fabricación de productos cerámicos

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La preparación de la pasta se realiza mecánicamente, pro- duciéndose consecutivamen- te las siguientes operaciones: *Tamizado: Para eliminar las partículas más gruesas, no correspondientes a la fracción arcillosa. *Lavado: Para eliminar otras impurezas. *Molido: Para disgregar las arcillas y triturar los desen- grasantes. *Mezclado y amasado: Para conseguir toda la homogenei- zación de la materia prima y agua. *Raspado laminado: permite una mayor homogeneización de la pasta Proceso de fabricación de Productos Cerámicos: Maduración En la preparación de la pasta cerámica existen tres ingredientes principales: Los elementos plásticos, los elementos magros o desengrasantes y los fundentes. La propor- ción y calidad de estos tres ingredientes determinará el producto cerámico. Elementos plásticos: son las arcillas y caolines que forman la base de las pastas cerámicas debi- do a su plasticidad. Elementos magros o desengrasantes: son la sílice, la arena, trozos molidos de terracota (chamota) y las arcillas silíceas. Son para reducir su excesiva plasticidad, para aumentar la poro- sidad así como para facilitar el secado del objeto. Elementos fundentes: son los feldespatos, las micas, la cal, los fosfatos, las fritas molidas, los vidrios pulverizados y las arcillas fundentes, ferrosas y calcáreas. Profesora: Alvarez Cintia Estefania Fabricación de Productos Cerámicos EDI: Transformación de Los Materiales en Los Procesos Productivos Hasta la obtención de un determinado producto cerámico la arcilla y demás materias pri- mas han de pasar por una serie de procesos. No es sencillo generalizar la fabricación de cerámicas ya que para cada producto hay un procedimiento distinto. Pasos Generales del Proceso de Fabricación de los cerámicos La pasta cruda “madura”, cuando se estaciona por largos periodos, a veces varios meses, mejorando sus propiedades. Se dice, probable- mente sin exageración, que las porcelanas chinas del siglo XV se confeccionaban con materia prima madurada durante 50 años. PREPARACIÓN DE LAS PASTAS ARCILLOSAS:

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Pasos del Proceso de Fabricación de Productos Cerámicos

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Page 1: Fabricación de Productos Cerámicos

La preparación de la pasta se realiza mecánicamente, pro-duciéndose consecutivamen-te las siguientes operaciones:

*Tamizado: Para eliminar las partículas más gruesas, no correspondientes a la fracción arcillosa.

*Lavado: Para eliminar otras impurezas.

*Molido: Para disgregar las arcillas y triturar los desen-grasantes.

*Mezclado y amasado: Para conseguir toda la homogenei-zación de la materia prima y agua.

*Raspado laminado: permite una mayor homogeneización de la pasta

Proceso de fabr icación de P roductos Cerámicos:

Maduración En la preparación de la pasta cerámica existen tres ingredientes principales:

Los elementos plásticos, los elementos magros o desengrasantes y los fundentes. La propor-ción y calidad de estos tres ingredientes determinará el producto cerámico.

Elementos plásticos: son las arcillas y caolines que forman la base de las pastas cerámicas debi-do a su plasticidad.

Elementos magros o desengrasantes: son la sílice, la arena, trozos molidos de terracota (chamota) y las arcillas silíceas. Son para reducir su excesiva plasticidad, para aumentar la poro-sidad así como para facilitar el secado del objeto.

Elementos fundentes: son los feldespatos, las micas, la cal, los fosfatos, las fritas molidas, los vidrios pulverizados y las arcillas fundentes, ferrosas y calcáreas.

Profesora: Alvarez Cintia Estefania

Fabricación de Productos Cerámicos

EDI: Transformación de Los Materiales en Los Procesos Productivos

Hasta la obtención de un determinado producto cerámico la arcilla y demás materias pri-

mas han de pasar por una serie de procesos.

No es sencillo generalizar la fabricación de cerámicas ya que para cada producto hay un

procedimiento distinto.

