UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA UNIDAD ACADÉMICA DE INGENIERÍA QUÍMICA, INDUSTIAL, DE ALIMENTOS, BIOMOLECULAR, BIOCOMBUSTIBLES Y BIOFARMACIA
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
“DEFECTOS EN LA CERAMICA PLANA”
MONOGRAFÍA PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO QUÍMICO
DIRECTOR: Ing. Francisco Zaldumbide AUTOR: Pablo Andrés Calle Peñaherrera
CUENCA – ECUADOR ECUADOR 2011
AGRADECIMIENTO Tengo tanto que agradecer agradecer a Dios, que a lo largo de mi vida, a pesar de algunos algunos errores cometidos, siempre estuvo junto a mi dándome la fortaleza y la sabiduría para encaminarme, y es así que me llevó a tan prestigiosa Institución, la UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA a conocer conocer excepcionales excepcionales maestros maestros que además de brindar el conocimiento me dieron amistad y confianza. A mi esposa, que se ha convertido en parte esencial de mí ser, dándome la satisfacción de saber que siempre tendré una persona incondicional, que me apoya en todo proyecto de mi vida, como lo hizo en este tiempo que recorrimos juntos, especialmente en este gran paso de la realización de esta tesis para la obtención del Título de Ingeniero Químico. A mis padres que siempre estuvieron buscando lo mejor para mi hermano y para mí, en un hogar en donde preponderaba preponderaba el respeto, respeto, el amor y la confianza mutua; haciéndonos haciéndonos sentir que sólo nosotros podemos poner los limites li mites en nuestras capacidades. Quiero hacer extensivo un especial agradecimiento al Ing. Francisco Zaldumbide, quien fue partícipe en mi formación impartiendo sus conocimientos sin ningún tipo de egoísmo y con respeto, respeto, siempre abierto al al diálogo por lo que en mi persona persona no tiene solo un alumno, si no un amigo.
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AGRADECIMIENTO Tengo tanto que agradecer agradecer a Dios, que a lo largo de mi vida, a pesar de algunos algunos errores cometidos, siempre estuvo junto a mi dándome la fortaleza y la sabiduría para encaminarme, y es así que me llevó a tan prestigiosa Institución, la UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA a conocer conocer excepcionales excepcionales maestros maestros que además de brindar el conocimiento me dieron amistad y confianza. A mi esposa, que se ha convertido en parte esencial de mí ser, dándome la satisfacción de saber que siempre tendré una persona incondicional, que me apoya en todo proyecto de mi vida, como lo hizo en este tiempo que recorrimos juntos, especialmente en este gran paso de la realización de esta tesis para la obtención del Título de Ingeniero Químico. A mis padres que siempre estuvieron buscando lo mejor para mi hermano y para mí, en un hogar en donde preponderaba preponderaba el respeto, respeto, el amor y la confianza mutua; haciéndonos haciéndonos sentir que sólo nosotros podemos poner los limites li mites en nuestras capacidades. Quiero hacer extensivo un especial agradecimiento al Ing. Francisco Zaldumbide, quien fue partícipe en mi formación impartiendo sus conocimientos sin ningún tipo de egoísmo y con respeto, respeto, siempre abierto al al diálogo por lo que en mi persona persona no tiene solo un alumno, si no un amigo.
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DEDICATORIA A mis seres queridos por el apoyo que me supieron brindar. Pablo Calle P. 3
DEFECTOS EN LA CERÁMICA PLANA INTRODUCCIÓN CAPITULO 1 1. PROCESO DE FABRICACION DE LA CERÁMICA PLANA 1.1 Recepción y Molienda 1.2 Atomización 1.3 Prensado y Secado 1.4 Preparación de esmaltes, pastas y pantallas serigráficas a.- Preparación de Pantallas serigráficas b.- Molienda de Esmaltes 1.5 Esmaltado 1.6 Cocción 1.7 Diagrama de Proceso
CAPITULO 2 2. DEFECTOS 2.1 Defectos Superficiales 2.1.1 Separación de Esmalte 2.1.2 Aplicación sobrepuesta 2.1.3 Desconchado 2.1.4 Cuarteo 2.1.5 Pinchado de Esmalte 2.1.6 Depresiones u hoyuelos 2.1.7 Gránulos en Relieve 2.1.8 Despuntado 2.1.9 Rayas 2.1.10 Falla Serigráfica 4
2.1.11 Matiz 2.1.12 Corazón negro 2.1.13 Trisado de los filos 2.1.14 Laminado 2.1.15 Chamote 2.2 Defectos Dimensionales 2.2.1 Concavidad 2.2.2 Convexidad 2.2.3 Rectitud de los lados 2.2.4 Trapecio o Paralelismo 2.2.5 Curvatura Diagonal
CAPITULO 3 3. CONTROL DE CALIDAD EN EL PRODUCTO TERMINADO 3.1 Control de calidad de los defectos superficiales 3.2 Control de producción de primera, segunda y tercera 3.3 Auditorias de Pallets
CAPITULO 4 4. MEJORAS 4.1 Controles en las etapas de producción a. Recepción de materias primas b. Molienda c. Atomización d. Esmaltado e. Prensado f. Secado 5
4.2 Diagrama de Flujo implantado
CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA ANEXOS
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INTRODUCCIÓN Las baldosas fueron desarrolladas como un producto de la cerámica; se cree que surgieron como uso alternativo de las cerámicas rotas; sin embargo, hay quienes piensan que fueron una invención independiente. Lo cierto es que las baldosas han sido usadas desde que el hombre aprendió a tratar la cerámica. Una baldosa es una pieza manufacturada, normalmente horneada, con un fino acabado esmaltado, que se consigue después de un proceso de quema. Este proceso va desde la recepción de materias primas, molienda, atomización, prensado, esmaltado y quemado; y dentro de cada una de estas etapas lleva consigo una serie de condiciones técnicas que al no ser controladas pueden ocasionar defectos tanto en la estética del producto como su funcionalidad que ocasionan perdidas de la calidad del producto. Estas condiciones técnicas las iremos describiendo a lo largo de este trabajo. La baldosa plana debe cumplir necesidades dimensionales y de calidad superficial con los requisitos de las propiedades físicas y químicas acorde al tipo de baldosa que corresponda cumpliendo con la Norma Técnica Ecuatoriana NTE INEN 654 1 vigente. Además a la baldosa cerámica plana se le realizan pruebas de evaluación de conformidad según la Norma Técnica NTE 650 2 para que no induzcan a error o provoque perjuicios al consumidor final, garantizando el uso adecuado del producto terminado. En esta área, ITALPISOS S.A. fabrica baldosas para pisos y paredes; actividad que se realiza utilizando tecnología de vanguardia y se ha visto en la necesidad de introducir normas de control de calidad para disminuir costos de producción, mano de obra, desperdicio y reprocesos; para lo cual es necesario conocer el origen y las posibles soluciones a los defectos que se pueden generar dentro del proceso. Y así poder competir y ganar un lugar en el mercado cada día más competitivo, brindando al cliente producto de alta calidad cuidando los mínimos detalles, por este motivo en este trabajo nos dedicaremos a conocer los defectos que más afectan a la estética, funcionalidad del producto y sus posibles soluciones.
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Anexo. Anexo.
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CAPÍTULO 1
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1. Proceso de Fabricación 1.1 Recepción y Molienda El proceso de fabricación de baldosa plana empieza con la recepción de materias primas como: arcillas, caolín, fundentes y aditivos químicos, a los que se les realiza prueba de contracción y color a la quema, de acuerdo a las normas internas establecidas 3. La muestra proviene del material ingresado en el día, la misma que se toma de diferentes puntos del montón y a una profundidad adecuada que sea lo suficientemente representativa. Con estos datos se realiza la formulación de la pasta, es decir la cantidad de cada uno de los materiales, así como el porcentaje de agua y aditivos químicos y se procede a realizar una molienda vía húmeda, la cual tiene por objeto, además de reducir las dimensiones en partículas micronizadas
que forman la pasta, la perfecta
homogenización y dispersión en toda la barbotina de los diferentes componentes. Lo más frecuente es que las pastas estén formadas por muchos componentes (carbonatos, feldespatos, caolines, alúmina, y aditivos floculantes 4), añadidos con el fin de adaptar las características de la arcilla al proceso tecnológico más racional y moderno, para la obtención del producto cerámico requerido. El tipo de molienda que se utiliza es la molienda discontinua, la cual tiene un ciclo de trabajo que se divide en tres puntos: 1.
Carga de materia prima, agua y aditivos químicos.
2.
Molienda propiamente dicha.
3.
Descarga de la barbotina obtenida.
Para una correcta molienda y un buen funcionamiento del molino es necesario seguir algunas reglas y conceptos básicos: a. Velocidad del molino b. Cuerpos moledores c. Carga de esferas 3 4
CONTROL DE CALIDAD DE PRODUCTO EN PROCESO DE FABRICACIÓN DE CERÁMICA ESTOS ADITIVOS AYUDAN A BAJAR LA VISCOSIDAD DE LA PASTA
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A manera de orientación, la carga debería estar compuesta de: 45 - 50% de bolas de diámetro inferior (20 - 30 mm) 25 - 30% de bolas de diámetro intermedio (40 - 50mm) 20 - 25% de bolas de diámetro superior (50 - 60 mm) d. Carga del producto e. Material del revestimiento y de cuerpos moledores
1.2 Atomización Luego de que la barbotina ha sido homogeneizada y micronizada a un residuo especifico, pasa a la sección de atomización en donde se utilizan atomizadores de calor directo, en los cuales el calor necesario para actuar sobre el líquido a evaporar lo aporta el aire caliente mezclado con los gases de combustión, que al entrar en contacto directo con el líquido produce la evaporación, es decir se produce un secado por convección. A continuación se detalla a breves rasgos su funcionamiento y principales características:
Fig. 1
Al tener la barbotina con un contenido de agua preestablecido de acuerdo con las características de las materias primas, es bombeada, con presión constante por la bomba (1), a través de los filtros (2), hacia el anillo distribuidor o corona (3), colocado en el al
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Al tener la barbotina con un contenido de agua preestablecida con las características de las materias primas, es bombeada, con presión constante por la bomba (1), a través de los filtros (2), hacia el anillo distribuidor o corona (3), colocado en el interior de la cámara o torre de secado (4) y dotado de boquillas especiales con luz de pasaje calibrada. La colada de barbotina, finalmente nebulizada, es transportada por medio de tubería con cierta presión (entre 8 y 14 bares) hacia la torre o cámara de secado y elevada su temperatura hasta aproximadamente 100 ºC para su evaporación, por un chorro de aire caliente producido por el generador (5) a combustión directa (con quemador de gas o de combustible líquido). El aire es enviado a la parte superior de la torre a través del conducto de acero inoxidable aislado térmicamente (6) y puesto en rotación por el distribuidor anular (7). Terminado el proceso de evaporación del material atomizado, nos queda solamente los gránulos esferoides que a través de la válvula de sostén (8), son descargados sobre una cinta transportadora. El residuo de polvo fino, que queda en suspensión en el aire, es separado en parte por los ciclones (9) y en parte por un abatidor en húmedo de accionamiento centrífugo (10). El aire preparado, perfectamente limpio, en seguida es enviado por medio del ventilador centrífugo (11) hacia la chimenea (12). Como se puede apreciar en la figura 1. Luego la barbotina atomizada descansará por 48 hrs. en los silos de almacenamiento para homogeneizar la humedad y que el polvo tenga un comportamiento estable en la formación de la pieza.
1.3 Prensado y Secado , En este proceso es importante mantener el porcentaje de humedad entre 7 – 8 y con una presión de 250 bares. En el prensado se suceden contemporáneamente tres operaciones: 1.
Formación de pasta : da la forma definida a la materia prima.
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2.
Compactación de la pasta : da consistencia, para resistir en crudo y en cocción todas las exigencias mecánicas.
3.
Compactación : en el sentido de limitar los vacíos existentes entre las partículas de la mezcla.
El prensado nos ofrece ventajas frente a otros procesos de formación estos son: Alta resistencia mecánica en crudo, debida a presiones específicas de 250 - 500 Kg/cm2 Alta productividad, se logran grandes producciones con poca mano de obra, por el automatismo. Facilidad de secado, gracias al prensado en seco y semiseco Facilidad de obtener medidas, y formas exactas. Mínimas deformaciones en las operaciones sucesivas al prensado. Reducción de contracción a causa de la reducción de los espacios vacíos con la aproximación de las partículas, se limitan las contracciones que pueden ocurrir en el secado y la cocción. El tipo de prensa que se utiliza es la prensa hidráulica donde la acción del prensado viene efectuada mediante transformación de energía hidráulica en fuerza de deformación según la siguiente fórmula:
F = S x P Donde:F = fuerza deformante (en Kg.). S = superficie (en cm2) P = Presión del aceite (en Kg./cm2) Este tipo de máquina, está formada por una estructura mecánica, una central hidráulica, un automatismo electrónico. Como estructura, la máquina es muy simple, siendo prácticamente el órgano principal de movimiento y de empuje un pistón a doble efecto que se mueve dentro de un cilindro. Gráficamente el prensado se puede describir así: 12
Luego la pieza ya compactada va al secado durante una hora en secaderos verticales o veinte minutos en secaderos horizontales a una temperatura aproximada de 100 ºC obteniendo una humedad menor al 1%, para evitar que a la entrada del horno las piezas se destruyan ya que podría darse un shock térmico al entrar en contacto la baldosa con excesiva humedad con el calor del horno.
1.4 Preparación de Esmaltes, pastas y pantallas serigráficas a.- Preparación de Pantallas Serigráficas En este proceso se controla la tensión, número de malla y un correcto revelado de las pantallas serigráficas. Así mismo hay que tomar en cuenta varios aspectos como son: La limpieza del marco de la pantalla, removiendo todo residuo de pasta u óxido que se puede encontrar. El tensado de la malla El desengrasado de la malla La aspiración del agua que queda luego de ser desengrasada Secar la malla para eliminar el agua que se encuentra en los espacios de la malla Emulsionar la malla con un compuesto químico mezclado con agua 13
Secar la emulsión a 65ºC por un lapso de 15 minutos Exposición del positivo del diseño requerido a la luz de 2000 Watts, el tiempo de exposición dependerá del número de hilo de la malla. Revelado, se necesita un tiempo comprendido entre 2 y 3 minutos en agua. Se empieza con poca presión desde afuera hacia dentro y se va aumentando la presión hasta obtener un revelado completo. En la parte interna basta con un enjuagado. Luego se realiza nuevamente una aspiración y secado de la pantalla. Se realiza una segunda exposición ya sin el positivo siempre y cuando sea necesario. Se pasa un catalizador a la pantalla para fijar el revelado, sin éste el revelado no durará. Luego se secará por un lapso de 8 minutos. Finalmente, se coloca la pantalla serigráfica en la estufa por 25 minutos a una temperatura entre 60 y 65 grados centígrados. Luego de esto, la pantalla está lista para entrar en producción. Las pantallas serigráficas son utilizadas en la decoración, es decir en la creación del diseño de la pieza cerámica, luego del esmaltado de la pieza.
b.- Molienda de Esmaltes Cuando se habla de esmaltado no se puede hacer sin mencionar la preparación del esmalte y las tintas serigráficas. Es la sección de producción anterior a la aplicación y su conducción es siempre determinante para no tener problemas en operaciones posteriores. La sección se debe dotar de maquinaria debidamente dimensionada por que se trabaja con grandes cantidades de agua. También debe tener una red de aire comprimido así como una red de aspiración de aire sobre las bocas de carga de los molinos, sobre todo si manejamos polvos. Fundamentalmente las maquinas que encontramos en esta sección son: molinos de bolas o alsing, tamices, bombas de trasriego y agitadores, mezcladores y dispersadores para polvos y líquidos, molinos refinadores, jarras, molinos rápidos, etc.
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Para una correcta aplicación de los esmaltes nos ayudamos de los electrolitos que se utilizan por la facultad que tienen para variar la viscosidad de los esmaltes y la velocidad de secado o sea la trabajabilidad de los mismos sin variar sustancialmente la densidad. Los electrolitos se pueden dividir en dos categorías según el efecto que causan al añadirlos a la suspensión acuosa del esmalte, siempre en pequeñas cantidades (no se supera salvo ciertas excepciones el 10%) Estos son: a.
Defloculantes o fluidificantes
b.
Floculantes o espesantes
La introducción de los defloculantes o fluidificantes disminuye la viscosidad del esmalte, igual que si añadiera agua, pero con efecto mucho mayor, sin disminuir la densidad. Son muy utilizados en el esmaltado de soportes crudos, donde es necesario reducir el contenido de agua al mínimo. Los floculantes causan un efecto contrario, es decir aumentan la viscosidad del esmalte o pasta, sin aumentar la densidad. Es conveniente recordar que “dosis no adecuadas de estos electrolitos, pueden causar
efecto contrario al que esperamos ”.
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1.5 Esmaltado Una vez que se tenga los esmaltes, tintas y pantallas serigráficas preparadas, el soporte prensado pasa a la línea de producción en donde se realizará la aplicación del esmalte que puede ser aplicado por uno o varios de los siguientes equipos: Campanas para depositar una capa consistente de esmalte de un modo uniforme sobre el soporte o bizcocho, con la misma se puede trabajar con esmalte a densidad más alta. Discos rotativos que nos permiten aplicar esmaltes a densidades ya sea altas o bajas, cantidades de esmalte muy variable (de pocos o muchos gr.), permite aplicar varios esmaltes en sobreposición y de obtener superficies bastantes uniformes. Aerógrafos que consiste en la pulverización o nebulizaciones del esmalte sobre la pieza con la ayuda de aire comprimido. Este tipo de aparatos está específicamente indicado para aplicaciones pequeñas de esmalte o frecuentemente colores finamente pulverizados distribuidos en un modo poco homogéneo sobre la pieza . El principal efecto obtenido con estos aparatos son generalmente conocidas con el nombre de “fumes” o impropiamente “flameados”.
Esmaltada la pieza, esta pasa a las decoradoras en donde por medio de pantallas serigráficas se impregnará las tintas formando el diseño deseado.
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1.6 Cocción En este proceso es de vital importancia mantener la curva de temperatura adecuada a fin de que el producto cumpla con las características de funcionalidad y estética requeridas.
La cocción o quema de las piezas cerámicas previamente secas y esmaltadas se utiliza un horno de rodillos que se compone de una estructura metálica modular portante, de un elevado poder aislante y óptima resistencia al choque térmico. El horno posee quemadores de gas y aire soplado, de alta velocidad de llama y emisión de los productos de combustión directamente en el canal de cocción. Los quemadores están alojados en las paredes sobre y bajo el plano de los rodillos. Cada batería es independiente en cuanto al dispositivo de regulación del gas tanto en manual como en automático, encendido electrónico mediante electrodos insertados en la cámara de combustión del quemador y dispositivo de regulación automática de la temperatura para la fracción del canal de cocción necesario. Esta regulación es realizada mediante un sistema caña pirométrica-autorregulador-modulador servo
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asistido que manda la alimentación de gas al quemador. De esta forma, cada quemador recibe la cantidad según las necesidades de la sección donde está montado. El horno a su vez se encuentra dividido en secciones de cocción y temperatura que cumplen funciones específicas a la hora de quemar una pieza, siendo estas: Primer tramo definido como prehorno con aislamiento en fibra cerámica, dadas las bajas temperaturas de ejercicio (200 - 400ºC). Exento de quemadores, está calentado por los productos de combustión aspirados de la zona de precalentamiento-cocción mediante el ventilador de evacuación de humos. La función específica del prehorno es el secado completo
del material crudo,
eliminando la humedad residual después del ciclo de secado-esmaltado y almacenado estocado. Con el fin de evitar roturas del material a cocer por una evaporación de agua demasiado violenta debida a las altas temperaturas que puede haber ya en la primera zona de calentamiento. El prehorno, permite además un racional intercambio térmico entre el material a cocer y los humos, antes de que estos sean evacuados del horno, propiciando un sensible aumento del rendimiento térmico de la instalación lo cual mejora el consumo energético. El segundo tramo denominado como “zona de precalentamiento”, esta caracterizado
por un tipo de aislamiento adaptado a las relativas altas temperaturas. Para tal fin se utiliza un sistema mixto refractario aislante y fibra cerámica. Refiriéndose a la curva de temperaturas, se considera como zona de precalentamiento la fracción inicial de la curva hasta los 900ºC aproximadamente. Con una apropiada regulación del horno, en esta zona se interviene para resolver algunos problemas característicos de la cocción del producto cerámico, como la eliminación del agua de constitución, transformación del cuarzo, combustión de las sustancias orgánicas y descomposición de los carbonatos.
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Para disponer del margen de regulación lo más amplio posible, porque de la total o parcial evacuación de los gases producidos en las reacciones químico-físicas depende gran parte de los buenos resultados de la cocción, la instalación de combustión en la zona de precalentamiento está constituida de manera particular. El tercer tramo, denominado “zona de cocción”, está caracterizado por un tipo de
aislamiento en refractario y fibra cerámica, específicas para altas temperaturas de ejercicio previstas. Refiriéndonos a la curva de temperaturas se considera como zona de cocción la fracción del diagrama comprendido entre los 1100ºC y el inicio del enfriamiento. En la zona de cocción preferentemente se resuelven con apropiada regulación problemas como: defectos de planaridad, desigualdad e inconstancia dimensional, desigualdad, heterogeneidad en el grado de gresificación y tonalidad de los esmaltes (estos defectos serán detallados mas adelante). El cuarto tramo definido como “zona de enfriamiento rápido”, está caracterizado por un
tipo de aislamiento similar al de la zona de cocción, pero reducido en el espesor. Refiriéndonos a la curva de temperatura se considera como zona de enfriamiento rápido la fracción comprendida entre la temperatura de cocción y los 600ºC. La longitud de este tramo es limitada (generalmente 4 metros) está compuesta de dos partes, de las cuales la primera, denominada enfriamiento indirecto, está provista de un intercambiador de calor posicionado bajo la bóveda del horno que, alimentado por el ventilador de aire de combustión, procede, además del enfriamiento de la zona del horno en el cual está instalado, al calentamiento del aire de combustión para los quemadores. A continuación del intercambiador trabaja un segundo sistema de enfriamiento directo, realizado mediante el soplado de aire a temperatura ambiente directamente sobre y bajo el material de producción a través de tubos agujereados de acero pasantes a la sección del horno. El quinto tramo, definido como “zona de enfriamiento natural”, se considera la fracción
del diagrama comprendida entre los 650 - 450 ºC. 19
La misión de este tramo es la consecución de un gradiente lo suficientemente bajo de disminución de la temperatura para que el proceso de transformación del cuarzo se produzca de manera que no provoque roturas del material. El tipo de aislamiento, bastante pesado, con el empleo de materiales refractarios, está empleado precisamente para que teniendo una masa notable mayor que la de la fibra cerámica normal, ejerce una acción de “pulmón térmico”.
