G.C.S. MATRIZES & ROLETES. Espessura total e efetiva da matriz

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1 MATRIZES & ROLETES A matriz é o coração da operação de pelletização. Dentro da matriz, o material, eventualmente condicionado com vapor ou outro aditivo, é comprimido pela ação dos rolos compressores para a formação dos pellets. As especificações ou geometria da matriz devem estar baseadas nas exigências de produção, necessidade de qualidade dos pellets e tipos de materiais a serem pelletizados. Espessura total e efetiva da matriz O alívio de uma matriz consiste em refurar, com broca de diâmetro maior, os furos pelo lado externo até uma determinada profundidade, obtendo-se um alívio da pressão no produto. A figura 1 ilustra uma matriz com todos os furos sem alívio, usada geralmente para produção de pellets acima de ¼ (um quarto de polegada) de diâmetro. Figura 1 Sem alívio

2 A figura 2 mostra uma matriz standard, de alívio uniforme, que tem todos os furos aliviados a igual profundidade. A finalidade principal é adicionar resistência a matriz e manter uma espessura efetiva de trabalho. Figura 2. Alívio total uniforme Nas figuras 3 e 4 encontram-se matrizes com alívio parcial uniforme e parcial variável, respectivamente, alívios esses presentes nas fileiras laterais (2 a 3 fileiras). O motivo principal deste tipo de alívio é evitar que os furos das fileiras externas fiquem entupidos quando estão pelletizando certos produtos com tendência a sair em direção a face lateral, provocando um maior desgaste perto da face dos rolos e elevando a área de furação para um desgaste uniforme. Figura 3. Alívio parcial uniforme Figura 4. Alívio parcial variável A figura 5 corresponde a uma matriz com alívio total variável, onde existem variações na profundidade do alívio. Estes desempenham a mesma função básica de uma matriz com alívio nas fileiras externas e aumento da resistência da matriz, características estas, necessárias em aplicações especiais de pelletização.

3 Figura 5. Alívio total variável Geometria dos furos T = Espessura total da matriz L = Espessura efetiva ou de trabalho da matriz d = Diâmetro dos pellets A = Profundidade do alívio D = Diâmetro de entrada: Quase todas as matrizes têm uma pequena entrada cônica (escareado do furo) para facilitar o fluxo do material à cavidade do furo. Esta conicidade na entrada também inicia o processo de compressão do material. D/d = Relação de compressão: Relação entre a área de entrada e a área do furo. Isto é simplesmente um indício de como se comprime o material, depois que entrou na câmara do furo. Para pellets pequenos, a relação de compressão é normalmente de 1,56 : 1 O(barrado) = Ângulo de entrada: Geralmente é de 30 nas matrizes de furos pequenos, chegando a 60 para matrizes com furos maiores. L/d = Relação de dureza: Esta relação dá a idéia, em termos práticos, da dureza a ser alcançada nos pellets quando se aumenta a espessura afetiva de trabalho da matriz. Figura 6

4 As relações podem adquirir uma maior importância em pellets ou cubos grandes. O desenho da área de entrada de matrizes para pellets ou cubos de maiores dimensões difere das matrizes com furos menores devido à espessura efetiva. Em geral, as matrizes para cubos têm 127mm de espessura, o que não é um valor adequado para formar cubos com a dureza desejada. A relação de compressão D/d para cubos, é normalmente de 2: 1. Adicionalmente, pode-se dizer que a qualidade e dureza dos pellets de um determinado produto dependem das relações de compressão de áreas e da espessura efetiva / diâmetro do furo da matriz. Figura 7 Dependendo do produto e utilizando-se matrizes de espessura relativamente baixa, são usadas matrizes com furos de entrada cônica, para que se possa obter pellets de qualidade. Materiais utilizados As matrizes para pelletização podem ser construídas em uma grande variedade de aços-ligas. As matrizes de aço-liga ao carbono são utilizadas em aplicações não corrosivas, onde é importante a resistência à abrasão. Para pelletização de produtos com efeito corrosivo, emprega-se o aço inoxidável. Geralmente, as pelletizadoras usam dois ou três rolos compressores dentro da câmara de pelletização. Os rolos, quando bem projetados, terão uma capacidade de resistência para suportar os esforços de compressão. São constituídos de um sistema de vedação composto de flanges labirintos para evitar a entrada de produtos contaminantes aos rolamentos e uma superfície de capa que proporcione máxima compressão sem escorregamento dentro da matriz. Existem três tipos básicos de superfícies nas capas de rolos compressores: 1. Capa de rolos ranhurada: Possui grande efeito de tração na compressão do material, bem como grande resistência a entupimentos. Essas ranhuras podem ser passantes ou fechadas nas extremidades. 2. Capa de rolo furada: Sua superfície apresenta furos de pequena profundidade, uniformemente distribuídos. Ao serem preenchidos do material processado produzem uma superfície áspera para tração e compressão. 3. Capa de rolo revestida com carboneto de tungstênio: Este tipo de revestimento proporciona uma superfície de grande duração, e excelentes características de tração.

5 Furagem Chanfradura Tratamento térmico