Pasos Generales del

Proceso de Fabricación

de los cerámicos

La pasta cruda “madura”, cuando

se estaciona por largos periodos, a

veces varios meses, mejorando sus

propiedades. Se dice, probable-

mente sin exageración, que las

porcelanas chinas del siglo XV se

confeccionaban con materia prima

madurada durante 50 años.

PREPARACIÓN DE LAS PASTAS ARCILLOSAS:

Page 2: Fabricación de Productos Cerámicos

Moldeo: artesanalmente se moldea con tornos o ma-quinas que se accionan manualmente, como la extrusora.

Actualmente se realiza el moldeo a máquina (galleteras o extruxiona-dora), estos sistemas tra-tan de obtener productos seriados de mayor calidad. Permiten disminuir el agua de amasado y trabajar con pastas más secas, o bien, trabajar con arcillas poco plásticas. Básicamente constan de un cuerpo cilín-drico horizontal en el cual gira un eje que tiene unos Helicoides, que empujan la pasta hacia una boquilla que le da forma.

En industria, la extrusión con-siste en la utilización de un flujo continuo de materias primas para la obtención de productos. La cerámica puede formarse a través de la extrusión. La extrusión de la terracota se usa para producir las cañerías. Muchos ladrillos modernos también son manufacturados usando un proce-so de extrusión de ladrillos.

Página 2 Fabricación de Productos Cerámicos

Moldeo Manual MOLDEO

Boquillas de extructoras

manuales

Extrusora para formas

pequeñas y sencillas

Extrusora industrial para moldear ladrillos

El tradicional torno alfarero es un

disco horizontal sobre el cual se

pone la pasta cruda; cuando gira el

operario la moldea con sus manos

Moldeo por prensa: Permite el moldeo de pastas secas para la fabricación de tejas planas. Se da la forma mediante troquel que se comprime a gran presión. Pueden ser : por prensa-do plástico, prensado semiseco y prensado seco.

Prensado plástico Un pedazo de barro de

consistencia plástica se

prensa entre un molde

superior y uno inferior

contenidos en una es-

tructura metálica. Los moldes se hacen de

yeso y al aplicar vacío

se remueve al humedad

del barro.

Al aumentar la presión

los moldes de yeso

fallan. Se reemplazan

por resinas plásticas o

materiales cerámicos

porosos. Estos moldes

funcionan en posición

vertical.

Molde para lavatorio

Prensado semiseco La porción de pasta (taco o una pastilla recién extruida), se intro-duce en el molde de la prensa. A continuación la parte móvil baja y a la vez gira hasta conformar la pieza.

Los moldes pueden ser de acero, de yeso o de cerámica porosa. La extracción suele hacerse por aire comprimido.

La baja proporción de agua produce alta plasticidad que impide el uso de métodos de formado plástico. Se usan altas presiones para superar la baja plasticidad del material y forzar-lo dentro de la cavidad de un dado. Con frecuencia se forman rebabas. Alto nivel de automatización.

Productos: tejas, ladrillos refracta-rios.

Prensado en seco

El sistema tiene una alta productividad. La pasta, en forma de polvo, se introduce en el molde . El prensado, se realiza en varias fases para compactar y desairear el polvo. A la salida, la pieza entra directamente a secaderos verticales

Productos: Azulejos, aisladores eléctri-cos, ladrillos refractarios, revestimientos.

Moldeo de platos en seco

El mismo principio se aplica en

equipos mecanizados, pero en

lugar de las manos hay sistemas

de perfiles y cuchillas.

Page 3: Fabricación de Productos Cerámicos

Secado: Durante el secado se elimina parte del agua de amasado hasta un 5%. Debe de realizarse de forma gradual y progresiva para evitar alabeos y resquebrajamientos.

Durante el secado de piezas cerámicas, tiene lugar simultánea y consecutivamente un desplazamiento de agua a través del sólido húmedo y a través del gas. El aire que se utiliza debe ser lo suficientemente seco y caliente, pues se utiliza, no sólo para elimi-nar el agua procedente del sólido sino también para suministrar la energía en forma de calor, que necesi-ta esa agua para evaporarse.

Actualmente el secado de las piezas se realiza en secaderos verticales u horizontales.

Tras el conformado de las piezas éstas se introducen en el interior del secadero, en donde se ponen en contacto en contracorriente con gases calientes. Es-tos gases calientes son aportados por un quemador aire-gas natural o por gases calientes procedentes de la chimenea de enfriamiento del horno. El princi-pal mecanismo de transmisión de calor entre el aire y las piezas es el de convección.

Página 3 Volumen 1, nº 1

SECADO

Moldes para hornillos por colada

Moldeo por colada: se utiliza una pasta arcillosa liquida mediante álcalis que recibe el nombre de barbotina, se introduce en moldes de yeso que son los encargaos de dar la forma del producto, este sistema se emplea en ciertos productos de porcelana, loza o gres (fregaderos, inodoros, bidets, etc.).

Paso 4: Se abre el molde y se saca el producto

SECADERO

Secadero que utiliza gases calientes derivados del horno túnel

Las piezas modeladas se secan al ambiente, en la sombra, aproximadamente 3 a 4 días de acuerdo a la humedad del ambiente y el tamaño de la pieza. En los talleres más modernos se utilizan secadores a base de aire caliente.

Page 4: Fabricación de Productos Cerámicos

Página 4 Fabricación de Productos Cerámicos

COCCIÓN

Cualquier defecto de las fases de fabricación anteriores se manifestará y potenciará du-rante la cocción. La cocción se realiza en distintos tipos de hornos: • Hornos discontinuos: es-tarán fríos cuando se coloquen los productos ha cocer, a con-tinuación se eleva la tempera-tura progresivamente hasta obtener el punto optimo pre-visto para cada pasta, y luego se va enfriando lentamente.

• Hornos continuos: la tempe-ratura para la cocción siempre estará presente, para la coc-ción de los productos se desli-zan éstos par la zona de fuego

(hornos túnel) o, por el contrario el fuego avanza encontrándose los produc-tos estáticos (hornos hoff-mann). Sea cual sea el sis-tema están constituidos por tres zonas caloríficas; pre-calentamiento, cocción y enfriamiento.

Los productos cocidos o BIZCOCHOS, son someti-dos luego a diversos trata-mientos de acabado y de-coración.

La cocción de la pasta cruda exige lento calentamiento. Si fuera brusco, la evapora-ción de agua contraería excesivamente el volumen con peligro de ampollas y fisuras que desvalorizan su aspecto y aumenta la fragi-lidad. Un enfriamiento de-masiado rápido origina de-fectos similares. Además se debe controlar la tempera-tura máxima de cocción y el tiempo que esta se mantie-ne. Si es insuficiente no se completan las reacciones indispensables; si se sobre-pasa, el ablandamiento (fusión) deforma la pieza cocida.

HORNO DISCONTINUO

HORNO DISCONTINUO LLAMA CIRCULAR

HORNO HOFFMANN

Interior de un horno Hoffmann

COCHURA

a)

b)

c)

Hasta 400 °C

de 400 a 600 °C

más de 600 °C

Arcilla seca, sin cambios estructurales. Reversibles.

Se elimina agua de composición y varían sus propieda-

des. Proceso irreversible. Retracción definitiva.

Puntos de fusión distintos según arcillas:

temperatura

º C

Si

%

Al

%

O Fe

%

Ca O

%

FUSIBLES 800-1280 60 20 2 1,5 Cerámicas Rojas.

VITRIFICABLES 1280-1600 70 25 2 1,0 Gres, azulejo, mayólica.

REFRACTARIAS 1600-1700 75 30 1 0,2 Ladrillos, polvos.

KAOLIN 1700-2700 50 40 0,5 0,2 Porcelanas.

