Influência da moagem de alta energia na deformação piroplástica da massa de porcelanato

Abstract

ResumoUm defeito comum na fabricação de porcelanatos é o desvio de planaridade que ocorre durante a queima e pode ser causado por diversos fatores, entre eles, se destaca a deformação piroplástica. Por meio do uso de uma moagem mais eficiente é possível diminuir o índice de deformação piroplástica (IP), porém, isso pode causar a diminuição da densidade de empacotamento devido a modificação da curva de distribuição de partículas. Uma forma de aumentar a densidade aparente a seco (Dap) é melhorar o empacotamento das partículas utilizando curvas de distribuição de partículas multimodais. Para modificar a curva de distribuição de tamanho de partículas é necessário realizar a moagem do material, que comumente é realizada por via úmida em moinho de bolas porém, após atingir o limite de cominuição a moagem convencional (MC) se torna ineficiente, possibilitando como alternativa a utilização da moagem de alta energia (MAE). O objetivo desse estudo é a utilização de moagem de alta energia para modificar a curva de distribuição de tamanho de partículas da massa de porcelanato, com posterior mistura entre as massas obtidas por MC e MAE, avaliando a influência das misturas e da moagem no IP. Parâmetros como a vazão de alimentação e rotação do moinho influenciam na eficiência da moagem e foram estudados. Um planejamento experimental 22 foi realizado, variando-se a vazão de alimentação (50 e 100 RPM) e rotação do moinho de alta energia (860 e 1260 RPM). Como variável resposta, avaliou-se os diâmetros das partículas. Posteriormente, um planejamento de misturas com as barbotinas obtidas MAE e MC foi realizado e o IP foi avaliado como variável resposta. Os resultados indicam que a moagem de alta energia é efetiva apenas no D90 (p<0,05), e que quanto maior a rotação do moinho e menor a vazão de alimentação, menor o tamanho das partículas. Isso indica que a moagem de alta energia modifica apenas as partículas maiores (D90), não sendo efetiva no D20 e D50. A moagem afetou a compactação, reduzindo Dap de 1,975 g.cm-3 para 1,861 g.cm-3. Além disso, a moagem deixou a massa mais reativa, diminuindo a temperatura para atingir absorção de água ≤0,5% em até 85 °C, afetando também o índice de deformação piroplástica, que era 5,010-5 cm-1 e chegou em 2,710-5 cm-1. A melhoria no IP é ocasionada pela diminuição do tamanho das partículas, que altera a quantidade e viscosidade da fase líquida formada na sinterização das peças. Com relação as misturas, foi possível aumentar a Dap, porém, esse aumento não foi superior ao apresentado pela massa padrão (1,975 g.cm-3) e isso está relacionado com o tamanho das partículas obtidas por MAE que não são pequenas o suficiente. Além disso, por meio da análise estatística (p<0,05) é possível afirmar que uma mistura entre barbotinas com diferentes tamanhos de partículas diminui o IP. O uso da MAE demonstrou ser promissora para melhorar o IP e ficou evidente que tanto a vazão de alimentação quanto a rotação do moinho de alta energia afetam significativamente a eficiência da moagem.