Preparación de composiciones para su conformado

Preparación de composiciones para su conformado

Preparación de la composición para su conformado
Conocimientos
Una vez seleccionadas las materias primas y definida la composición del soporte, el proceso
cerámico propiamente dicho se inicia con la preparación de la composición para su conformado.
En esta etapa, se procede a la dosificación, transporte, mezclado, y reducción de tamaño de
partícula y/o aglomerado.
Ha sido, pues, importante, conocer la influencia que el tamaño de partícula ejerce sobre cada una de
las etapas posteriores del proceso, para, seguidamente estudiar la cinética del proceso de reducción
del tamaño de partícula de los materiales en diferentes instalaciones.
En esta fase del proceso de fabricación, el sector azulejero español, se caracteriza, como ya hemos
visto anteriormente, por una marcada inclinación hacia la opción de la pieza prensada, obtenida a
partir de polvos procesados por vía húmeda.
La elección de esta opción, ha sido consecuencia de distintos factores, por una parte, las elevadas
exigencias de calidad de la pieza acabada, sobre todo de su superficie, impurezas, carbonatos,
etc..., han exigido un material con un limitado tamaño máximo de partícula; de otra, la necesidad de:
Incrementar considerablemente la productividad en la etapa posterior de conformado (Fluidez
del polvo), conseguir la homogeneidad en la densidad aparente de las piezas, asociada a la
correcta carga de la prensa y a la compresibilidad del material (relacionado con su
empaquetamiento, que a su vez viene determinado por la distribución de tamaño de partícula y
por la deformabilidad de los gránulos aglomerados).
Y, por último, de la necesidad de que se realicen las reacciones de sinterización lo más pronto
posible.
En otro orden de cosas, los estudios realizados en el ITC han contribuido al avance en el
conocimiento de las relaciones entre las variables de operación de los diferentes métodos de
preparación de polvos y las características propias del polvo obtenido, tamaño, forma, porosidad
inter e intragranular y dureza.
Estos conceptos han sido introducidos y utilizados en el sector de baldosas cerámicas
recientemente, al ponerse de manifiesto su importancia para garantizar la adecuada realización de la
operación de prensado.
Dentro de este apartado de preparación de la composición para su conformado, han tenido especial
relevancia, los extraordinarios avances registrados en los estudios de ahorro energético realizados
en la década de los ochenta, en parte propiciados por la mejora en los conocimientos del mecanismo
de desfloculación de los materiales arcillosos y la consecuente selección del tipo de desfloculante
idóneo y de su proporción.
Aplicación
Tal y como se ha indicado anteriormente, uno de los avances importantes del sector cerámico, fue
en su momento la elección e implantación del proceso de preparación de los polvos cerámicos por
vía húmeda.
En función de las materias primas presentes en la formulación, se han seleccionado distintos
procedimientos de preparación de la suspensión, combinando apropiadamente las operaciones de
dosificación, mezclado, disgregación, desleido, molturación y acondicionamiento reológico.
Cabe destacarse como una aportación sustancial del ITC en esta etapa del proceso, la introducción
de la mezcla metasilicato-tripolifosfato, que en su momento supuso un importante avance en la
optimización del proceso de secado por atomización, ya que, debido a ello se incrementaron
sustancialmente los contenidos en sólidos de la suspensión, con las consiguientes mejoras de
productividad, consumo energético, y calidad del polvo atomizado.
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Asimismo, las mejoras introducidas por las propias empresas fabricantes de polvo atomizado han
permitido la optimización de la operación de secado por atomización mediante la introducción de
agitadores discontinuos, sistemas de tamizado de alto rendimiento y recientemente con el uso de
boquillas especiales de alta resistencia al desgaste. La combinación de estas acciones propias de
las empresas con el conocimiento del proceso de atomización ha propiciado el establecimiento,por el
ITC, de mejoras en el control y la consiguiente automatización de dicha operación de secado.
La consecuencia tangible, de los avances efectuados en esta etapa, han sido los aumentos en la
productividad de las prensas y, sobre todo, el incremento en la estabilidad de las características de
las piezas conformadas.
No podemos pasar por alto, la facilidad en el reciclado de vertidos que han supuesto las
instalaciones de vía húmeda y sobre todo la masiva utilización de la cogeneración como
procedimiento para incrementar los rendimientos energéticos de las instalaciones. En este último
aspecto, destacar que dada la presencia en el sector de una entidad especializada en ahorro
energético como es el caso del Instituto Valenciano de la Energía, el ITC limitó sus líneas de
investigación en este campo, aunque colaboró activamente con el IVEN en numerosas actuaciones
de difusión de las nuevas tecnologías en el campo del ahorro energético.
Principales actuaciones realizadas por el ITC
Conocimientos
a)
Influencia del tamaño de partícula sobre las variables de proceso.
b)
Cinética del proceso de reducción del tamaño de partícula y/o aglomerados.
c)
Relación entre las variables de operación de los diferentes métodos de preparación de polvos,
con las características del polvo obtenido.
d)
Caracterización de polvos cerámicos.
e)
Estudios del ahorro energético.
f)
Mecanismo de la desfloculación. Selección del desfloculante idóneo.
Aplicaciones
a)
Elección e implantación del proceso vía húmeda.
b)
Selección del sistema de preparación de la suspensión.
c)
Optimización del proceso de secado por atomización.
d)
Control y automatización de la operación de secado por atomización.
e)
Reciclado de residuos.
f)
Cogeneración por turbina.
g)
Diseño de silos para almacenamiento de materiales pulverulentos.