LMI Proceso Productivo Ceramico TAU

Proceso de fabricacin de baldosas cermicas

Taulell, S.A. Pgina 1 de 23

PROCESO DE FABRICACIN DE PAVIMENTOS Y REVESTIMIENTOS PROCESO DE FABRICACIN DE PAVIMENTOS Y REVESTIMIENTOS PROCESO DE FABRICACIN DE PAVIMENTOS Y REVESTIMIENTOS PROCESO DE FABRICACIN DE PAVIMENTOS Y REVESTIMIENTOS

CERMICOS Y GRES PORCELNICO EN TAU CERMICACERMICOS Y GRES PORCELNICO EN TAU CERMICACERMICOS Y GRES PORCELNICO EN TAU CERMICACERMICOS Y GRES PORCELNICO EN TAU CERMICA

1. INTRODUCCIN.

Los pavimentos y revestimientos cermicos, denominados tambin baldosas cermicas, son piezas que estn constituidas normalmente por un soporte de naturaleza arcillosa y porosidad variable, recubierto o no por una capa de esmalte. Este recubrimiento vtreo se realiza bsicamente para impermeabilizar el soporte arcilloso, ms o menos poroso, evitando as la retencin de suciedad y absorcin de posibles manchas, y dotar a la pieza de mayor riqueza esttica y decorativa. Existe una gran variedad de baldosas cermicas, en cuanto a la forma y en cuanto a sus caractersticas tcnicas (absorcin de agua, resistencia a la abrasin, resistencia mecnica, etc.), condicionada por las mltiples utilidades de estos productos y sus variados lugares de colocacin. Comnmente se utilizan los pavimentos y revestimientos para:

- Revestimiento interior de viviendas (cocinas, baos, etc.) - Pavimento interior de viviendas. - Revestimiento exterior (fachadas, equipamiento urbano, etc.) - Pavimento exterior (terrazas, etc.) - Pavimentos y revestimientos en locales pblicos (hospitales, escuelas, etc.) - Pavimentos y revestimientos diversos (piscinas, suelos industriales, etc.)

Los revestimientos cermicos, por sus caractersticas fsicas, esencialmente la resistencia mecnica y el tratamiento superficial de la cara vista, son idneos para revestir paramentos verticales con fines higinicos, impermeabilizantes y decorativos. Son normalmente porosos, lo que favorece su adherencia a la pared y su mayor estabilidad dimensional, aunque la tecnologa actual ofrece una amplia gama de productos que se utilizan indistintamente como revestimientos y pavimentos. Los pavimentos cermicos, por sus propiedades fsicas, son apropiados para revestir suelos. El nivel de prestaciones de un pavimento cermico est en funcin directa de la resistencia mecnica, resistencia a la flexin, resistencia a la compresin, resistencia al impacto y al desgaste superficial ( rayado, abrasin y atacabilidad superficial), coeficiente de friccin (para evitar el riesgo de deslizamiento). Del correcto equilibrio entre ellos se obtendr el paviemento ms adecuado a cada aplicacin. Presentan una baja porosidad con lo que se consiguen mejores


Plan de formacin interna 2002 Pgina 2 de 23

caractersticas tcnicas. En el caso del gres porcelnico, la porosidad es prcticamente nula, presentando una alta densificacin con lo que las caractersticas tcnicas son an mejores.

CARACTERSTICAS TECNOLGICAS

REVESTIMIENTO PAVIMENTO

GRESIFICADO GRES

PORCELANICO

Grupo BIII BIb y BIIa BIa

Presin de prensado 225 kg./cm2 250 kg./cm2 450 kg./cm2

Ciclo de coccin 35-40 min.(roja)

55-70 min. (blanca) 40-45 min. (roja)

55-90 min (blanca) -

60-90 min.

Temp. coccin 1120C (roja)

1150C (blanca) 1140C (roja)

1170C (blanca) -

1200C

Contraccin de coccin 0.9 % 5.5 % 8.0 %

Absorcin de agua > 10% 0.5% - 6.0% < 0.1 %

R mecnica 27 Nw/mm2 32 Nw/mm2 > 50.0 Nw/mm2

Resistencia a la helada NO SI / NO Garantizada

El Comit Europeo de Normalizacin propone una clasificacin unificando los productos en funcin de dos nicos parmetros: uno relativo a la formacin o modelado del producto, y otro representativo de una propiedad fsica, la absorcin de agua, ligada a la porosidad abierta y de la que a su vez dependen un buen nmero de otras caractersticas fsicas (resistencia mecnica, a la helada, etc.). La totalidad de los pavimentos y revestimientos cermicos que se fabrican en TAU se forman por prensado, existiendo otros productos en el mercado, como algunas piezas complementarias, que se realizan por extrusin o por colado. Segn esta clasificacin propuesta en la ISO 13006, los productos que TAU fabrica y comercializa se pueden agrupar en las siguientes categoras:

Grupo Bia: Absorcin agua< 0.5%. (Correspondera al gres porcelnico). Grupo Bib: Absorcin agua entre el 0.5% y el 3%. (Correspondera al gres

antihielo). Grupo BIIa: Absorcin agua entre el 3% y el 6%. (Correspondera al gres). Grupo BIII: Absorcin agua superior al 10%. (Correspondera al revestimiento).



