Indústria de Cerâmica, papel e celulose

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Indústrias Químicas

Professor Adelamar Ferreira Novaes

anotações das visitas indústrias de cimento (supremo), cerâmica (angelgrês) e papel e celulose (rigesa)

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Cimento - Supremo

Os equipamentos para produção de cimento Portland consistem principalmente em moinhos e forno de clínquer. Quanto mais rico em clínquer um cimento é, maior é seu calor de hidratação. A utilização de pozolanas como aditivo diminui o custo do cimento. Como medida de economia energética na moagem o moinho vertical se mostra mais eficiente que o moinho de bolas.

O cimento produzido na Supremo é o CP IV cimento Portland com pozolana que é mais impermeável, possui maior resistência a compressão ao longo prazo e tem menor calor de hidratação que o cimento Portland comum. Como controle de qualidade é medido experimentalmente a fração de pozolanas no cimento.

Denominações usadas na indústria de cimento

Filler: calcário e sal moído. (É usado para preencher espaços e perdas em materiais cerâmicos por razões estéticas ou de suporte)

Cimento branco: bastante usado na indústria de argamassa. Retira-se o ferro do clínquer para dar a cor branca. É um processo caro. Não se pode usar gesso porque na dilatação ele racha, e TiO2 é um reagente caro e necessário para causar a coloração branca.

O clínquer se apresenta em forma de “bolinhas pretas”.

C = CaO

A = Al2O3 (fundente)

F = Fe2O3 (fundente)

S = SiO2 (fundente)

Pré-calcinação: descarbonatação.

Características necessárias

Um clínquer considerado bom tem as seguintes proporções:

C3S 60% responsável pelas resistências iniciais (quanto maior a quantidade, maior energia necessária)

C2S 20% responsável pelas resistências finais

C3A 7% responsável pelas características de “pega”

C4AF 3% responsável pela cor

Características do processo

Altas concentrações de fundentes no cimento podem causar incrustações.

Rendimento: 1 T farinha rende 700 kg de farinha pra clínquer.

Processo de moagem: catarata/cascata. Fricção/quebra.

Forno rotativo. No início do forno a predominância é de tijolos de alumina, no fim são tijolos magnesianos, isto devido ao perfil de temperatura. A troca do revestimento deve ser feita a cada ano. Tempo de residência no forno: 40 min. Não se fala em ângulo, e sim em queda de altura: a cada 100 m, o forno desce 3 m. A capacidade máxima é de 4,1 rpm; se ocorrer a variação da vazão de farinha, varia-se a rotação e não o tempo de residência. Capacidade do forno: 20 T/h e 400 T/dia. O diâmetro interno é de 2,5 m (sendo 2,1 m úteis). O combustível é composto de 80% coque (queima a 600 °C mais ou menos) e 20% carvão. O start é feito com óleo diesel. A temperatura do forno fica entre 900 °C de entrada e 1450 °C na saída. Há controle de temperatura da chapa metálica, mas não da chama. A cada 2h, é feito o controle de qualidade do clínquer (coleta farinha e vê teor de descarbonatação). Monitora-se o CO da combustão para dosar a quantidade de combustível. A atmosfera oxidante tem 3% de excesso de O2 e os gases da chama são aquecidos previamente, para tornar a queima o mais próximo possível da combustão completa. O resfriamento é feito num resfriador tubular (abaixa 300 °C em segundos).

Cerâmica - Angelgrês

O engenheiro responsável nos recebeu e deu uma breve introdução ao processo de cerâmicas. A maior parte dos pisos no Brasil, segundo ele, é feito via seca (70-80%). A via úmida consiste em secar a suspensão (barbotina) no atomizador; a demanda energética é alta.

Via úmida: 7 a 8 MP

Via seca: 6 MP.

Processo para o forno de telhas

Inicialmente a telha possui umidade de 10%, é necessário secá-la para 5% com um tempo de secagem de 16 min e temperatura de 200 ºC.

Após a secagem é preciso aumentar a umidade das telhas para aproximadamente 8,5%. As telhas passam por duas etapas de engobe (para aumentar a resistência das telhas, sendo que a segunda etapa possui menos engobe) [não tenho certeza das porcentagens e ACHO que isso é de piso]

Temperatura máxima do forno: 1100 ºC

Comprimento: 74m

Tempo de residência: 36min.

Processo em monoqueima

Saida do forno possui extrusoras para o resfriamento

Etapa de engobe

A moagem é conduzida de 12h por via úmida usando dois moinhos grandes e três pequenos, onde são utilizadas bolas de alta alumina para a moagem. Nessa etapa se verifica a densidade e viscosidade. Em conjunto existe uma peneira de malha #120 e a descarga é conduzida via bomba.

Processo para o forno de pisos

Na indústria existiam dois fornos, sendo um processo biqueima. As temperaturas dos fornos eram 1125 e 1115ºC e seus comprimentos de 156 e 120m, respectivamente, com um tempo de residência de 23 e 29 minutos.

O forno de pisos é totalmente refratário com base de alumina. Também havia um painel para indicar a evolução de temperatura do forno.

Ensaios

No laboratório da empresa são realizados testes de retração, densidade aparente, absorção e teste abrasivo, o qual usa balões abrasivos (aço) e espera não manchar o piso. Um PEI5 resistia a 12000 giros enquanto um PEI4 a 2100.

Outras informações

O final do processo consistia na classificação das telhas por um operador e em seguida a leitura óptica/câmera do risco feito pelo operador. Os operadores batem no piso com um martelo para verificar se a batida acarreta na trincagem deles. A classificação disso se dava da forma: