Additivi per Impasto per la riduzione dei costi e dei consumi Daniel Vivona
Neos Additives Neos Additives Sl è la divisione chimica di Smaltochimica S.p.a., attiva nel settore degli additivi per impasto per l industria ceramica. La missione è l eccellenza chimica per ogni esigenza del settore chimico e dell industria ceramica industriale Page 2
Obiettivi e Mission di Neos Additives Obiettivo di Neos Additives è creare sempre valore aggiunto. In tale ambito operiamo nella creazione di know how tecnologico proprio, con diversi brevetti e riconoscimenti pubblici per il contributo allo sviluppo dell industria ceramica. L obiettivo è raggiungere le eccellenze tecnologiche e le capacità produttive, riducendo al minimo i costi Page 3
Evoluzione Prodotti Evoluzione degli Additivi Neos 1- Riduzione del ciclo di cottura 2- Riduzione Spessore, Sottile e Ribassato 3- Produzione Porcellanato per via secca 4- Correzione degli Impasti in generale 5- Soluzione integrale per lo sviluppo dell impasto Page 4
Green Technology Eco-Efficienza Tecnologie e prodotti per uno sviluppo sostenibile Ciclo e Temperatura di Cottura Il risultato è un minor impiego di risorse Riduzione del consumo energetico Materie Prime / riduzione trasporto Riduzione del consumo di Acqua Page 5
Quali opportunità abbiamo per ridurre i costi con la riformulazione di un impasto ceramico? Riduzione del consumo di gas nel forno Costo della Materia prima Aumento della produttività Riduzione della energia di macinazione Aumento della Qualità Riduzione del consumo energetico nell atomizzatore Page 6
Appunti La terza legge di Newton, la legge dell azione e della reazione, afferma che ogni forza esercitata sopra un oggetto provoca una reazione di forza uguale e in senso contrario Ogni cambiamento provoca un effetto Nulla accade per caso Esiste una soluzione di continuità tra tutti gli eventi precedenti, conseguenti e successivi Conoscendo questa legge, quella forza incomprensibile chiamata random (casualità/azzardo) non può esistere Page 7
Obiettivo per un nuovo impasto con l utilizzo di additivi Quando l obiettivo è sviluppare un impasto a basso costo abbiamo bisogno di controllare tutti i parametri ceramici, conoscere le interazioni, stabilire le limitazioni, introdurre gli additivi corretti per garantire la qualità del risultato finale. Page 8
Sistema di Sviluppo Integrale dell Impasto Neos Consumo Energetico Composizione Macinazione Sviluppo Integrale dell Impasto Compattazione Riduzione Costi Essiccatura & Smaltatura Cottura Costo Operazionale Page 9
Variabili per lo sviluppo di un impasto a costi ridotti Sviluppo progetto di ricerca integrale di un impasto Barbottina Tempo di macinazione, Residuo Viscosità, Densità, Contenuto Solido Tissotropia Compattazione Umidità Densità apparente Pressione di formatura Espansione Post-pressatura Resistenza meccanica in verde Essiccatura Densità apparente Resistenza meccanica in secco Idroplasticità Resistenza meccanica entrata forno Cottura Colore LOI Ritiro Indice piroplastico Densità apparente Assorbimento acqua Porosità aperta e chiusa MOR dopo cottura Materiale organico stimato Cuore nero Dilatometria Microscopia elettronica Microscopia di riscaldamento Indagine microstrutturale Composizione Quantità di Carbonato Plasticità Materia Organica Analisi Chimica Analisi Mineralogica Analisi termica Differenziale Analisi termica Gravimetrica Microscopia elettronica Page 10
Variabili che apportano una riduzione di costo Argilla Tempo di macinazione Residuo Viscosità, Densità, Contenuto Solido Riduzione Costo Elettrico, Termico, Operazionale Caolino Feldspato 1 Feldspato 2 Tissotropia Riduzione del tempo Macinazione Vs. Std Barbottine Additivo Fluidificanti Smaltochimica Funzione della M.P. Durezza e comportamento reologico Funzione Additivo disperdente riduzione della Tissotropia Feldspato 1 Feldspato 2 Caolino Argilla Aumento della Densità (Kg/ton) a viscosità fissa da 25 coppaford 4 mm Page 11
Variabili che apportano una riduzione di costo Argilla Umidità Densità apparente Espansione postpressatura Riduzione Costi, perdita, energia e aumento della qualità Feldspato 1 Feldspato 2 Caolino MOR in verde MOR in Verde Vs. Std Compattazione Funzione della M.P. Aumento Densità apparente e MOR in verde Argilla Caolino Additivi Famiglia Neos 100 Funzione dell additivo bagnante, lubrificante e tenacizzante Feldspato 1 Feldspato 2 Densità apparente Vs. Std Page 12
Variabili che apportano una riduzione di costo Argilla Densità apparente MOR in secco Idroplasticità MOR entrata forno Riduzione Costi, perdita e aumento della qualità Caolino Feldspato 1 Feldspato 2 MOR in Secco Vs. Std Essiccatura & Smaltatura Funzioni della M.P. e parametri di processo Argilla Caolino Feldspato 1 Feldspato 2 Hydro-plasticità Vs. Std Additivi Famiglia Neos 100 Neos 600 Funzione additivo Tenacizzante, Caolino Argilla Feldspato 1 Feldspato 2 Page 13 MOR entrata Forno Vs. Std
Variabili che apportano una riduzione di costo Colore LOI / Carbonati Ritiro Piro-plasticità Densità Apparente / MOR Assorbimento Acqua Cuore Nero Riduzione Costo Termico, opacizzante e operazionale Colore- Possibilità di ridurre materiali cromofori tramite correzione con additivo Argilla Caolino Feldspato 1 Feldspato 2 Cottura Funzione della M.P. Composizione Chimica e Mineralogica Densità apparente dopo cottura vs. Std Argilla Caolino Feldspato 1 Additivi Famiglia Neos 6 RW-1 Funzione Additivo, fusibilità, compattazione. MOR Ritiro vs. Std Feldspato 2 Page 14
Valutazione del Consumo termico di una formulazione Consumo Termico Standard Referenza Riduzione Temperatura Aumento Carbonati Aumento Carbonati Riduzione temperatura Riduzione Ciclo Riduzione Spessore Riduzione Spessore e ciclo Ciclo 70 min. 70 min. 70 min. 70 min. 50 min. 70 min. 50 min. Permanenza a T max 5 min. 5 min. 5 min. 5 min. 5 min. 5 min. 5 min. Temperatura Cottura 1220ºC 1190ºC 1220ºC 1190ºC 1220ºC 1220ºC 1220ºC Carbonati 0,3% 0,3% 1,2% 1,2% 0,3% 0,3% 0,3% LOI 3,8% 3,8% 4,7% 4,7% 3,8% 3,8% 3,8% Densità apparente gr/cm3 2 2 2 2 2 2 2 Spessore in mm 10 10 10 10 10 5 5 Consumo termico per Kg Rif.% -1,8% 3,7% 1,8% -3,2% 18,7% 8,3% Consumo termico per m2 Rif.% -1,8% 3,7% 1,8% -3,2% -40,6% -45,9% Page 15
Interazione tra Materie Prime Temperatura cottura (ºC) 1240 1230 1220 1210 1200 1190 Influenza delle interazioni Temperatura di cottura 0 20 40 60 80 100 % Argilla 100 80 60 40 % Feldspato 20 0 Real Teórico sin interacciones Temperatura greificazione vs STD Piroplasticità vs STD Argilla Caolino Feldspato 1 Feldspato 2 Page 16 Assorbimento d acqua allo 0,1%
Interazione all interno della Formulazione Proprietà Chimico- Fisiche Additivi da Impasto Viscosità Barbottina Resistenza meccanica Interazione tra Materie Prime Densità apparente Composizione Chimica e Mineralogica Costo Materie Prime Costo operazionale Consumo Termico ed elettrico Page 17
Limitazioni nella ricerca per un eccellente risultato Costo basso Eco-sostenibilità Correzione con Additivi Proprietà Ceramiche desiderate Page 18 Costo Energetico inferiore Aumento del risultato economico
Funzioni degli additivi Utilizzo degli additivi in accordo con le necessità del progetto Bianchezza Controllo della reologia Piroplasticità Idroplasticitá MOR verde e secco Page 19 Riduzione del Ciclo e temperatura Aumento della densità apparente
Sistema Integrale di sviluppo Impasto e uso di Additivi Termodinamica Proprietà chimiche Meccanica 1 Matematica Statistica Sistema Integrale di sviluppo di formulazione dell impasto Materie Prime + Additivi Proprieta Chimico-Fisiche Costi Energetici Costi Operazionali Mineralogia Proprietà fisiche Riduzione dei Costi Page 20
Prodotti e Servizi Neos Additives Servizi di Ingegneria dei Materiali Page 21
Neos Additives & Smaltochimica Grazie per l attenzione Daniel Vivona Email: daniel.vivona@smaltochimica.it Tel: +39 3356105756 Page 22