Habr que tener en cuenta, como se ha dicho anteriormente, la existencia de productos que a pesar de su clasificacin, se utilizan indistintamente tanto para pavimento como para revestimiento. A continuacin se enumeran algunas de las ventajas de la utilizacin del azulejo como elemento de la construccin:

Fcil de limpiar: La limpieza se realiza con facilidad generalmente con un pao hmedo y, si la superficie presenta suciedad o grasa, se pueden aadir agentes de limpieza como detergentes o lejas. La naturaleza de la superficie cermica evita cualquier fenmeno de adherencia, y las grasas se pueden eliminar con gran facilidad. Gracias a ello, hoy en da se ha generalizado su uso en los baos, cocinas, hospitales, laboratorios, piscinas, instalaciones industriales ..., donde su uso evita la generacin de suciedad y olores. Por otro lado, su capacidad de aislante elctrico, repercute en que los recubrimientos cermicos eviten la captacin del polvo ambiental elctricamente activo y , con ello contribuyen al bienestar.

Higinico y antialrgico: La capacidad del recubrimiento cermico de prevenir la humedad, evita el desarrollo de colonias de grmenes y hongos, que se generan con facilidad en construcciones donde la permeabilizacin es deficiente. La accin de estos organismos sobre algunos recubrimientos no cermicos es progresiva y pueden ocasionar manchas en su superficie y deterioro de su interior. Por otra parte, por razones higinicas, siempre hay que evitar que estos agentes prosperen. Por ello tambin se ha extendido su utilizacin en donde el uso del agua es continuado como en baos, cocinas, instalaciones industriales, laboratorios, piscinas, fachadas ... Los recubrimientos cermicos no necesitan ningn mantenimiento despus de us puesta en obra, excepto las normales operaciones de limpieza. Su resistencia a los cambios bruscos de temperatura, a los agentes qumicos y biolgicos, su dureza, resistencia al rozamiento..., repercute en su gran durabilidad en las edificaciones. Una nueva instalacin de azulejos puede permanecer intocable en cualquier lugar. Por ello se ha proliferado su utilizacin en todos los lugares, destacando en las fachadas, en los espacios publicos, centros comerciales, paseos y avenidas ... Tambin su incombustibilidad evita la propagacin de incendios.

Inerte: Su carcter inerte (repele cualquier posibilidad de vida biolgica) evita la degradacin del medio ambiente, pues el barro o la arcilla, una vez pasada la fase de coccin, adquiere la misma propiedad que la piedra o elementos de la naturaleza similares.

El proceso de fabricacin de baldosas cermicas en TAU se desarrolla en una serie de etapas sucesivas que pueden resumirse de la siguiente forma :



Proceso de fabricacin de las plantas 1, 2 y 3 (producto esmaltado)

Proceso de fabricacin de la planta 4 (gres porcelnico)



2. ETAPAS DEL PROCESO DE FABRICACIN.

2.1.- DOSIFICACIN DE MATERIAS PRIMAS. El proceso cermico comienza con la seleccin de las materias primas que deben formar parte de la composicin de la pasta, que son fundamentalmente arcillas, feldespatos, arenas, carbonatos y caolines. Las materias primas cermicas son minerales o acumulaciones de rocas con las que se pueden fabricar productos cermicos, bien en su estado natural o con un tratamiento previo. De acuerdo con su comportamiento con el agua se dividen tradicionalmente en materias primas plsticas y no plsticas o desgrasantes. Ejemplos simples de materias primas plsticas son los caolines y las arcillas, mientras que el cuarzo y el feldespato son ejemplos de materiales no plsticos. La composicin de la pasta debe ser elegida en funcin de las caractersticas de la pieza cermica que se desea obtener y del proceso de fabricacin a emplear. Por tanto, la calidad del producto depender plenamente de la mezcla de materias primas empleadas y del procedimiento seguido en la fabricacin. En general, una pasta es idnea para la fabricacin de un producto cermico cuando cumple una serie de condiciones:

La relacin de materiales plsticos y materiales desgrasantes debe ser tal que confiera a la pasta cermica la plasticidad necesaria para realizar un adecuado moldeo y a la pieza conformada la suficiente resistencia mecnica en verde y en seco.

Si la preparacin de la muestra se realiza por va hmeda, debe ser fcilmente desfloculable.

Por ltimo, la pasta cermica debe poseer una adecuada composicin qumica y mineralgica de manera que, las transformaciones fisicoqumicas que tienen lugar durante el proceso de coccin, confieran al producto acabado las caractersticas deseadas (coeficiente de dilatacin, resistencia mecnica, porosidad, etc.). Asmismo, la pasta debe ser lo ms insensible posible a las variaciones de la temperatura de coccin dentro de ciertos lmites.