Page 5: Fabricación de Productos Cerámicos

El bizcocho nunca se utiliza directamente porque sus superficie no está pulida. En el caso de las lozas y porcelanas se mejora su aspecto externo con el vidriado. Se sumerge el objeto dentro de una sus-pensión acuosa de arena, caolín, feldespato, piedra caliza y oxido de plomo, todos ellos finamente pul-verizados. Esta mezcla sedimenta formando una película delgada y unifor-me. Se procede entonces a una segunda cocción a temperatura que no exce-da los 800 ºC. Los compo-nentes del vidriado reac-

cionan entre si dando silica-tos de calcio y de plomo, es decir un vidrio. La capa vítrea es dura, impermea-ble y brillante. Confiere buena presentación e incre-menta algunas propieda-des, como la resistencia a los cambios de temperatura y al golpe.

Cuando el vidriado contiene óxidos metálicos u otras sustancias adecuadas se obtiene un esmalte. Los esmaltes blancos y opacos se hacen con casiterita (SnO2, dióxido de estaño) y fluorita (F2Ca, Fluoruro de calcio). El esmaltado oculta

el color y las imperfecciones del bizcocho, en particular de las lozas. Para esmaltes de un tono uniforme se re-curre a los mismos óxidos que para los vidrios.

Se decora pintando manual-mente o pegando calcoman-ías –papeles con los colo-rantes engomados– antes de un vidriado transparente. Estos esmaltes al fuego son inalterables. Los esmaltes “sobre cubierta” se pintan sobre un previo vidriado opaco, blanco o de color, y luego se calientan a 600-800 ºC.

óxidos directamente sobre la obra bizcochada y des-pués, le añadimos una cu-bierta transparente o barniz.

2. Decoración sobre cubier-ta, como su nombre indica la decoración se efectúa encima de la cubierta defini-tiva, aunque se puede actuar de varias formas:

a) sobre cubierta en crudo (Sobre esmalte crudo), es decir, aplicando los colo-rantes, óxidos o esmaltes, antes de la cocción de la cubierta.

b) sobre cubierta que ha sido cocida previamente (Sobre esmalte cocido). Estos objetos, fabricados normalmente con pastas

Decoración sobre arcilla seca cocida. Después de la primera cocción o biz-cochado, se procederá a la decoración usando colorantes, óxidos o es-maltes, bien aplicados a pincel, por inmersión o baño (1), por vertido (2) o mediante pulverización. Hemos de tener en cuenta que no se pue-den seguir los principios comunes para la obtención de colores.

Sobre la arcilla seca, en principio, podemos aplicar

dos formas:

1. Decoración bajo cubier-ta, cuando decoramos por medio de colorantes u

blancas, barnizados general-mente al estaño, se denomina de mayólica, destacando en esta escuela la ciudad de Faenza (Italia).

c) sobre cubierta que ha sido previamente cocida a medio fuego (Sobre esmalte semicocido), es decir se somete la pieza, a la que se le ha aplicado una cubierta (esmalte o barniz), a una cocción de 400º a 600º C. para endurecer esta capa y facilitar el trabajo de decora-ción por medio de los óxidos o colorantes.

Página 5 Volumen 1, nº 1

Cocción única, monococción y bicocción.

Tratamientos complementarios

Los materiales cerámicos pueden someterse a una, dos o más

cocciones. Las baldosas no esmaltadas reciben una única coc-

ción; en el caso de baldosas esmaltadas, pueden someterse a

una cocción tras la aplicación del esmalte sobre las piezas cru-

das (proceso de monococción), o someterse a una primera coc-

ción para obtener el soporte, al que se aplica el esmalte para

someterlo luego a una segunda cocción (proceso de bicocción).

