FABRICAÇÃO DE TELHAS EM FORNO A ROLOS

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Henrique das Neves Amaral
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1 FABRICAÇÃO DE TELHAS EM FORNO A ROLOS José Francisco M. Motta IPT motta.jf@gmail.com

2 Fabricação de telhas em forno a rolo Projeto: seleção de matérias-primas para o processo de fabricação de telhas por ciclo rápido de queima Execução: IPT (Rel ) Financiamento: Comgás ( ) Programa: Programa de Pesquisa e Desenvolvimento da Comgás (ciclo )

3 OBJETIVOS O objetivo do trabalho é investigar as possibilidades de adequar as matérias-primas para processo de fabricação com ciclo de queima rápido, visando: a melhoria da qualidade final dos produtos; e a minimização dos impactos ambientais: pela substituição da lenha utilizada atualmente como principal insumo energético; e pela redução do volume de rejeitos (cacos), resultantes do emprego de equipamentos (fornos intermitentes) e sistemas de controle de processo rudimentares.

4 MÉTODO Seleção de pólo cerâmico produtor de telha Composição de massas (seleção de massas-base e aditivos fundentes) Ensaios e análises Experimento industrial Tratamento de dados e avaliação

5 Seleção de pólo cerâmico produtor de telha TAMBAÚ

7 Seleção de massas-base e aditivos fundentes TIPO Tipos de Argila da Massa CARACTERÍSTICAS Argila de queima avermelhada que ocorre no fundo dos vales atuais: argilas quaternárias de várzea VANTAGENS: Alta plasticidade: fornece trabalhabilidade e resistência mecânica a verde DESVANTAGENS: Refratárias; Escassez; Maior Impacto Ambiental Argila de queima avermelhada em situação topográfica alçada: argilas de bacias sedimentares VANTAGENS: Mais fundentes: permite a sinterização em temperaturas relativamente baixas; Maiores reservas DESVANTAGEM: Pouco plástica para processo extrusão/ prensagem

8 Composição de Massa e custo de Argila para Telha Base de 20 % argila de várzea e 80% de argila formacional (taguá mole e duro) Preços FOB cerâmica em Tambaú (base 2007) Preço da matéria-prima (argilas) Argila Vermelha Argila Preta Pó de argila Preço R$ / m³ Cerâmicas (cadastro)

9 Seleção de massas-base e aditivos fundentes Seleção de Massa Básica de Telha da Região Melhoria das propriedades dos corpos de prova (principalmente redução da absorção d água); Incorporação de aditivos fundentes basaltos raspa vidros argilas fundentes Ensaios Laboratoriais

10 Aditivos utilizados Basalto da Formação Serra Geral produto residual da moagem de basalto para brita. 4 amostras de 3 pedreiras ; Argila EFV-03/08 da Formação Corumbataí, região de Tambaú, fornecido pela Engeminas. Raspa resíduo da lavagem das linhas de esmaltação de pisos e revestimento das indústrias cerâmicas da região de Rio Claro. Trata-se de um pó moído, de cor creme, procedente de esmalte fritado, com ponto de amolecimento entre 980 e 1050ºC; Vidro Âmbar (tipo garrafa de cerveja) moído -#200, de coloração creme claro; Vidro borossilicato incolor (tipo gatorade) vidro moído em #200. Vidro plano moído- resíduo industrial de autopeças

11 Fluxograma dos Ensaios Cerâmicos Redução da absorção d água da massa cerâmica Quatro Amostras de Basaltos Ensaio Granulométrico Ensaio-CPE Escolha do basalto (mais fundente) Formulações massas locais + aditivos fundentes: Basalto, Raspa, Argilas Fundentes e Vidros. Massa Cerâmica Padrão e em composição com aditivos Prensagem do Corpo-de-prova Secagem a 110ºC 24 horas Queima 930ºC Legenda dos Ensaios CPE Cone Pirométrico Equivalente TRF Tensão de Ruptura à Flexão CL Contração Linear AA Absorção de Água Ensaios: CL TRF - AA Construção dos gráficos comparativos com os dados obtidos Conclusão