Esto es suficiente para
mantener el ambiente a temperaturas próximas a las de funcionamiento normal, aunque se produzcan huecos en la alimentación del material, evitando así dañar el material que avanza después del hueco. El sexto tramo, “zona de enfriamiento final”,
la misión de este tramo es el enfriamiento
rápido del material para que llegue a la salida del horno a una temperatura lo suficientemente baja para manipularlo. Está provisto de un sistema de enfriamiento directo, mediante soplado de aire ambiente directamente sobre y bajo el material de producción, a través de tubos agujereados pasantes a la sección del horno. A fin de evitar la introducción de tal volumen en la zona, y que no salga aire caliente por los laterales del horno, se ha previsto un sistema de extracción del aire calentado a través de una capa sobre la bóveda y conectada a un ventilador.
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1.7 Clasificación y empaque Con la etapa de clasificación y embalado finaliza el proceso de fabricación del producto cerámico. La clasificación se realiza mediante sistemas automáticos con equipos mecánicos y visión superficial de las piezas. El resultado es un producto controlado en cuanto a su regularidad dimensional, aspecto superficial y características mecánicas y químicas. En caso de no tener ningún defecto se empacara en calidad de exportación, caso contrario esta será empacada en calidad de segunda, tercera de acuerdo a sus características, se identificarán defectos posibles ya sean estéticos o funcionales para tomar las acciones correctivas que sean necesarias.
1.7 Diagrama de Flujo de Proceso Actual
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CAPÍTULO 2
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2. DEFECTOS Y POSIBLES SOLUCIONES EN LA
PIEZA
CERÁMICA Los defectos en la pieza cerámica puede deberse a un sin fin de causas, estos se pueden generar en las diferentes etapas de producción,
pero casi todos los defectos se
evidencian después de la cocción, solo una parte de estos, dependen de esta fase del ciclo productivo, en cada caso es muy difícil hacer una clasificación de los defectos en base al origen, porque, casi siempre, un defecto depende más de una serie de causas que de un único factor. Por esta razón vamos a clasificar a los defectos en dos clases, superficiales y dimensionales
2.1 DEFECTOS SUPERFICIALES Son aquellos que afectan a la estética del producto, sin afectar la funcionalidad del mismo. Los principales defectos que hemos podido evidenciar son:
2.1.1 Separación del Esmalte
Es el defecto más común, en el cual la baldosa presenta áreas más o menos amplias donde el esmalte durante la cocción no se ha adherido al soporte. En general el esmalte que circunscribe la zona descubierta presenta un borde redondeado y limpio como si durante la fusión se hubiese contraído sobre sí mismo. Este retiro de esmalte a veces puede reflejarse sobre los bordes o sobre las puntas de la baldosa. En otro caso se manifiestan como amplias lamas colocadas alternadas a la zona descubierta o también como agujeros circulares más o menos amplios. 23
Un caso límite puede estar representado por el esmalte que se ha retirado completamente hasta formar unas minúsculas bolitas con un defecto similar al que forma una gota de agua dejada caer sobre una baldosa esmaltada y cocida. Generalmente se ha inducido a creer que la causa principal de este fenómeno sea la excesiva tensión superficial del esmalte fundido. Esta creencia no es totalmente exacta. Otros factores como el tipo y la cantidad de material plástico presente en el esmalte, el espesor de la aplicación, el grado de adhesión del esmalte al soporte y también la resistencia en crudo del esmalte, representan parámetros fundamentales. El defecto puede de hecho, tener su origen ya en crudo o antes de la fusión del esmalte. Este defecto en la práctica hemos podido evitar controlando: La dosificación del material plástico presente en la fórmula del esmalte. Los valores del % de retiro del esmalte y el soporte no sean significativamente diferentes en el secado y durante la cocción. Que el porcentaje de residuo del esmalte sea de 2 a 3 en malla # 200. Que en la etapa de esmaltado la cantidad de esmalte aplicado no sea excesiva, este será de acuerdo a la ficha técnica del producto que se esté elaborando.
2.1.2 Aplicación sobrepuesta Puede suceder alguna vez que esmaltes no sujetos a retiro, lo manifiesten cuando sean aplicados los unos sobre los otros. Al menos son tres diferentes razones que se han podido identificar que pueden causar este fenómeno. 2.1.1. El esmalte de fondo resulta polvoriento e impide al esmalte aplicado sucesivamente unirse correctamente. 2.1.2 La segunda aplicación va a mejorar nuevamente el primer piso de esmalte apenas secado que se apoya en el soporte. 2.1.3. La incompatibilidad entre los dos esmaltes presentan una tensión superficial y una viscosidad muy diferente entre unos y otros. Un caso típico
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es donde el esmalte superior muy viscoso y con una fuerte tensión superficial se abre flotando sobre el esmalte de fondo más fusible. Este defecto lo podríamos evitar controlando: La viscosidad y densidad de los esmaltes antes de ser aplicados. El porcentaje de residuo en el esmalte que sea de 2 a 3 en malla # 200 El % de retiro del esmalte en relación con el soporte no deben ser significativamente diferentes.
2.1.2 Desconchado
Es cuando durante el enfriamiento el coeficiente dilatrométrico del soporte se encontrará en compresión. Esto en condición límite puede causar la fractura del vidrio en numerosas escamas que resultan levantadas en correspondencia con la línea de rotura. Este defecto puede controlarse: Verificando la viscosidad del esmalte. Que en la etapa de esmaltado la cantidad de esmalte aplicado no sea excesiva.
2.1.4. Cuarteo
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Es cuando el coeficiente de expansión térmica del vidrio (esmalte) es más alto que el del soporte (engobe), el esmalte en el enfriamiento, por debajo del punto de transformación del vidrio, se contraerá mayormente y por tanto, se encontrará en tensión. Si la fuerza de tal tensión es superior al módulo de elasticidad del vidrio, le causará la rotura según un f ino e irregular “pelo”. El cuarteo puede definirse como una serie de fracturas localizadas preferentemente en los bordes de la baldosa o con recorrido circular (cuarteo de cebolla). Este defecto puede contralarse: En este caso tendríamos que reformular el esmalte para bajar el coeficiente de dilatación, o reformular el engobe subiendo el coeficiente de dilatación del mismo, para que exista prácticamente una igualdad entre estos coeficientes, además hay que revisar y comprobar que el coeficiente de dilatación de nuestra nueva fórmula no se aleje del coeficiente de dilatación de la pasta base, si esto llegara a pasar tendríamos nuevamente el problema.
2.1.5. Pinchado del Esmalte
El pinchado de esmalte es el defecto más frecuente y al mismo tiempo el de más difícil solución. La baldosa, después de la cocción presenta una superficie más o menos cubierta de pequeños pinchazos. Estos son el resultado de la afloración en el vidrio fundido de burbujas gaseosas que una vez que vencen la tensión superficial del esmalte dejan agujero. 26
Los parámetros que más pueden influenciar la evacuación del gas en el vidrio fundido son la viscosidad y la tensión superficial a la temperatura de cocción. Este defecto se debe a factores como son:
2.1.5.1 Frita defectuosa Si durante la preparación de la frita y particularmente en el momento de la fusión una parte de los componentes del vidrio, no están ligados perfectamente conservando así, una cierta inestabilidad. Se puede contrarrestar con un control de calidad de la frita realizando una molienda de prueba (500g) y aplicando la misma en una baldosa para observar si no se da este defecto.
2.1.5.2. Sobrecocción La sobrecocción del revestimiento causado el resurgir de una renovada reactividad en el interior del vidrio o de este con el soporte. Particularmente sensible a este fenómeno son aquellos esmaltes caracterizados por una elevada presencia de óxido alcalino. Este óxido tiene tendencia a volatilizarse por excesiva cocción generando minúsculas burbujas que son fuentes de pinchado. El control de temperatura en el horno nos ayuda a eliminar este defecto por esta causa, si ya no se puede bajar la temperatura del horno sin que nos afecte la absorción o tamaño de nuestro producto terminado se tendría que reformular el esmalte usando materias primas con menor óxido alcalino
2.1.5.3. Presencia de Sales La presencia de sales como sulfatos o carbonatos que pueden provenir del soporte, del agua de molturación de pigmentos, de aditivos, o del mismo esmalte. Tales sales son generalmente causa de otros defectos El pinchado de esmalte también puede ser fruto de causas accidentales como son: Contaminación del esmalte durante el ciclo de producción. Retención de aire durante la aplicación. Secado imperfecto. Cocción incompleta Enfriamiento demasiado rápido. 27
2.1.6 Depresiones u hoyuelos
A veces las superficies de los esmaltes brillantes, de modo particular, el blanco de zirconio, ponen en evidencia la presencia de hoyuelos. Este defecto se presenta como una leve depresión de forma circular cuya dimensión, aún decisivamente mayor de aquellas del pinchado, raramente superan los 5 - 6 mm de diámetro. En ciertos casos, al centro de tal depresión está localizada una zona mate similar a un minúsculo disco. El efecto recuerda a aquel causado por una pequeña partícula sólida que cae sobre una superficie fangosa muy fluida. Raramente el defecto es muy visible antes de la cocción. Una razón donde suele surgir tal imperfección es la presencia de gránulos de frita con una granulometría superior a la que resulta del resto del esmalte. Normalmente es debido a un tamizado imperfecto. Otra causa que puede originar este defecto está en relación a la presencia de sales solubles (sulfatos, carbonatos) provenientes de fases no homogéneas del esmalte y del soporte. Estos compuestos tienen la tendencia a emigrar siguiendo el camino del agua en evaporación.
2.1.7 Gránulos en Relieve
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La presencia de gránulos en relieve sobre la superficie del esmalte es seguramente consecuencia de la contaminación que puede venir durante el ciclo productivo de la baldosa, en este caso el material contaminado tiene normalmente una coloración del esmalte que lo engloba. Otra causa de la presencia de gránulos en relieve puede ser la consecuencia de una adición al molino de silicato de zirconio que no ha estado convenientemente molido. El defecto en este caso está caracterizado por la presencia de pequeños puntos blancos en relieve visibles en el caso de esmaltes coloreados o semitransparentes.
2.1.8 Despuntado
Es la falta de una de las aristas o vértices de la baldosa. Se origina en 3 secciones principalmente: 1. En la prensa.- Su característica principal es que el despuntado está cubierto de esmalte. 2. En las líneas.- Se produce por golpe en las guías. 3. En la entrada al horno.- Se produce por golpe a la salida de las piezas de la descargadora.
2.1.9 Rayas Se produce por la existencia de impurezas que se quedan en la cuchilla o espátula del velo de la esmaltadora y provocan que la aplicación no sea uniforme en la superficie de la baldosa.
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2.1.10 Falla Serigráfica Puede producirse por tapado de la pantalla serigráfica por falta de limpieza, pegado de la pantalla por humedad en la baldosa. Lo que ocasiona que el diseño impreso no sea nítido.
2.1.11 Matiz Distinto color al patrón establecido debido a fallas del operador en la aplicación de la serigrafía, por desgaste de malla serigrafica, por variación de la temperatura del horno o por falta de homogenización de la pasta.
2.1.12 Corazón Negro
Se trata de formaciones genéricamente carbonosas, originadas de la sustracción del oxígeno a la materia orgánica y a los compuestos del carbono así como de fenómenos de reducción del óxido de hierro. Este defecto se presenta debido a una incompleta combustión de los residuos orgánicos englobados en la pasta cerámica, se presenta en el espesor del producto diferentemente acentuado y conformado según el grado de contaminación de la pasta, de sus características tipológicas y de las causas que en el proceso productivo influencian la impermeabilidad. En las pastas rojas se presenta difuminado entre el amarillo-grisnegro.
30
2.1.13 Trizado de los filos Fisuras que se encuentran en los filos de la baldosa y se producen en la prensa por compactación insuficiente o durante la extracción de la pieza por el rozamiento de ésta con las paredes del molde, este rozamiento es mucho más intenso cuando el polvo presenta muchos finos o cuando la humedad es baja lo cual produce una expansión de la pieza.
2.1.14 Laminado Se produce por la presencia de aire en la pieza prensada introducido a la matriz y la imposibilidad de extraerlo completamente esto provoca el ahojado de la pieza capas de material compactado alternadas con capas de aire atrapado. También puede deberse a la presencia de polvos muy finos y con poca humedad que no se compactan.
2.1.15 Chamote
Pedazos de bizcocho pegados en la cara vista de la baldosa que presentan un color café.
2.2 DEFECTOS DIMENSIONALES Los defectos dimensionales son desviaciones que se pueden presentar en el calibre o en la planaridad de una baldosa. Los principales defectos pueden ser:
31
2.2.1 Concavidad Todos los vértices de la pieza en un tramo de unos 3 cm. están levantados hacia arriba, la restante superficie está suficientemente plana o solo un poco cóncava.
La
distribución del defecto en la carga, se supone uniforme y constante en el tiempo; el fenómeno aparece un poco menos en el lado externo de las piezas laterales
2.2.2 Convexidad Todos los vértices de la pieza en unos 3 cm., están torcidos hacia abajo; el resto de la superficie está plana o con ligera tendencia convexa. La distribución de la carga se supone uniforme y constante en el tiempo, y el fenómeno aparece un poco menos en el lado externo de las piezas laterales.
2.2.3 Rectitud de los lados Es la medida de la desviación de la rectitud del centro del lado en el plano de la baldosa. La medida solo es pertinente en los lados rectos de la baldosa.
32
2.2.4 Trapecio o Paralelismo Es la diferencia entre las medidas de lado y lado de la baldosa. Esta definido mediante ETX y ETY.
2.2.5 Curvatura Diagonal Este parámetro representa la Concavidad ( DI ↓) o Convexidad (DI ↑) sobre las dos diagonales de la baldosa. En concreto, indican si el punto central es más alto o más bajo respecto a los ángulos.
33
CAPÍTULO 3
34
3. CONTROL DE CALIDAD EN PRODUCTO TERMINADO El control está dividido en 3 partes:
3.1 Control de calidad de los defectos superficiales El procedimiento para el control de defectos en producto terminado es el siguiente:
Frecuencia: Cada 2 horas. Tamaño de la muestra: 100 piezas Lugar: Mesa clasificadora. Visualizar y anotar (códigos) de los defectos que van apareciendo con su respectiva frecuencia. Si se presentan piezas destinadas a tercera anotar los defectos y su frecuencia Si se presentan bajas anotar el número de piezas. Contabilizar: El total de defectos de segunda representará el porcentaje de segunda obtenido en el muestreo. El total de defectos en tercera representará el porcentaje de tercera obtenido en el muestreo. El total de bajas representa el porcentaje de rotura. Por diferencia el porcentaje restante corresponde al total de primera obtenido en el muestreo. Comunicar los defectos de mayor incidencia para la toma de acciones correctivas. Al final de cada turno cuantificar el total por defectos encontrados
3.2 Control del total de producción Primera, Segunda y Tercera.
35
Al final del turno contabilizar el total en m2 producidos de primera, segunda (Tabla 1.) y tercera. Para producto tercera contar el número total de cajas en el palet.
TABLA 1. * M2/ PALET
PARA PRODUCTOS DE CERAMICA
PRIMERA Y SEGUNDA
FORMATO
CAJAS/ PALET
M2/ CAJA
M2/PALET
20X25
65
2
130
20X30
65
2
130
25X33
52
2
104
30X30
51
2
102
42X42
40
2.12
84.8
42.5X42.5
48
2
96
3.3 Auditorias de Pallets Con la finalidad que el producto de primera llegue al cliente en óptimas condiciones y cumpla con todas las características. Se deberá efectuar auditorias de los palets de primera el procedimiento es el siguiente: De cada palet se deberá abrir 3 cajas para revisar su aspecto superficial (rayas, matiz etc.) así como calibre y espesor.
36
CAPÍTULO 4
37
4. MEJORAS 4 .1Controles en las etapas de producción De acuerdo a los estudios realizados en ese trabajo vemos que los controles que se realizan no nos ayudan a controlar debidamente el proceso de una manera preventiva ya que estos solo están al final del proceso por esto hemos creído conveniente introducir controles en todos los procesos de producción tratando con esto de disminuir y evitar los defectos superficiales y dimensionales que se presentan el en producto terminado aumentando al mismo tiempo la productividad y la calidad. Para esto se han creado procedimientos internos que elaboramos en base a la experiencia, fichas técnicas de producto y formatos5 de las diferentes pruebas a realizarse y en que área se van a hacer. A continuación se detallan:
a. RECEPCION
1. DETERMINACIÓN DE CONTRACCIÓN La contracción se determina mediante la medición de las longitudes de una muestra de baldosa cerámica (placas de prueba) antes y después de ser secadas y quemadas, estableciéndose la diferencia entre las 2 longitudes como base para conocer la contracción. 1. IMPORTANCIA: Esta prueba permite conocer el comportamiento de las materias primas antes de que sean utilizadas en la producción, esto nos permite dosificar para alcanzar una absorción del 7% en producto terminado. 2. UNIDAD: % 3. MATERIALES Y/ O EQUIPOS: Molino de laboratorio con capacidad de 500g, estufa, Prensa de laboratorio, recipientes. Balanza 4. MUESTRA: 100 g (Arcillas, Feldespatos, Caolín.) 5. FRECUENCIA: Se realiza por cada entrega de la Materia prima. 6. PROCEDIMIENTO: -
Previamente determinamos la humedad de la muestra.
-
Utilizamos la fórmula: 100gr de material seco, 60gr de agua y 0.3gr de tripolifostato.
-
La formulación se coloca en el molino del laboratorio el tiempo de molienda depende de la materia prima, se obtiene una pasta con el 3-4% de residuo.
5
Ver anexos
38
-
La pasta se coloca en un recipiente y se coloca en la estufa durante 1hora.
-
Se muele a mano para obtener polvo, de este tomamos 60gr agregamos 6gr de agua, y se homogeniza.
-
Colocamos ésta mezcla en la prensa del laboratorio formando placas que se colocan en la estufa durante una hora para secarla.
-
Determinamos sus medidas iniciales L1 y se la envía a quemar.
- Nuevamente medimos L2, anotando la temperatura y ciclo de quema. -
El porcentaje de contracción se calcula: % Contracción= L1 – L2 *100 L1
2. DETERMINACIÓN DEL PORCENTAJE DE ABSORCIÓN DE AGUA: Establece la diferencia entre dos masas (luego de quemada y la introducida en agua), como base para conocer el valor de la absorción del agua. 1. IMPORTANCIA: Permite conocer la capacidad del material para absorber agua y su directa afectación en el producto terminado6. 2. UNIDAD: % 3. MATERIALES Y/ O EQUIPOS: Balanza, Cocineta, olla. 4. MUESTRA: Placas elaboradas con materias primas. 5. FRECUENCIA: Por cada muestra de materia prima recién llegada. 6. PROCEDIMIENTO: Se determina el peso seco inicial (P1). -
En la olla se hacer hervir agua y se introducen las placas durante 2 horas se las mantiene al fuego.
-
Retiramos la olla y le agregamos agua fría, hasta que quede completamente fría.
-
Con una toalla humedecida se le quita el exceso de agua .Se establece el (P2).
% Absorción= P2- P1 *100 P1 7. NORMA: NORMA 651 INEN VIGENTE
b.
MOLIENDA
1.
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD:
6
Anexos norma INEN 654 requisitos
39
La densidad es una propiedad de la materia definida como la relación de la masa de un objeto dividida por su volumen. La masa es la cantidad de materia contenida en un objeto y comúnmente se la mide en unidades de gramos (g). El volumen es la cantidad de espacio ocupado por la cantidad de la materia y es comúnmente expresado en centímetros cúbicos (cm3) 1.
IMPORTANCIA: Por su afectación al momento de atomizar, si tiene gran contenido de agua es decir es poco denso entonces producirá granos muy finos, sucede lo contrario cuando está muy denso siendo el rango optimo de 1,63 + 2 g/cm3.
2.
UNIDAD: g/cm3
3.
MATERIALES Y/ O EQUIPOS: Picnómetro, balanza de precisión
4.
MUESTRA: 100cm3 (V) de barbotina tomada del molino que se va a descargar .
5.
FRECUENCIA : Luego de cada molienda
6.
PROCEDIMIENTO: Previamente determinamos el peso del densímetro vacío (P1), Llenamos Densímetro con 100cm3 dejamos salir el exceso y determinamos el peso (P2). El peso de la muestra es: P2-P1.
DENSIDAD=
PESO = P2 - P1 VOLUMEN
2.
V
DETERMINACIÓN DE LA VISCOSIDAD
Propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le aplica una fuerza. Los fluidos de alta viscosidad presentan una cierta resistencia a fluir; los fluidos de baja viscosidad fluyen con facilidad. La fuerza con la que una capa de fluido en movimiento arrastra consigo a las capas adyacentes de fluido determina su viscosidad, que se mide con un recipiente (viscosímetro) que tiene un orificio de tamaño conocido en el fondo. La velocidad con la que el fluido sale por el orificio es una medida de su viscosidad. 1.
IMPORTANCIA: una viscosidad muy baja da problemas generando polvo fino en el proceso de atomización. Es un problema que no se puede solucionar bajando la presión de la bomba ya que el atomizador empieza a desechar lodo. Una viscosidad alta da problemas ocasionando que el grano atomizado sea demasiado grueso dando problemas en la distribución de la tierra en el momento del prensado, y para solucionar este inconveniente se debería aumentar la presión en la bomba esforzándola demasiado, o se puede bajar la viscosidad agregando agua a la pasta, pero existe el riesgo que la densidad disminuya considerablemente dando problemas de granos finos. El rango optimo de viscosididad se encuentra en 25 + 5 segundos
2.
UNIDAD: Segundos (s)
40
3.
MATERIALES Y/ O EQUIPOS: Copa Ford # 8, cronómetro.
4.
MUESTRA: 100cm3 de barbotina tomada del molino que se va a descargar.
5.
FRECUENCIA: Luego de cada molienda
6.
PROCEDIMIENTO: La barbotina se introduce en la Copa Ford tapando el orificio, en la parte inferior colocamos un recipiente, y tomamos el tiempo en el instante que destapamos el orificio.
3.
DETERMINACIÓN DE RESIDUO
Determina la cantidad de sólidos existentes en una muestra de agua más sólidos. 1.
IMPORTANCIA: Es una medida que nos permite conocer la calidad de homogenización de todas las materias primas presentes en la pasta. Si el residuo es muy alto genera problemas en los tamices, pudiendo ocasionar rotura de las mallas de los tamices por lo que las boquillas del atomizador se taparían y la tierra atomizada saldría muy seca. Si el residuo es muy bajo nos indica que el material esta sobre molido si esto ocurre con frecuencia debemos revisar nuestro tiempo de molienda para optimizar el tiempo de trabajo de los molinos. Rango optimo del 2% al 5%.
2.
UNIDAD: (%)
3.
MATERIALES Y/ O EQUIPOS: Probeta graduada de 100 cm³ o picnómetro, Balanza con capacidad de 3000±0,01g., Tamices: 200 ASTM para pasta, Recipiente para secar las muestras Estufa.
4.
MUESTRA: 100cm3 de barbotina tomada del molino que se va a descargar.
5.
FRECUENCIA: Por cada molino descargado
6.
PROCEDIMIENTO: La muestra de barbotina la vaciamos sobre la malla o tamiz, con ayuda de un chorro de agua hacemos que quede el sedimento. a.
El material retenido se lo pasa a un recipiente de peso conocido, se seca en la estufa hasta peso constante, y luego se pesa.
b.
El peso del material retenido en el tamiz representa el residuo de la muestra analizada, expresada en porcentaje.
c. ATOMIZACION 1. DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD Determina la cantidad de agua presente en una muestra de material determinado. 1.
IMPORTANCIA: Por su influencia en la calidad del producto terminado, ya que favorece al prensado en la formación de la pieza, humedades menores al rango pueden
41
provocar que la pieza no se compacte y se vuelva débil para el siguiente proceso o genere el defecto de laminado. Humedades mayores al rango generan que la tierra se pegue en los moldes de la prensa ocasionando perdida de tiempo para limpiarlos a cada momento. Rango optimo de 7.0% a 8.0% 2.
UNIDAD: (%)
3.
MATERIALES Y/ O EQUIPOS: Lámpara infrarroja, Balanza capacidad 3000±0,01g, Recipientes para pesar la muestra.
4.
MUESTRA: Se toma una muestra del polvo atomizado que va a los silos.
5.
FRECUENCIA: Cada hora
6.
PROCEDIMIENTO: Pesar una cantidad de muestra (10 o 100 grs.) sobre un recipiente adecuado previamente tarado y anotar su peso como H1. Colocar en la estufa aproximadamente 110°C o en la lámpara de rayos infrarrojos por 10 minutos, hasta peso constante, pesar nuevamente identificando su peso como H2. Humedad= 100- (H2 *100)/ H1
Por tanto si la muestra es de 100g se reduce a: Humedad (%)= 100-H2 Si la muestra es de 10g se reduce a: Humedad (%)= (10-H2)*10
2 .DETERMINACIÓN DE LA GRANULOMETRÍA: Determina la distribución del tamaño de las partículas atomizadas. 1.
IMPORTANCIA: El exceso de polvos finos producen fisuras a la salida de la prensa. Las medidas de control para el tamaño del grano se puede controlar en el atomizador mediante variación de presión. Del tamaño de las partículas de polvo atomizado depende la buena distribución de éstas en la matriz de la prensa, su efectiva compresión y la resistencia de la baldosa a la salida del secadero.
2.
UNIDAD: Porcentaje
3.
MATERIALES Y/ O EQUIPOS: Juego de mallas o tamices Números: 40, 120,180, Vibro separador, Balanza con capacidad de 2000±0,01g.
4.
MUESTRA: Se toma una muestra de 100g del polvo atomizado.
5.
FRECUENCIA: cada tres horas mientras dure el proceso
6.
PROCEDIMIENTO: Se introduce la muestra en el tamiz 40 y debajo de este va el 120 y luego el 180, el juego de tamices se colocan en el vibro separador, se ajustan los pernos y se lo deja por 5 minutos.
42
7.
Posteriormente se pesa lo que está en cada tamiz, este peso representa el porcentaje de material retenido.
d. ESMALTADO 1. DETERMINACIÓN DEL PESO •
IMPORTANCIA: Para controlar el consumo de engobes y esmaltes, principalmente por los cambios de matiz que se presentan con variaciones excesivas en la aplicación.
•
UNIDAD: g (gramos)
•
MUESTRA: Se toman baldosas a la salida del secadero y se las deja enfriar, y sobre estas se realiza el control del peso.
•
MATERIALES Y/O EQUIPOS: Balanza
•
PROCEDIMIENTO: Tomamos la baldosa fría (cuerpo verde), colocamos en la balanza y lo enceramos, esta baldosa se la hace pasar por el engobe o por el esmalte según sea el caso y se lo coloca en la balanza para leer el peso aplicado.
•
NOTA1: Si tiene granilla, la baldosa se la hace pasar por la goma y posteriormente por la granilla y se determina su peso.
•
NORMA: Fichas Técnicas.
•
NOTA2: En la línea se controla viscosidad y densidad de engobes y esmaltes; así como la densidad de las pastas serigráficas el procedimiento para la determinación de éstas propiedades se encuentran descritas anteriormente. Y la importancia en su determinación ésta dada tanto por el nivel de consumo
(costos), así como en la calidad del producto terminado (matiz).
2. CONTROL HORARIO •
IMPORTANCIA: El control horario del producto esmaltado y quemado es de gran importancia para poder tomar acciones preventivas y/o correctivas cuyas causas son generadas en los procesos de prensado, secado y esmaltado del producto.
•
MUESTRA: Las muestras son tomadas al final del proceso de esmaltado antes de la cargadora, en un número mínimo de 2 baldosas.
•
PROCEDIMIENTO: Tomar las muestras cada hora y mandar a quemar en el horno respectivo, y comparar con el producto de inicio de producción. 43
e. PRENSADO 1.
DETERMINACIÓN DE LA DUROMETRÍA O PENETROMETRÍA: Determina la compactación del material prensado. •
IMPORTANCIA: De la correcta compactación del material depende su rigidez y por lo tanto la resistencia de la baldosa.
•
UNIDAD: Centésimas de milímetro
•
MATERIALES Y/ O EQUIPOS: Durómetro
•
MUESTRA: Se toman a la salida de la prensa, el número de muestras depende de la cantidad de unidades por prensada.
•
FRECUENCIA: Como mínimo una vez por turno.
•
PROCEDIMIENTO: Se coloca la baldosa con la cara muro hacia arriba, se encera el equipo, accionamos la palanca de operación hacia delante esto hace que la aguja del durómetro penetre en la baldosa, en la escala nos indica el rango de penetración. Este procedimiento se repite para las posiciones requeridas en la baldosa.
•
Nota: Con un calibrador se determina el espesor de las 4 esquinas.
•
Además se debe establecer el peso de cada baldosa
f.
SECADO
1.
PARALELISMO O CUADRATURA Determina la diferencia en las medidas luego de la quema en los cuatro lados de la baldosa cuando es de forma cuadrada, y de dos en dos cuando es de forma rectangular. Aplicable para proceso de mono quema7
IMPORTANCIA: Permite corregir a tiempo los defectos de forma, generados en la prensa.
7
•
MATERIALES Y/ O EQUIPOS: Flexómetro o calibrador pie de rey
•
MUESTRA: Se toma 2 baldosas por cada estampa a la salida del secadero.
Baldosa para pisos
44
•
FRECUENCIA: Cada tres horas como mínimo
•
PROCEDIMIENTO: Las muestras se colocan en el horno, luego de cocinadas y estableciendo primero la dirección por la cual salen del secadero.
•
Se miden los lados y se establece la diferencia entre las medidas mas alta y mas baja,
2. DETERMINACIÓN DE LA RESISTENCIA A LA FLEXIÓN •
IMPORTANCIA: El grado de resistencia que presenta el producto prensado a la salida del secadero es de gran importancia ya que de esta depende su comportamiento en el transporte y trabajo que va ha estar sometido en la línea de esmaltación, carga y descarga de las vagonetas.
•
UNIDAD: kg /cm2
•
MUESTRA: Las muestras para pruebas provienen de la salida del secadero, una de cada estampa.
•
MATERIALES Y/O EQUIPOS: Equipo para la determinación de la resistencia a la flexión, calibrador pie de rey
•
PROCEDIMIENTO: Colocar la pieza sobre los apoyos del equipo de tal modo que sus bordes extremos sobrepasan por lo menos 10 mm. a cada lado de la distancia entre los ejes de los apoyos. La distancia entre las barras de apoyo será de acuerdo a la medida de la pieza. Encerar, accionar el equipo para que se produzca el asenso de los soportes con la baldosa, tomar la lectura de rotura cuando se produzca la misma. En la sección en la que se rompió la pieza determinar el espesor del cuerpo (mínimo) y el ancho.
•
La resistencia a la flexión expresado en kg./cm2 se calcula mediante la siguiente formula: RF=3FL/2e2 b
•
Siendo: •
F = Carga aplicada (lectura en el equipo) en kg.
•
L = Distancia entre apoyos en cm (largo)
•
b = Sección de ruptura en cm
•
e = Espesor menor de la baldosa (cuerpo)
•
NORMA: NORMA INEN 652 vigente
Finalmente con todos los controles que se han implantado ahora el diagrama de flujo del proceso queda de la siguiente manera:
45
Diagrama de Flujo de Proceso Implementado RECEPCION DE OTRO USO
MATERIAS PRIMAS
CONTROL 1
% DE CONTRACCI N % DE ABSORCION DE AGUA
NO
COLOR A LA QUEMA
CONTROL 1
CONTROL 2
RESIDUO de 2% a 6 % DENSIDAD 1,63 + 2 g/cm3
SI
VISCOSIDAD 25 + 5 s MOLIENDA
CONTROL 3
% DE HUMEDAD de 7.0% a 8.0% GRANULOMETRIA
NO
CONTROL 4 CONTROL 2
PENETROMETRIA CARGA
CONTROL 5
SI
FALLAS SERIGRAFICAS DENSIDAD ficha técnica VISCOSIDAD 18 + 2 s
ATOMIZACIO N
CONTROL 6 NO
PLANARIDAD MATIZ
CONTROL 3
ESCUADRE SI
PRENS ADO Y S ECADO
NO CONTROL 4
SI
ESMALTADO
NO CONTROL 5
SI
COCCION
CONTROL 6
NO DES PERDICIO
SI
EMBALAJE
46
CONCLUSIONES Luego de haber realizado esta investigación práctica en la industria de la cerámica plana, se puede concluir que nos ha permitido conocer los principales defectos superficiales y dimensionales que se pueden dar durante el proceso tecnológico, los cuales se deben a un sin fin de factores que pueden influir en cada punto de la producción y estos pueden originar uno o varios defectos; así que a mas de controlar de que las condiciones técnicas (Porcentaje de contracción, Determinación de la granulometría, porcentaje de residuo en la barbotina y esmaltes, porcentaje de humedad, etc) en las que se produce sean las idóneas, se debe cuidar: 1. El uso inadecuado del tipo y de la cantidad de materias primas, estas deben ser analizadas y formuladas de modo que no provoque defectos como el retiro del esmalte, desconchado, deformación en el soporte cerámico. 2. Que la calidad de las materias primas sea constante y verificable. 3. El uso excesivo de esmalte que puede ser la causa del levantamiento del mismo, así también puede provocar un cuarteo 4. La excesiva molturación de las materias primas tanto en el soporte como en el esmalte pueden provocar una pérdida en las propiedades físico- químicas de estas. 5. La falta de molturación en su defecto puede provocar fases no homogéneas ya sea en el esmalte y en el soporte (porcentaje de residuo). 6. El prensado debe tener una presión constante para evitar variación en el tamaño, variación de espesores, desviación en el porcentaje de absorción de agua en las piezas. 7. La distribución de la carga en la prensa se supone uniforme y constante en el tiempo 8. El incorrecto uso de los equipos instalados o falta de limpieza de los mismos. 9. Limpieza de toda la planta, en especial de la sección de esmaltado para evitar la contaminación por polvo causa principal del pinchado del esmalte. 10. Una curva adecuada de cocción para cada tipo de soporte cerámico (piso o pared) que permita la correcta evacuación de los gases, el completo desarrollo de la desvitrificación, completa combustión de los residuos orgánicos.
Controlados todos los parámetros mencionados, se puede detectar a tiempo posibles defectos tanto superficiales como de dimensión como contaminación, trizado, craquelado, fisuras, defectos de serigrafía o problemas de proceso como falta de presión, falta de temperatura, daño de equipos, calibración de equipos, capacitación al personal, falta de resistencia que hagan que el producto disminuya su calidad y se incrementen los costos del proceso encareciendo al producto final.
47
A pesar de todos estos controles tanto de condiciones técnicas, equipos, materias primas estén correctos, nos es posible garantizar el 100% de calidad ya que todos los días en la industria cerámica van apareciendo nuevos defectos, nuevos orígenes pero ya con parámetros y técnicas de detección mas rápidas y eficaces. Estos controles también ayudan a mantener a la empresa en un mejoramiento continuo, siempre buscando alternativas para optimizar los procesos y procedimientos tecnológicos.
48