En algunos materiales decorados se aplica una tercera cocción a

menor temperatura. En ocasiones puede haber un secado adi-

cional tras la etapa de esmaltado. Esta se lleva a cabo inmedia-

tamente antes de introducir el material en el horno, con el fin de

reducir el contenido en humedad de las piezas hasta niveles

suficientemente bajos para que la etapa de cocción se desarrolle

adecuadamente.

Cocción rápida.

La cocción rápida de las baldosas

cerámicas, actualmente predomi-

nante, se realiza actualmente en

hornos monoestrato de rodillos,

que han permitido reducir extra-

ordinariamente la duración de los ciclos de cocción hasta tiem-

pos inferiores a los 40 minutos, debido a la mejora de los coefi-

cientes de transmisión de calor de las piezas, y a la uniformidad

y flexibilidad de los mismos.

En los hornos monoestrato, las piezas se mueven por encima de

los rodillos y el calor necesario para su cocción es aportado por

quemadores gas natural-aire, situados en las paredes del hor-

no. Los mecanismos principales de transmisión de calor presen-

tes durante este proceso son la convección y la radiación.

Decoración sobre cerámica cocida

Page 6: Fabricación de Productos Cerámicos

+ +

Cubiertas cerámicas: esmaltes y barnices

Alvarez Cintia Estefania

www.tecnologiaestefania.blogspot.com

En cerámica, se denomina cubierta al proceso final que tiene como objetivo tapar el poro de la ma-teria cerámica, dotándola de impermeabilidad y añadiéndole belleza, dureza, resistencia a las incle-mencias ambientales etc.

Cubierta es todo lo que cubre, aquello que ponemos encima, y según las cualidades de la cubierta, taparemos o esconderemos aquello que estamos cubriendo, según si éstas son transparen-tes u opacas. Por lo tanto usaremos como cubiertas los barnices y esmaltes. Antes de seguir adelante, hemos de aclarar estos dos términos que, en muchos casos, y en la mayoría de los tratados cerá-micos se confunden y se mezclan de manera arbi-traria, a saber:

El barniz

conocido también como "vidriado" es un borosilicato de plomo, es decir un compuesto de boro, sílice y plomo. El nombre de "vidriado" le viene dado por su parecido físico (su tranparencia) y químico sus componentes con el verdadero vidrio.

El esmalte.

Al igual que el barniz es un borosilicato de plomo al que se le añade es-taño. El óxido de estaño modifica el barniz y lo transforma en esmalte, confiriéndole la propiedad de hacerlo blanco y opaco tras la cocción, aunque la blancura, se puede transformar agregándole otros óxidos o sustancias pigmentarias.

No obstante, en la actualidad, todavía se siguen usando las piezas sin esmaltar aprovechando su característica principal, la porosidad, so-bre todo en recipientes para almacenamiento y consumo de agua, ya que los "cacharros" usados para estos fines (botijos de barro blanco, botijas, cántaros etc.), que están sin ningún tipo de cubierta, su materia, mantiene el poro totalmente abierto por lo que, el agua contenida en tales recipientes, tiende a salir al exterior, lo que hace que toda la superficie del cacharro", siempre esté húmeda. Por acción del calor o el aire, la humedad tiende a evaporarse. El fenómeno de la evaporación produce una reducción de calor de la masa total del continente y del contenido, por cuya razón, por mucho calor que haga, el agua de estos recipientes, siempre se mantiene fresca. Y es por esto que, en esos días de calor, es conveniente dejar estos reci-pientes, en las corrientes de aire para favorecer la evaporación.

Página 6 Fabricación de Productos Cerámicos

PREPARACIÓN DE LAS PASTAS ARCILLOSAS

MOLDEO

COCCIÓN

SECADO

Tratamientos

complementarios

Bajo cubi er ta

Sobre cu bie r ta Deco ración

Esmal te

Vid ri ado

Única

Monococci ón

Bicocción

Con to rnos

Por ext rusi ón

Por col ada

Por Pren sa o com presión

E lemen tos Pl ás t ico s E lemen tos Magro s E lemen tos Fundentes

Resumen Gráfi co: