LADRILLOS REX

LADRILLOS REX2015-I

PROCESOS INDUSTRIALES IIng. Bilma Osorio Marujo

NDICE

INTRODUCCIN2DEFINICIONES3MATERIA PRIMA4PRODUCTOS4EQUIPOS Y MATERIALES7INSTRUMENTO DE MEDICIN8VARIABLES9CARACTERSTICAS Y PROPIEDADES9DIAGRAMA DE PROCESOS12ETAPAS DEL PROCESO14APLICACIN INDUSTRIAL21OBSERVACIONES23CONCLUSIONES24REFERENCIA BIBLIOGRFICA24

INTRODUCCIN

Los hombres han empleado ladrillos como material de construccin por miles de aos. En China, los ladrillos fueron utilizados para construir varias partes de la Gran Muralla. Los ladrillos empleados en tiempos antiguos eran bloques moldeados a lo bruto producidos de paja y barro y secados al sol. Con el desarrollo de nuevas tecnologas, la arcilla fue procesada en forma consistente en tamaos estndares, y horneados para producir ladrillos fuertes, durables y atractivos. Debido a que muchas maquinarias han sido automatizadas en aos recientes, los costos de operacin, as como el costo de las materias primas han disminuido. As, la demanda de ladrillos permanece elevada. Hoy en da,los ladrillos son empleados en todo tipo de proyectos de construccin alrededor del mundo y nuestro contexto no es ajeno a ello, ante la demanda de estos, se han desarrollado empresas ladrilleras como es el caso de la COMPAA REX.La COMPAIA REX, es una empresa lder en el mercado de la rama ladrillera, gracias a la moderna tecnologa utilizada en la elaboracin de sus productos que le han merecido reconocimientos en el mbito nacional e internacional.Ellos vienen trabajando arduamente para desarrollar estrategias de crecimiento tanto en la capacidad de produccin como en la ampliacin de mercados y diversificacin de nuevas lneas de productos para el sector de la produccin.REX presenta instalaciones a gas natural lo cual los posiciona a la vanguardia de la tecnologa mejorando su produccin y adems cumplen con el compromiso de cuidar y proteger el medio ambiente.

DEFINICIONES ArcillasLa arcilla no es una roca primitiva sino el producto de la descomposicin de ciertas rocas gneas antiguas, se presenta en terrenos llamados estratificados generalmente en capas muy regulares. La arcilla pura es el silicato de aluminio llamado caoln.Existen 2 tipos de arcilla:En general al primer tipo (las que se utilizan en construccin) se las denominaarcillas cermicas, arcillas para la construccin o arcillas comunes, son arcillas compuestas por dos o ms minerales de la arcilla, generalmente ilita y esmectita, con importantes cantidades de otros minerales que no son filosilicatos (carbonatos, cuarzo). Se utilizan para la fabricacin de materiales de construccin y agregados.Al segundo tipo se las denominaarcillas especiales, son arcillas constituidas fundamentalmente por un slo tipo de mineral de la arcilla, y sus propiedades dependen esencialmente de las caractersticas de ese mineral.Pueden ser de dos clases, segn su procedencia:Primarias o residuales: Formadas in situ, o sea, donde se desintegr la roca. Contienen partculas sin ninguna clasificacin, desde caolinizadas hasta fragmentos de roca y minerales duras e inalteradas. Por su heterogeneidad no son de mucha aplicacin en la industria cermica.Secundarias o sedimentarias: Han sido transportadas y depositadas en pantanos, lagos, el ocano, etc. Estn clasificadas por tamao debido al transporte. Tienen mejores condiciones para la industria cermica.

MATERIA PRIMA

a) Arcilla:Color: Blanquecina rojiza.Composicin: La arcilla no debe tener carbonato de calcio ni material orgnico.b) Tierras de cultivo: Composicin: 60%: xido de silicio 25%: xido de aluminio5%: xido de hierro 10%: OtrosPRODUCTOS

PAREDES:

TECHOS:

TEJAS Y CELOSAS:

EQUIPOS Y MATERIALESTolvas de alimentacin:Los alimentadores de lecho de escamas metlicas o de banda de caucho, son bsicamente destinados a recopilar y dosificar el material a lo largo de las lneas de preparacin y moldeo de las arcillas refractarias.

Bandas Transportadoras:Las bandas transportadoras se utilizan de manera casi universal en todo proceso que implique el transporte de material de un lugar a otro.

Amasadora: La amasadora debe ser larga, pero a mayor longitud existe ms consumo de fuerza, mayor debilidad de los ejes y desgaste por un alto esfuerzo del tornillo sin fin.

Extrusora:Una extrusora es bsicamente una mquina constituida por un conjunto de componentes o mecanismos que permiten compactar la masa refractaria, mediante la eliminacin de oclusiones de aire o desgasificacin y la presin a que se ve sometida la masa entre el cuerpo de hlices de la maquina y el embudo o molde.

Elevador de Cangilones:Los elevadores de cangilones son las unidades ms sencillas y seguras para desplazamientos verticales de materiales en la industria refractaria. Existen en una gama amplia de capacidades y pueden funcionar totalmente al aire libre o encerrado dependiendo del material a transportar.

Molino:El molino es adecuado para materiales finos y gruesos, moliendas en hmedo o en seco, en circuitos cerrado. En un molino la mayor parte de la reduccin se efecta por impacto cuando las bolas o guijarros caen casi desde la altura mxima de la carcasa. Un molino de bolas grande, puede llegar a tener la carcasa 3 m de dimetro y 5 m de longitud. Las bolas son de 2 a 12 cm de dimetro.

Zarandas:Una vez molido, este se clasifica por tamao, mediante la utilizacin de tamices; las mquinas estn dispuestas de manera que sirvan al mismo tiempo para transportar el producto molido y tamizado a los silos o tolvas respectivas.

Horno Tnel:Son hornos continuos, de bajo nivel de contaminacin, en donde el material se moviliza mediante vagones que se desplazan a travs de la galera. La concepcin de este horno responde a la idea de fijar una zona de fuego y hacer pasar los productos a cocer, siguiendo las etapas del horno. Ello supone la ventaja de ahorro de caloras en el enfriamiento y precalentamiento del horno, adems de la economa de mano de obra en carga y descarga de los ladrillos y mayor rapidez en la etapa de coccin.

Carros de Transporte: Son vehculos motorizados que cumplen la funcin de transportar los ladrillos hmedos, con apoyo de una carreta, hacia el rea de secado natural o hacia los vagones del hornoINSTRUMENTO DE MEDICINCentro de medicin horizontal triple

El pirmetro se puede conectar directamente a las pantallas estndar, controladores y PLC.

VARIABLES Peso Temperatura Composicin PresinCARACTERSTICAS Y PROPIEDADES Capacidad de Intercambio catinicoEs una propiedad fundamental de las esmectitas. Son capaces de cambiar, fcilmente, los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales, en los espacios interlaminares, o en otros espacios interiores de las estructuras, por otros existentes en las soluciones acuosas envolventes. La capacidad de intercambio catinico (CEC) se puede definir como la suma de todos los cationes de cambio que un mineral puede adsorber a un determinado pH. Es equivalente a la medida del total de cargas negativas del mineral. Estas cargas negativas pueden ser generadas de tres formas diferentes:1) Sustituciones isomrficas dentro de la estructura.2) Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas.3) Disociacin de los grupos hidroxilos accesibles.El primer tipo es conocido como carga permanente y supone un 80 % de la carga neta de la partcula; adems es independiente de las condiciones de pH y actividad inica del medio. Los dos ltimos tipos de origen varan en funcin del pH y de la actividad inica. Corresponden a bordes cristalinos, qumicamente activos y representan el 20 % de la carga total de la lmina.A continuacin algunos ejemplos de capacidad de intercambio catinico (en meq/100 g): Caolinita: 3-5 Halloisita: 10-40 Illita: 10-50 Clorita: 10-50 Vermiculita: 100-200 Montmorillonita: 80-200 Sepiolita-paligorskita: 20-35