En TAU se utiliza, para la fabricacin de sus productos, pastas de pavimento de pasta roja y blanca, de revestimiento de pasta roja y blanca, y de gres porcelnico. Ejemplos de composiciones de pastas oscilan entre los siguientes valores:

Monoporosa roja: Arcilla Villar: 0 a 50% Arcilla Galve: 0 a 40% Arcilla Chulilla: 0 a 50% Arcilla Mor: 0 a 30% Arcilla Mas Vell: 25 a 40% (Vlida tambin Araya o Sichar) Arena: 0 a 10%



Monoporosa blanca: Arcillas blancas: 60 a 80% CaCO3 o dolomita: 10 a 20% Cuarzo: 0 a 10% Talco: 0 a 10% Caoln: 0 a 10%

Gres pasta roja: Arcilla Villar: 30 a 80% Arcilla Mor: 20 a 40% Arcilla Galve: 0 a 30%

Gres pasta blanca: Arcillas blancas: 50 a 70% Feldespato: 10 a 30% Cuarzo: 0 a 20% Talco: 0 a 10%

Homogeneizacin de arcillas

En la industria cermica tradicional las materias primas se suelen utilizar, por lo general, tal y como se extraen de la cantera, o despus de someterlas a un mnimo tratamiento. Su procedencia natural exige, en la mayora de los casos, una homogeneizacin previa que asegure la continuidad de sus caractersticas. La arcilla es la materia prima principal que, dependiendo del tipo de pasta, se introducir junto a caolines, feldespatos, carbonatos y cuarzo. Existen diferentes tipos de arcilla que, segn su composicin, se utilizan bien para fabricacin de productos de pasta roja, de pasta blanca o gres porcelnico.



La pasta roja tiene en su composicin xidos de hierro, que son los que le otorgan esa coloracin rojiza. Se distinguen la pasta de gres y la de porosa. La pasta de gres tiene poca porosidad y una gran contraccin, debido a la formacin de fase vtrea, siendo su temperatura de coccin de aproximadamente 1.140 C. En el caso de la pasta de porosa, ms calcrea (mayor % de CaCO3 en su composicin), presenta mayor porosidad originada por una baja contraccin de coccin con apenas presencia de fase vtrea, siendo su temperatura de coccin ms baja (1.120-1.130 C).

La pasta blanca tiene escasa presencia de xidos de hierro en su composicin, distinguindose tambin entre pasta de gres y de porosa. Las arcillas blancas son ms refractarias, por lo que se hace necesario aadir materiales fundentes como feldespatos, caoln, etc, y ms CaCO3.para la pasta de porosa. El gres porcelnico es un producto de bajsima porosidad (Aa



Vista general.Granero y silos almacenamiento mat. primas

Seguidamente la arcilla homogeneizada es llevada a los silos de carga, descarga y almacenamiento para su posterior tratamiento de disminucin de partcula mediante quebrantadores y rompedores (reduccin de tamao entre 100 y 25 mm) y despus es sometida a una molienda por va hmeda, para disminuir an ms el tamao de partcula.

Las arcillas ms utilizadas en la zona suelen ser del tipo illtico-caolinticas, siendo las ms frecuentes las arcillas Villar, Mor, Chulilla, Sichar, Useres o Araya. Tambin suelen importarse arcillas blancas de Inglaterra y Ucrania. Los materiales no plsticos, como la calcita, dolomitas, feldespatos, arenas, etc, se suministran con granulometras finas.

2.2.- PREPARACIN DE PASTAS. Despus de dosificar la cantidad adecuada de cada materia prima que compondr la pasta, se realiza una molturacin por va hmeda mediante molinos de bolas continuos o discontinuos, para disminuir an ms el tamao de partcula. La materia prima en seco correctamente dosificada, es introducida en el interior del molino, en el que se introducir agua y elementos molturantes.

Molino continuo. Planta 4

Molino discontinuo. Planta 4

En las instalaciones de la Planta 4 se utiliza la molienda va hmeda con molinos continuos y discontinuos. Aunque esta molturacin tambin se puede realizar por va seca, se emplea ms la molienda va hmeda, ya que la arcilla obtenida mediante va seca no es del todo



satisfactoria porque sus partculas presentan poca fluidez, lo que hace que en ocasiones la arcilla no quede bien distribuida sobre el plato de la prensa, creando una deficiencia que provoca defectos de descuadres y lunetas. Tambin son frecuentes variaciones incontrolables de la humedad, que hacen que se tenga que modificar la presin de prensado. La molienda tiene los siguientes objetivos:

Facilitar el mezclado y homogeneizacin del material Aumentar la velocidad de reaccin Obtener partculas de material con una determinada distribucin de tamaos

que permita las reacciones qumicas y las transformaciones fsicas necesarias.

Despus de la molienda en molinos de bolas, ya sea en continuo o discontinuo, la barbotina pasa a travs de un tamiz y ocasionalmente de un separador magntico y se almacena ne balsas para posteriormente ser bombeada a la torre de secado del atomizador.