12 1º TESTE DE ADITIVAÇÃO M.P. Fundente F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 Argila Padrão Basalto Raspa Vidro Âmbar Vidro Gatorade ArgilaEFV-3/

13 Gráfico comparativo dos ensaios nas formulações Aditivos Selecionados: argila Argila EFV-3 (composição F9/10); e raspa (composições F3/4) F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 Fórmulas Absorção d'água Tensão de Ruptura a Flexão Retração Linear Absorção d'água T ã d

14 ADITIVOS SELECIONADOS / 1º TESTE DE ADITIVAÇÃO Argila EFV-3 (composições F9/10); e Raspa (composições F3/4) Vidro plano moído (teste à parte)

15 ADITIVOS SELECIONADOS: 2º TESTE DE ADITIVAÇÃO Argila EFV-3 (composições F9/10); Raspa (composições F3/4); e Vidro plano moído (testado à parte e aprovado) PREPARAÇÃO DOS CORPOS Ensaios por prensagem a seco; e Ensaios por extrusão

16 2º TESTE DE ADITIVAÇÃO

18 Extrusão Prensagem

20 RESULTADOS DO 2º TESTE DE ADITIVAÇÃO OS CORPOS PREPARADOS POR PRENSAGEM MOSTRARAM LIGEIRA MELHORA DE DESEMPENHO NOS ENSAIOS FOI SELECIONADO O VIDRO PLANO MOÍDO PARA O TESTE INDUSTRIAL ORDEM DE DESEMPENHO Vidro plano moído Raspa; e Argila EFV-3

21 ENSAIO INDUSTRIAL APÓS RESULTADOS POSITIVOS DA ADITIVAÇÃO EM LABORATÓRIO DA INSTITUIÇÃO DE PESQUISA E DO LABORATÓRIO DA FÁBRICA DE TELHA, FOI REALIZADO UM TESTE INDUSTRIAL EM FORNO TÚNEL* HOUVE PRODUÇÃO NORMAL EM AVALIAÇÃO DAS PEÇAS QUEIMADAS EM LABORATÓRIO OBSERVOU- SE QUE O MATERIAL APRESENTOU BAIXA RESISTÊNCIA MECÂNICA INDUZIDAS POR TRINCAS ORIGINADAS EM AGLOMERAÇÃO DE GRÃO E GRÂNULOS DE ADITIVO, OU SEJA, HOUVE PÉSSIMA HOMOGENEIZAÇÃO TESTES COMPLEMENTARES/ ADICIONAIS AINDA NÃO FORAM REALIZADOS * Forno Túnel de Queima lenta, pois não houve disponibilização de forno de rolo para o teste

22 CONSIDERAÇÕES FINAIS 1/3 DE FORMA GERAL, OS ESTUDOS EFETUADOS, EM PARTE NÃO APRESENTADOS AQUI, MOSTRAM POTENCIAL TÉCNICO E ECONÔMICO PARA: MANUFATURAR TELHA COM QUEIMA EM CICLO RÁPIDO COM DESEMPENHO TÉCNICO EXIGIDO PELO MERCADO NACIONAL E PARA EXPORTAÇÃO, SOBRETUDO QUANTO A ASPECTOS RELACIONADOS AO PADRÃO DE BITOLA E À HOMOGENEIZAÇÃO DE COR/ TONALIDADE; EM RELAÇÃO À MATÉRIA-PRIMA, TEMA MAIS ABORDADO NESTA OCASIÃO, RESSALTAM-SE AS SEGUINTES CONSIDERAÇÕES: AS MATÉRIAS-PRIMAS NATURAIS BASICAS DA REGIÃO, OU SEJA, AS ARGILAS, A EXEMPLO DA PRODUÇÃO DE PLACAS CERÂMICAS, PERMITEM COMPOSIÇÃO DE MASSA COM CARACTERÍSTICAS APROPRIADAS:...

23 CONSIDERAÇÕES FINAIS 2/3 AS MATÉRIAS-PRIMAS... : NO CASO DE TELHA POR EXTRUSÃO, A MASSA NECESSITA DE ARGILA PLÁSTICA (DE VÁRZEA OU TAGUÁ MOLE) TORNANDO A MASSA UM POUCO MAIS REFRATÁRIA; NO CASO DE TELHA PRENSADA A SECO, PODER-SE-Á TRABALHAR COM MASSAS MAIS FUNDENTES, OU SEJA, MAIS RICAS EM TAGUÁ DURO NA BUSCA DE PRODUTOS DE BAIXA ABSORÇÃO E RESISTÊNCIA MECÂNICA COMPATÍVEL COM NORMALIZAÇÕES, É POSSÍVEL COMPOR MASSAS SÓ DE ARGILA. NO ENTANTO, PARA AUMENTAR A SINTERIZAÇÃO EM TEMPERATURAS MAIS BAIXAS, É POSSÍVEL A INCORPORAÇÃO DE ADITIVOS, SENDO QUE 2 TIPOS SINTÉTICOS REVELARAM-SE MAIS EFICAZES (PÓ DE VIDRO PLANO E RASPA). EM AMBOS OS CASOS, RECOMENDA-SE PREPARAÇÃO ADEQUADA PARA PROCEDER UMA BOA HOMOGENEIZAÇÃO, FATO QUE NÃO OBSERVADO EM LABORATÓRIO, MAS COMPROMETEDOR NO ENSAIO INDUSTRIAL.

24 CONSIDERAÇÕES FINAIS 3/3 OUTROS FATORES (ALGUNS NÃO NECESSARIAMENTE RELACIONADOS ÀS MATÉRIAS-PRIMAS) PODEM AINDA SER CONSIDERADOS, TAIS COMO: O PROCESSO PERMITE MAIOR PRODUTIVIDADE E ATINGIR BAIXA PERDA; O SISTEMA SECAGEM E QUEIMA PODE LANÇAR MÃO DE FORNOS OBSOLETOS DA INDÚSTRIA DE PLACAS (MENOR CUSTO DE IMPLANTAÇÃO); DO PONTO DE VISTA DE CONSUMO DE ENERGIA, O USO DE GN PERMITE FORNECER QUALIDADE E CONTROLE OPERACIONAL E MOSTRA CONSUMO ESPECÍFICO EQUIVALENTE SIMILAR AO FORNO INTERMITENTE QUE QUEIMA LENHA E EQUIVALENTE AO UM FORNO TÚNEL QUEIMANDO GAS NATURAL, MOSTRANDO SIMILARIDADES DE CUSTO, PARA UM PRODUTO DE MAIOR VALOR AGREGADO. NA CONTINUIDADE DOS ESTUDOS TÉCNICO-ECONÔMICOS PARA IMPLANTAÇÃO DE UNIDADE DE PRODUÇÃO POR QUEIMA RÁPIDA REQUER REFINAMENTO NA FORMULAÇÃO E PREPARAÇÃO DA MASSA, CONFORMAÇÃO, SECAGEM E QUEIMA E ASPECTOS COMERCIAIS DO MERCADO INTERNO E EXTERNO (TECNICAMENTE RECOMENDÁVEL MAS HOJE COM PROBLEMAS DE CÂMBIO)

25 Equipe Técnica IPT Comgás Hudson Barreto de Brito Colaboração do LaRC (Prof. Dr. Anselmo O. Boschi e Fábio Mechiades)

26 FABRICAÇÃO DE TELHAS EM FORNO A ROLOS José Francisco M. Motta IPT motta.jf@gmail.com

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