descanso” nos silos de estocagem por alguns dias, a fim de uniformizar a umidade.

Page 33: Processamento de Materiais Cerâmicos

Defeitos Relacionados a Atomização

“Coração negro” consiste em uma região escura (geralmente cinza) que se estende, paralelamente à face e próxima a meia altura da espessura, ao longo da peça. A sua origem está relacionada à presença de compostos de carbono (matéria orgânica), óxido de ferro nas argilas e excesso de umidade no pó atomizado.

Page 34: Processamento de Materiais Cerâmicos

Referências

ABCERAM, Associação Brasileira de Cerâmica. Processos de Fabricação. Disponível em: <http://www.abceram.org.br/site/?area=4&submenu=50>

LABRINCHA, J.A.; RIBEIRO, M.J.; VENTURA, J.M. A atomização como processo de obtenção de pós cerâmicos para indústria cerâmica. Disponível em:<http://www.ceramicaindustrial.org.br/pdf/v06n05/v6n5_5.pdf>

UFPR, Dissertação. Disponível em: http://www.pipe.ufpr.br/portal/defesas/dissertacao/075.pdf

Page 35: Processamento de Materiais Cerâmicos

NETCERAMICS, Processo de Fabricação. Disponível em:http://www.netceramics.com/Informa%C3%A7%C3%B5esT%C3%A9cnicas/ProcessodeFabrica%C3%A7%C3%A3o/tabid/394/language/pt-BR/Default.aspx

CARRISSO, R. C. C.; CORREIRA, J.C.G. Classificação e Peneiramento. Disponível em: <http://www.cetem.gov.br/publicacao/CTs/CT2004-183-00.pdf>.

Page 36: Processamento de Materiais Cerâmicos

Agradecimento

Obrigado à todos pela atenção!

Ana Carolina Massonetto Santos 9300022Renan de Souza Felix 93ooo44