Capacidad de absorcinAlgunas arcillas encuentran su principal campo de aplicacin en el sector de los absorbentes ya que pueden absorber agua u otras molculas en el espacio interlaminar (esmectitas) o en los canales estructurales (sepiolita y paligorskita).La capacidad de absorcin est directamente relacionada con las caractersticas texturales (superficie especfica y porosidad) y se puede hablar de dos tipos de procesos que difcilmente se dan de forma aislada: absorcin (cuando se trata fundamentalmente de procesos fsicos como la retencin por capilaridad) y adsorcin (cuando existe una interaccin de tipo qumico entre el adsorbente, en este caso la arcilla, y el lquido o gas adsorbido, denominado adsorbato).La capacidad de adsorcin se expresa en porcentaje de absorbato con respecto a la masa y depende, para una misma arcilla, de la sustancia de que se trate. La absorcin de agua de arcillas absorbentes es mayor del 100% con respecto al peso. Hidratacin e hinchamientoLa hidratacin y deshidratacin del espacio interlaminar son propiedades caractersticas de las esmectitas, y cuya importancia es crucial en los diferentes usos industriales. Aunque hidratacin y deshidratacin ocurren con independencia del tipo de catin de cambio presente, el grado de hidratacin s est ligado a la naturaleza del catin interlaminar y a la carga de la lmina.La absorcin de agua en el espacio interlaminar tiene como consecuencia la separacin de las lminas dando lugar al hinchamiento. Este proceso depende del balance entre la atraccin electrosttica catin-lmina y la energa de hidratacin del catin. A medida que se intercalan capas de agua y la separacin entre las lminas aumenta, las fuerzas que predominan son de repulsin electrosttica entre lminas, lo que contribuye a que el proceso de hinchamiento pueda llegar a disociar completamente unas lminas de otras. Cuando el catin interlaminar es el sodio, las esmectitas tienen una gran capacidad de hinchamiento, pudiendo llegar a producirse la completa disociacin de cristales individuales de esmectita, teniendo como resultado un alto grado de dispersin y un mximo desarrollo de propiedades coloidales. Si por el contrario, tienen Ca o Mg como cationes de cambio su capacidad de hinchamiento ser mucho ms reducida. PlasticidadEsta propiedad se debe a que el agua forma una envuelta sobre las partculas laminares produciendo un efecto lubricante que facilita el deslizamiento de unas partculas sobre otras cuando se ejerce un esfuerzo sobre ellas.La elevada plasticidad de las arcillas es consecuencia, nuevamente, de su morfologa laminar, tamao de partcula extremadamente pequeo (elevada rea superficial) y alta capacidad de hinchamiento.Generalmente, esta plasticidad puede ser cuantificada mediante la determinacin de los ndices de Atterberg (Lmite Lquido, Lmite Plstico y Lmite de Retraccin). Estos lmites marcan una separacin arbitraria entre los cuatro estados o modos de comportamiento de un suelo slido, semislido, plstico y semilquido o viscosoLa relacin existente entre el lmite lquido y el ndice de plasticidad ofrece una gran informacin sobre la composicin granulomtrica, comportamiento, naturaleza y calidad de la arcilla. Existe una gran variacin entre los lmites de Atterberg de diferentes minerales de la arcilla, e incluso para un mismo mineral arcilloso, en funcin del catin de cambio. En gran parte, esta variacin se debe a la diferencia en el tamao de partcula y al grado de perfeccin del cristal. En general, cuanto ms pequeas son las partculas y ms imperfecta su estructura, ms plstico es el material. TixotropaEs el fenmeno consistente en la prdida de resistencia de un coloide, al amasarlo, y su posterior recuperacin con el tiempo. Las arcillas tixotrpicas cuando son amasadas se convierten en un verdadero lquido. Si, se las deja en reposo recuperan la cohesin, as como el comportamiento slido. Para que una arcilla tixotrpica muestre este especial comportamiento deber poseer un contenido en agua prximo a su lmite lquido. Por el contrario, en torno a su lmite plstico no existe posibilidad de comportamiento tixotrpico.DIAGRAMA DE PROCESOS

DIAGRAMA DE FLUJO

ETAPAS DEL PROCESO

El proceso que se sigue en la produccin de ladrillos consiste en 3 etapas:

1. Primera Etapa: Zona de molienda

2. Segunda Etapa: Zona de Amasado y Estrujado

3. Tercera Etapa:

Horneado.

1. Primera Etapa:1.1 Zona de molienda: Las tierras, arcillas y minerales son descargadas, a travs de camiones, en dos tolvas por separado en una proporcin predeterminada segn el tipo de ladrillo a fabricar.

Tolvas de recepcin Vista lateral de las tolvas

Despus de ser depositado el material en las tolvas pasan a una etapa de trituracin, a travs de unas cadenas transportadoras ingresan hacia un molino de impacto (molino primario), el cual funciona con un sistema electromecnico.Luego por una cavidad inferior del molino la mezcla se conecta con el primer elevador de cangilones y pasa a una primera zaranda (donde se realiza el proceso de tamizado), los granos que no pueden pasar por la zaranda (nivel superior) pasan directamente hacia un molino secundario el cual se conectara con el segundo elevador de cangiln, lo que si logr pasar por las cavidades de la zaranda se conectan por un by Pass hacia el segundo elevador de cangiln el cual traslada la mezcla cuyas partculas han logrado un espesor promedio de 5mm, pasando a una segunda zaranda, que se encuentra en un nivel superior, antes de llegar al silo (deposito final), la materia que no ha pasado por la segunda zaranda regresa hacia el segundo molino.

Elevador de cangiln

Aqu se aprecia los 2 elevadores de cangiln, el primero (lado izquierdo) conduce la mezcla salida del primer molino hacia la primera zaranda la cual se conecta por un by pass (color rojo) con el 2do elevador y la que no pasa se conecta con el segundo molino. El segundo elevador conecta con la 2da zaranda y el material que sale se almacena en un silo, el que no retorna al 2do molino.

2. Zona de Amasado y Estrujado2.1. Amasado En esta zona es donde ingresa un tercer ingrediente a la mezcla que es el agua (15% aprox. del peso total de la mezcla), dndose tambin la homogenizacin a travs de una amasadora el cual funciona con un tornillo sin fin.

Primera homogenizacin en el tornillo sin fin

Transporte hacia el estrujadoA travs de una banda transportadora, la masa anterior, hace su ingreso hacia una segunda amasadora, en esta hace su ingreso con un adicional de 5% de humedad con respecto al peso total de la mezcla (Las masas contienen aire en su interior) pasando as hacia la cmara de vaco. Estas dos etapas de amasado son necesarias ya que contribuyen en mucho a la calidad del producto final. 2.2. Zona de Estrujado

Mquina EstrujadoraEn la cmara de vaci (o succin) se extrae el aire de la mezcla de un 90% a 95% pasando posteriormente a la etapa de compresin en donde se somete la mezcla a altas presiones saliendo expulsados por una salida la cual posee un molde (cuya forma depende del tipo de ladrillo a fabricar) quien le da la forma longitudinal al ladrillo para finalmente ser guillotinados por una cortadora obtenindose al final de esta etapa una pasta con la forma de ladrillos a los cuales se les denomina "ladrillos crudos" que luego de ser apilados delicadamente en coches son llevados hacia terrenos desiertos para su secado natural, dando as su ingreso al rea de crudos.

Guillotina cortadora2.3. rea de crudos (secado natural):

Transporte hacia el primer secadoLos productos luego de ser transportados hacia los tendales son colocados en reas determinadas para el secado al natural cuyo tiempo vara de acuerdo a la estacin del ao (5 das en verano y diez das en invierno) Secado Natural

3. TERCERA ETAPA3.1. Horneado:Luego de pasar por la etapa de secado natural los ladrillos, crudos aun, son trasladados hacia el rea de horneado, siendo apilados en coches con capacidades entre 3.5 a 4TN dependiendo del tipo de ladrillo a procesar, dichos coches se trasladan a travs de rieles que los conducen hacia los hornos. Antes de ingresar a los hornos los ladrillos deben de ser separados de toda humedad posible, pasando as por una etapa de prehorneado, este pre horno recibe gases calientes a Temperaturas entre 120 a 130C, provenientes del horno tunel, logrando as quitar por completo la humedad de los ladrillos.

Conduccin de gases calientes de horno al Pre horno

Ladrillos crudos antes del pre horneado Salida del pre horno

REX cuenta con tres hornos tneles, los cuales estn divididas en tres partes claramente diferenciadas: Precalentamiento, zona de oxidacin o fuego y la zona de enfriamiento. Los ladrillos ingresan a la etapa de precalentamiento siendo sometidos a temperaturas desde 100 hasta 650C aproximadamente, en la etapa de oxidacin la materia es sometida a la mayor temperatura de 650 a 960c aproximadamente, siendo trasladados a la etapa de enfriamiento en donde se logra descender la temperatura hasta la temperatura ambiente.

Zona superior del horno y vista en pleno proceso de horneado

Despacho, los ladrillos se cargan directamente en los camiones de los clientes o son colocados en un campo libre quedando listos para su comercializacin.

Salida de ladrillos del horno Distribucin de ladrillos terminadoLos ladrillos defectuosos que salen del horno son llevados hacia los molinos para ser comercializaos casualmente en campos deportivos como los de tenis donde son solicitados con mayor frecuencia, dicho producto salido de los molinos no pueden ser utilizados nuevamente como materia prima para nuevos ladrillos.

APLICACIN INDUSTRIAL

Hoy en da las arcillas comerciales figuran entre los recursos minerales ms importantes, tanto por el volumen explotado como por el valor de la produccin. Un 90 % de la produccin se dedica, preferentemente a la fabricacin de materiales de construccin y agregados. Slo un 10 % se dedica a otras industrias (fabricacin de papel, caucho, pinturas, absorbentes, decolorantes, arenas de moldeo, productos qumicos y farmacuticos, agricultura, etc.)

ARCILLAS COMUNESEl principal uso de estos materiales arcillosos se da en el campo de la cermica de construccin (tejas, ladrillos, tubos, baldosas....), alfarera tradicional, lozas, azulejos y gres. Uso al que se destinan desde los comienzos de la humanidad.Prcticamente todas las arcillas son aptas para estos usos, primando las consideraciones econmicas.Son as mismo son utilizadas en la manufactura de cementos, como fuente de almina y slice, y en la produccin de ridos ligeros (arcillas expandidas).CAOLINSe trata de un mineral muy importante desde el punto de vista industrial. Ha sido utilizando desde antiguo para numerosos usos. En el siglo XVI adquiri gran fama entre la nobleza la porcelana fabricada a base de pastas cermicas ricas en caoln. Los principales usos a los que se destina en la actualidad son: Fabricacin de papelEl principal consumidor de caoln es la industria papelera, utilizando ms del 50 % de la produccin. En esta industria se usa tanto como carga, como para proporcionarle al papel el acabado superficial o estucado. Para que pueda ser destinado a este uso las especificaciones de calidad requeridas son muy estrictas, tanto en pureza como en color o tamao de grano. Cermica y refractariosTambin es importante el uso del caoln en la fabricacin de materiales cermicos (porcelana, gres, loza sanitaria o de mesa, electrocermica) y de refractarios (aislantes trmicos y cementos). Al igual que en el caso del papel las especificaciones requeridas para el uso de caolines en cermica y refractarios son estrictas en cuanto a pureza y tamao de grano.

Otros usos-Adems se utilizan caolines, en menores proporciones, en otras industrias: como carga ms econmica sustituyendo a las resinas en pinturas, aislantes, caucho. Tambin como carga de abonos, pesticidas y alimentos de animales.-La industria qumica consume cantidades importantes de caoln en la fabricacin de sulfato, fosfato y cloruro de Al, as como para la fabricacin de ceolitas sintticas.-A partir del caoln calcinado se obtienen catalizadores y fibras de vidrio.-La industria farmacutica utiliza caoln como elemento inerte en cosmticos y como elemento activo en absorbentes estomacales.

OBSERVACIONES Los trabajadores no tienen los implementos necesarios para realizar este tipo de trabajo. Est haciendo uso de gas natural debido a que contamina en menor cantidad y reduce sus costos. Ladrillos REX es una empresa sindical, es decir les pertenece a los trabajadores, por lo cual sus conocimientos son empricos a menos de la gran mayora. El tiempo de horneado o Prehorneado vara segn estacin. De presentar algn error en la composicin, se hace el estudio respectivo en los laboratorios de Qumica Orgnica de la UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA. La planta de Carabayllo presenta secaderos que sustituyen a los coches de transporte.

CONCLUSIONES

Los ladrillos que salieron defectuosos despus del horneado no se pueden reciclar solo se pueden vender para otro tipo de usos casualmente en campos deportivos como los de tenis donde son solicitados con mayor frecuencia. Rex es la primera planta de fabricacin de ladrillos que ha apostado por el gas natural, adems es la que est posicionada mayor cantidad de aos, respecto a sus competidores. REX tiene una fortaleza en cuanto a la calidad de su producto, debido a la experiencia que se requiere, por ello los ensayos que se realizan a sus productos son en la facultad de ingeniera civil de la UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA. Cuanta ms molienda se le haga a la materia prima se obtiene un mejor acabado; sin embargo, esto no influye en su calidad.

REFERENCIA BIBLIOGRFICA

http://www.uclm.es/users/higueras/yymm/arcillas.htm#arccom http://www.ladrillosrex.com/catalogo.html http://www.keller-msr.es/pirmetro-aplicacin/medida-de-temperatura-en-horno-de-tunel-para-una-eficiencia-optima-del-fuel.php http://www.arquba.com/monografias-de-arquitectura/la-arcilla/

1UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA UNIFACULTAD DE INGENIERA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS FIIS