Vista general. Atomizador 3 Planta 4

Para la fabricacin de gres porcelnico tcnico se necesita, en funcin del modelo a fabricar, atomizado de distintos colores, para realizar efectos decorativos en la pieza durante el prensado. El atomizado de color se obtiene despus de aditivar la cantidad correspondiente de cada color a la barbotina obtenida de la molienda y someterla al proceso de atomizacin. Bsicamente el proceso de secado en el atomizador tiene lugar de la siguiente manera:



La barbotina resultante del proceso de molienda por va hmeda es bombeada a presin, a travs de los filtros, al sistema de pulverizacin; (el objeto de pulverizar la barbotina es para obtener una gran superficie externa de contacto con el aire caliente y conseguir as una rpida evaporacin).

Esquema de la operacin de secado por atomizacin.

Seguidamente, en la torre de secado, el pulverizado de la barbotina se encuentra con un chorro de aire caliente, producido por un generador, a una temperatura que oscila entre 400 y 600 C, para eliminar el exceso de agua. El polvo atomizado resultante, con una humedad entre 5,5 y 6,5 %, es llevado a travs de cintas transportadoras a unos grandes silos. Este mtodo de secado de la barbotina requiere instalaciones muy caras, pero en cambio el polvo obtenido tiene una homogeneizacin casi perfecta y una forma prcticamente esfrica, que facilitar su fluidez durante el transporte y dosificacin.

2.3.- CONFORMACIN DE LA PIEZA. Una vez se tiene el polvo acondicionado con la humedad y homogeneizacin convenientes, es conducido por transporte mecnico a los silos, que son capaces de almacenar gran cantidad de material, para ser depositado inmediatamente despus en las distintas tolvas que alimentarn, por medio de una cinta sin fin, a sus respectivas prensas.

El proceso de conformado de la pieza ms extendido es el prensado en semiseco (5-7% de humedad en base seca), mediante el empleo de modernas prensas hidrulicas con dosificacin automtica del polvo a volumen. La alimentacin se lleva a cabo mediante unas tolvas desde donde cae la tierra atomizada hasta la matriz de la prensa.

Vista general. Seccin prensado



La prensa hidrulica se usa con preferencia, eligiendo su fuerza mxima en funcin del tipo de producto (el gres porcelnico necesita de mayor presin especfica) y del tamao de las piezas a fabricar. La operacin de prensado se realiza siguiendo las siguientes etapas:

Carga de arcilla en el molde.

Bajada de la traviesa. 1 prensada. Desaireacin. 2 prensada. Extraccin.

Una vez prensada, la pieza se limpia con aspiradores para eliminar las partculas sueltas de arcilla, para evitar que en el proceso de secado queden adheridas a la superficie del soporte. A diferencia de los productos esmaltados, algunos modelos de gres porcelnico son decorados en la prensa, mediante tecnologa especfica, obteniendo unos efectos de gran riqueza esttica. Uno de las variables ms importantes en la operacin de prensado es la compactacin. De la compactacin depende la aparicin o no de numerosos defectos en el producto acabado, tales como: calibres, descuadres, curvaturas y grietas. La densidad aparente (relacin entre el peso de la pieza y su volumen aparente, es decir, el volumen del slido ms el volumen de los poros) de piezas prensadas es una variable relacionada con la porosidad en crudo, y por lo tanto es una medida directa de la compactacin. Al aumentar la porosidad de una pieza prensada, es decir, al disminuir su compactacin, disminuye su densidad aparente debido a que el volumen ocupado por los poros es mayor, disminuyendo tambin su resistencia a las roturas.

2.4.- SECADO. Ya se ha visto como para el conformado de productos cermicos es imprescindible que la pasta se prepare con una determinada cantidad de agua, que oscila entre 5-7% . Por lo tanto, despus de la operacin de prensado tendr lugar la eliminacin de agua para hacer posible la coccin del producto. El secado de las piezas se realiza mediante la exposicin de stas a una corriente de aire caliente y con un bajo contenido en humedad De la velocidad con la que se realice esta operacin de secado depender, en gran medida, la aparicin de posibles defectos como grietas, fisuras y curvaturas.



El secado de la pieza depende de muchos factores, tales como la temperatura y la humedad del aire, el grosor, la forma y el tamao de la pieza, la porosidad y la superficie especfica del material, etc.

En los secaderos industriales el transporte de calor entre el aire y la superficie de la pieza se realiza por conveccin. En TAU se dispone de secaderos verticales automticos situados a la salida de las prensas. En el secadero, que opera a una temperatura mxima de 260 C, las piezas reducen su humedad hasta 0,1 - 0,9% y, a continuacin se dirigen a las lneas de esmaltado a una temperatura de aproximadamente 100 C para el producto esmaltado, mientras que el gres porcelnico tcnico sale del secadero a temperatura ambiente.

Secadero vertical

2.5.- ESMALTADO. El esmaltado consiste en la aplicacin por distintos mtodos de una o varias capas de vidriado con un espesor comprendido entre 75-500 micras en total, que cubre la superficie de la pieza. Este tratamiento se realiza para conferir al producto cocido una serie de propiedades tcnicas y estticas, tales como: impermeabilidad, facilidad de limpieza, brillo, color, textura superficial y resistencia qumica y mecnica. La naturaleza de la capa resultante es esencialmente vtrea, aunque incluye en muchas ocasiones elementos cristalinos en su estructura. El vidriado, al igual que la pasta cermica, est compuesto por una serie de materias primas inorgnicas. Contiene slice como componente fundamental (formador de vidrio), as como otros elementos que actan como fundentes (alcalinos, alcalinoterreos, boro, cinc, etc.), como opacificantes (circonio, titanio, etc.), como colorantes (hierro, cromo, cobalto, manganeso, etc.). Dependiendo del tipo de producto, de su temperatura de coccin, y de los efectos y propiedades a conseguir en el producto acabado, se formula una amplia variedad de esmaltes. En otros procesos cermicos (porcelana artstica, sanitarios) se utilizan en la formulacin de vidriados nica y exclusivamente materias primas cristalinas, naturales o de sntesis, que aportan los xidos necesarios. En cambio, en el proceso de pavimentos y revestimientos cermicos se vienen usando materias primas de naturaleza vtrea (fritas), preparadas a partir de los mismos materiales cristalinos sometidos previamente a un tratamiento trmico de alta temperatura.



Las fritas son compuestos vtreos, insolubles en agua, que se obtienen por fusin a temperatura elevada (1500C) y posterior enfriamiento rpido de mezclas predeterminadas de materias primas. La gran mayora de los esmaltes que se utilizan en la fabricacin industrial de pavimentos y revestimientos cermicos tienen una parte fritada en mayor o menor proporcin en su composicin, pudindose tratar en algunos casos de una sola frita o de mezclas de diferentes tipos de fritas. La utilizacin de fritas presenta ciertas ventajas frente al empleo de materias primas sin fritar, para una composicin qumica dada:

Insolubilizacin de algunos elementos qumicos, Disminucin de la toxicidad, el material vtreo obtenido, por su tamao y

estructura, tiene menor tendencia a la formacin de polvo ambiental que las materias primas de las que proviene, disminuyendo de esta forma el peligro asociado a su toxicidad.

Ampliacin del intervalo de temperaturas de trabajo del esmalte, debido a que no poseen puntos definidos de fusin.

El proceso de fabricacin de fritas, comnmente llamado fritado, tiene como objetivo la obtencin de un material vtreo insoluble en agua, mediante fusin y posterior enfriamiento de mezclas diferentes materiales.

2.5.1.- Preparacin de esmaltes.

Hasta el momento se ha hablado del esmalte pero habr que tener en cuenta que previamente a su utilizacin ha de ser preparado a partir de unas materias primas, y siguiendo un proceso determinado. El proceso de preparacin de los esmaltes consiste en someter a la frita y aditivos a una fase de molienda, en molino de bolas de almina, hasta obtener un rechazo determinado. En la preparacin del esmalte tenemos que distinguir las siguientes etapas:

Dosificacin. Molturacin. Almacenamiento. Transporte.



Las materias primas utilizadas para la preparacin de esmaltes se suministran dosificadas, segn proporcin adecuada, en sacos de gran capacidad (aproximadamente 1000 Kg) y son introducidas en el molino junto con el agua.

Almacenamiento materias primas para esmaltes.

Bolas de almina de alta densidad

Para realizar una molienda ptima es necesario controlar una serie de variables que influyen en sta, como el material utilizado para bolas y revestimiento del molino, tamao y carga de las bolas, cantidad de producto a molturar, cantidad de agua, viscosidad de la barbotina, velocidad del molino, tiempo de molturacin.

Vista general de la seccin de preparacin de esmaltes.

Es importante determinar el rechazo antes de descargar el molino para evitar distribuciones de tamaos de partcula demasiado gruesas, que provocara un comportamiento del esmalte distinto al esperado durante la coccin, obteniendo un producto final con apariencia diferente a la deseada.



Una vez molturado el esmalte, se transvasa a las balsas de homogeneizacin para su almacenamiento. Es conveniente que estos tanques tengan la capacidad de varios molinos a fin de mezclar en ellos distintas cargas, con lo cual se minimizan las variaciones que pudieran haber entre una molienda y otra. Estas balsas disponen de palas agitadoras con funcionamiento en continuo o intermitente, para mantener homognea toda la masa El transporte del esmalte a las lneas de produccin se realiza de forma manual: un operario recoge el esmalte en depsitos, cuya capacidad depender de la cantidad necesaria de esmalte, y lo transporta mediante un transpalet o carretilla elevadora hasta la lnea de esmaltado.

2.5.2.- Lneas de esmaltado.

La lnea de esmaltado es la parte dinmica de la fabricacin cermica, es decir, es la mquina que nos permitir transportar las piezas durante las aplicaciones que tengamos que realizar. Estas lneas estn provistas de unas guas para que las piezas pasen orientadas por una aplicacin determinada.

Vista general de una lnea de esmaltado.

El esmaltado de las piezas cermicas se realiza en continuo y los mtodos de aplicacin ms usuales en la fabricacin de estos productos cermicos son: en cortina, por pulverizacin, en seco o las decoraciones. Para conseguir el efecto final deseado todas estas aplicaciones se combinan entre s, obteniendo de esta forma modelos con distintos acabados.



Habitualmente el proceso de esmaltado de un producto empieza por una humectacin. Consiste en la aplicacin de una capa de agua sobre la pieza recin salida del secadero, generalmente mediante pulverizacin. Aunque a primera vista parezca una operacin contraria a la de secado de la pieza cermica, que previamente hemos realizado, la humidificacin de las piezas se realiza para enfriar la superficie de la pieza hasta una temperatura aproximada de 60C, y facilitar as la aplicacin del engobe y/o el esmalte.

Seguidamente a la humectacin, se aplica una capa de engobe mediante lengua de campana o pulverizacin. El engobe se aplica por diversos motivos:

Cubrir y homogeneizar la superficie del soporte.

Aislar al soporte de la accin de partculas contaminantes (coloreadas, puntos de desgasificacin, etc) y proporcionar una superficie blanca sobre la que se aplica el vidriado.

Para regular la adaptacin entre esmalte y soporte actuando sobre su coeficiente de dilatacin o sobre su refractariedad / fundencia.

Lengua de campana (vista entrada)

En general, los engobes tienen composiciones sencillas formadas por un fundente (fritas de plomo, alcalinas o blancas de circonio), elementos de carga (arcillas, feldespatos, caoln y cuarzo) y por un opacificante, no siempre presente (silicato de circonio). El esmalte se puede aplicar tambin de diferentes formas, dependiendo del efecto que se quiera conseguir en la pieza acabada:



Aergrafo Cabina de discos Granilladora

2.5.3.- Decorado.

En la actualidad se utilizan distintas tcnicas de decoracin de baldosas: serigrafa (plana o rotativa), huecograbado, flexografa e inyeccin de tinta. Existen algunas diferencias en el aspecto de la pieza acabada, dependiendo de la tcnica de decoracin utilizada. Al igual que en el esmaltado, estas aplicaciones se pueden combinar entre s, para conseguir el efecto final deseado, obteniendo de esta forma modelos con distintos acabados. La utilizacin de una tcnica u otra depender del efecto que deseemos otorgarle a las piezas, como alternancia en la grfica dentro de un mismo modelo o resoluciones en la decoracin ms altas o menos, del relieve que presente el soporte, ... La ms extendida es la serigrafa y consiste en la consecucin de un determinado diseo que se reproduce por aplicacin de una o varias pantallas superpuestas (telas tensadas de una luz de malla determinada). Estas pantallas presentan la totalidad de sus superficie cerrada por un producto endurecedor, dejando libre de paso nicamente el dibujo que se va a reproducir.

Al pasar sobre la pantalla un elemento que ejerce presin (rasqueta), se obliga a la pasta serigrfica a atravesarla, quedando la impresin sobre la pieza.

Detalle de un cabezal serigrfico



Otro de los sistemas de aplicacin utilizados es el huecograbado. Un rodillo de silicona, cuya superficie est cubierta de pequeos alveolos que se llenan de tinta y la depositan en la pieza a decorar. El grabado o incisin del rodillo se hace mediante lser.

Detalle de un rodillo huecograbado

La decoracin mediante flexografa se basa en el empleo de planchas fotosensibles. La aportacin de tinta a la plancha flexogrfica se realiza mediante un rodillo tramado, que acta como tintero y dosifica de modo constante y homogneo la cantidad de tinta que es transferida al fotopolmero.

El rodillo impresor, donde se fija la plancha flexogrfica, ha sido construido alrededor de un ncleo metlico, recubierto de una envolvente flexible que facilita la absorcin de las irregularidades de las piezas cermicas, evitando roturas por el exceso de presin. Las posibilidades de impresin con este sistema son muy amplias permitiendo realizar tanto imagen fija como imagen movida o variable sobre cada pieza.

Detalle de un cabezal flexogrfico

Las tintas que se utilizan para decorar las baldosas son esmaltes coloreados con un tamao de partcula muy fino (micronizado), cuya nica diferencia es que la matriz en el caso del esmalte es agua y en cambio, en el caso de la tinta es un compuesto orgnico. Son mezclas de varios componentes, como fritas, colorantes, materias primas (bentonita, cuarzo, xidos de titanio, circonio, cerio, etc.) y vehculos (glicoles y poliglicoles). Las condiciones preparacin de la tinta en cuanto a densidad, viscosidad, cantidad de color introducido y vehculo a utilizar, dependern de la tcnica de decoracin en la que se vaya a utilizar. En el gres porcelnico tcnico, la decoracin sobre soporte crudo prensado se puede realizar con las mismas tcnicas descritas anteriormente. Lo que difiere de la decoracin de un producto esmaltado es la composicin de la tinta a emplear. La tinta que se utiliza para decorar el gres porcelnico sin esmaltar es una mezcla de colores solubles y un espesante para ofrecer mayor consistencia a la mezcla. La utilizacin



de estos colores solubles permite que durante la aplicacin puedan ser absorbidos hacia el interior de la pieza y que se mantengan visibles con un posterior pulido.

2.6.- COCCIN. La coccin de los productos cermicos es una de las etapas ms importantes del proceso de fabricacin, ya que de ella dependen gran parte de las caractersticas del producto cermico: resistencia mecnica, estabilidad dimensional, resistencia a los agentes qumicos, facilidad de limpieza, resistencia al fuego, etc. Las variables fundamentales a considerar en la etapa de coccin son, el ciclo trmico, y la atmsfera del horno, que deben adaptarse a cada composicin y tecnologa de fabricacin, dependiendo del producto cermico que se desee obtener. La operacin de coccin consiste en someter a las piezas a un ciclo trmico, durante el cual tienen lugar una serie de reacciones en la pieza que provocan cambios en su microestructura y les confieren las propiedades finales deseadas. Esta coccin se realiza en hornos monoestrato de rodillos, con ciclos de coccin entre 40 y 80 minutos, dependiendo del tipo de producto a cocer. En los hornos monoestrato, las piezas se mueven por encima de los rodillos y el calor necesario para su coccin es aportado por quemadores gas natural-aire, situados en las paredes del horno. Los mecanismos principales de transmisin de calor presentes durante este proceso son la conveccin y la radiacin.

Salida y vista general de un horno monoestrato de rodillos

Podemos diferenciar tres etapas bsicas en el proceso de coccin: precalentamiento, coccin y enfriamiento.

- Precalentamiento: Es el intervalo desde el inicio del proceso hasta temperaturas de 800-900C. Es una etapa fundamental en la definicin del ciclo de coccin y sus limitaciones respecto a los esmaltes a utilizar. Referente a los esmaltes, y dependiendo de su composicin, tiene lugar su completo secado y comienza el reblandecimiento.

- Coccin: Aunque en realidad la coccin es el proceso completo, aqu reservamos este trmino para la fase en que se producen las transformaciones deseadas. Se trata del intervalo que va desde los 800-



900C, hasta la temperatura mxima de coccin. En este punto, se puede aumentar ms rpidamente la temperatura sin peligro de ocasionar prdidas. Es en esta fase cuando se completan las reacciones iniciadas anteriormente y se inician otras nuevas (fusin, recristalizacin, disolucin, etc.). Hay que tener en cuenta que estas reacciones son incompletas, sobre todo en ciclos rpidos.

- Enfriamiento: Cuando finaliza el aporte calorfico se inicia el perodo de enfriamiento. El sistema evoluciona durante el enfriamiento por lo que las caractersticas finales del producto dependern en gran medida de cmo se ha realizado ste. Durante el enfriamiento, gran parte de la fase vtrea en ocasiones cristaliza. La brusquedad del enfriamiento viene limitada por la ya conocida transformacin del cuarzo. Alrededor de su temperatura de transformacin deberemos enfriar muy lentamente para evitar variaciones brucas de volumen y, por lo tanto, la aparicin de tensiones en la pieza. Una vez pasada esta temperatura crtica podemos de nuevo enfriar rpidamente sin miedo a provocar roturas. Hay que tener en cuenta que a la salida del horno debemos disponer de piezas fras que no daen los mecanismos de automatizacin de salida, y que, por otra parte, si al final del horno no provocamos un enfriamiento brusco nos veremos obligados a alrgar la longitud de ste.

Los fenmenos que se producen en las diferentes fases de un ciclo de coccin son los siguientes:

- 90-110 C: Eliminacin del agua higroscpica que pueda quedar debido a un deficiente secado o por la recogida de agua durante el esmaltado.

- 150-250 C: Eliminacin de agua ligada. - 350-650 C: Eliminacin del agua de constitucin. - 400-600 C: Combustin de las sustancias orgnicas. - 573 C: Transformacin alotrpica reversible del cuarzo

(precalentamiento y enfriamiento). - 700-800 C: Inicio de la fusin de los lcalis y xidos de hierro. - 800-900 C: Descomposicin de los carbonatos. - 800-1000 C: inicio de la fusin de pastas con CaO y FeO con formacin de

silicatos. - 1050-1120 C: inicio de fusin de los feldespatos y formacin de silicatos y

alumino-silicatos. - Hasta 1200 C: Sigue formndose vidrio (a 1200C formacin de mullita que

provoca un gran aumento de la resistencia mecnica).

2.7.- CLASIFICACIN Y EMBALAJE. El conjunto de operaciones que tienen lugar dentro de este proceso estn encaminadas a la agrupacin del producto cocido en distintas calidades comerciales, tonos y calibres, y conseguir as disponer de lotes de caractersticas homogneas para su posterior suministro a nuestros clientes.



La totalidad de la produccin es sometida a esta inspeccin, en la que se controlan los siguientes parmetros: tono, defectos superficiales, dimensiones y curvatura. As, en la primera fase de la clasificacin, se realiza una inspeccin visual, realizada por un operario capacitado para poder diferenciar tonos y detectar la aparicin de posibles defectos en las baldosas. En las siguientes etapas se determina, en continuo, mediante varios sensores colocados en la lnea de clasificacin, la curvatura y las dimensiones de cada pieza, realizando automticamente una comparacin con los valores de tolerancia preestablecidos, y asignar as, a cada baldosa, el calibre y la calidad comercial que le corresponde.

La operacin de embalaje comienza con el encajado automtico de las piezas agrupadas segn su calidad, tono y calibre. Un robot colocar cada caja en el palet correspondiente, de acuerdo a sus caractersticas de calidad, tono y calibre. Este proceso de embalaje finaliza con la colocacin de una funda de plstico retrctil sobre el palet, que le conferir mayor estabilidad durante el apilamiento y su posterior transporte.

Paletizado

Con esta operacin de embalaje se concluye el proceso de fabricacin de la mayora de productos esmaltados y de algunos modelos de gres porcelnico. Sin embargo, existen algunos productos que necesitan una etapa de clasificacin previa a la realizacin de algn proceso, como el pulido o rectificado, para seleccionar solamente el producto ms adecuado. En estos casos, el material no se suele encajar, sino apilar en jaulas destinadas a tal efecto, evitando as el coste adicional del material de embalaje.

2.8.- PULIDO. Un porcentaje importante de la produccin se somete a un proceso de pulido, que resalta las caractersticas estticas de la superficie del material, incrementando su valor aadido. El elevado brillo del producto pulido junto con su relativa dureza (muy superior a la del mrmol) ha dado lugar a un creciente inters en el mercado por este tipo de producto. Mediante el proceso de pulido se obtiene un producto liso y brillante con los perfiles de la pieza perfectamente rectos. Para conseguirlo, durante el proceso, el espesor va disminuyendo progresivamente, reducindose hasta un 10%, debido a la friccin originada por las muelas abrasivas sobre la superficie de la baldosa, distribuidas stas a lo largo de toda la lnea de pulido.



Vista general de una pulidora

El proceso que denominamos pulido consta de varias operaciones: aplanado o calibrado, pulido, rectificado y biselado. En la primera fase del proceso, el aplanado, se emplean rodillos con abrasivos de grano grueso que eliminan un gran volumen de material, con el fin de desbarbar y acondicionar la superficie de la baldosa. Esta primera fase tiene como objetivo fundamental aplanar la superficie de las baldosas, minimizando la curvatura que, a la salida del horno, presentan las piezas. Este paso, necesario para conseguir que las muelas de pulido acten por igual sobre toda la superficie, produce surcos y grietas bastante profundas que debern eliminarse totalmente durante las siguientes etapas. Las herramientas utilizadas en las siguientes etapas del pulido son muelas con abrasivos de tamao de partcula progresivamente decreciente, las adecuadas para alcanzar la textura y brillo final deseados. El principal abrasivo empleado es el carburo de silicio, aunque cada vez esta adquiriendo un mayor inters el polvo de diamante sinttico, dada la elevada dureza del gres porcelnico. Durante el pulido es muy importante que el tamao de partcula del agente abrasivo (grana) de las muelas siga una secuencia determinada, desde los tamaos mayores a los ms pequeos. La razn es que cada muela abrasiva repara el dao provocado por la grana anterior , cuyo agente abrasivo era de mayor tamao. De esta manera, los defectos provocados son cada vez menos intensos, hasta llegar a los tamaos de abrasivo ms pequeos, que son los que alisan la superficie sin provocar daos apreciables. Tambin es importante que las piezas permanezcan sometidas a la accin de cada abrasivo el tiempo suficiente para que su funcin se complete dado que, si la pieza accede a una grana inferior antes de lo conveniente, los defectos no eliminados permanecern en superficie y la operacin de pulido habr sido incorrecta.



Con el rectificado se ajusta el tamao de la baldosa a las dimensiones preestablecidas, se elimina el perfil acuado caracterstico de las baldosas cermicas, y los posibles pequeos despuntados pequeos originados durante el proceso de pulido. El biselado es la parte final del proceso y sirve para eliminar las irregularidades de los cantos, ofreciendo un mejor acabado a la pieza ya pulida.

Rectificado y biselado

Una vez finalizado el proceso de pulido, el producto obtenido se vuelve a clasificar, esta vez teniendo en cuenta solamente el tono y defectos superficiales, ya que las dimensiones se controlan en el propio proceso de pulido. Las baldosas se agrupan por calidades comerciales, tono y calibre y se someten a las operaciones de embalaje, para su ptimo almacenamiento y posterior transporte.

LMI Proceso Productivo Ceramico TAU

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