Vertical Milling System: la nuova macinazione a secco degli impasti ceramici.
Ceramica Informazione n.481 Settembre-Ottobre 2009
La ricerca LB ha permesso un significativo passo in avanti nell’innovazione del processo di macinazione a secco degli impasti ceramici. Dopo un lungo periodo in cui non si registravano apprezzabili avanzamenti tecnologici in questo campo, l’impegno di LB apre nuovi orizzonti applicativi in termini di qualità tecnico-estetica dei prodotti realizzabili e di contenimento dei costi di produzione. In particolare l’azienda di Fiorano, leader mondiale nella fornitura di tecnologia per il gres porcellanato, ha intrapreso un percorso di ricerca che vede come obiettivo finale la produzione di questo materiale mediante un processo interamente a secco, che comprende non solo la fase di preparazione impasto, ma anche la colorazione delle polveri e la decorazione del pezzo ceramico.
1 INTRODUZIONE
La crescente carenza di risorse idriche ed energetiche sta spingendo i settori di ricerca del mondo ceramico a guardare verso nuove modalità produttive, capaci di limitare i consumi di materie prime ed energia in una logica di riduzione complessiva dei costi di produzione, per salvaguardare la competitività dei prodotti.
La preparazione degli impasti è notoriamente una delle fasi più critiche dal punto di vista del consumo idrico ed energetico ed è proprio su questa fase che si sta maggiormente concentrando l’attenzione delle aziende ceramiche e la ricerca del comparto tecnologico.
LB ha investito nello sviluppo di questo innovativo processo in una logica non solo di riduzione dei costi produttivi ma anche di miglioramento qualitativo del prodotto finito e di ampliamento delle tipologie di materiali ceramici realizzabili con processo di macinazione a secco.
2 IL PROCESSO PRODUTTIVO
L’intero processo produttivo, dal carico delle materie prime fino all’alimentazione pressa, è stato oggetto di una profonda revisione da parte di LB e ha dato origine all’innovativo sistema Vertical Milling System.
La fase di macinazione è affidata non più ai tradizionali mulini a pioli, a martelli o pendolari, ma ad un mulino verticale a rulli. L’umidificazione dell’impasto è stata ottimizzata per ottenere una polvere più facilmente pressabile, il controllo granulometrico semplificato per ridurre sensibilmente gli interventi di manutenzione, il caricamento pressa affidato a sistemi più evoluti e performanti.
Di seguito vengono sviluppati gli aspetti di innovazione legati alle due fasi principali del processo, la macinazione e l’umidificazione dell’impasto.
2.1 Il Mulino Verticale a Rulli - MRV
Il cuore del sistema è il mulino verticale a rulli MRV, che consente la macinazione contemporanea di materie prime con differenti caratteristiche di durezza, garantendo elevate capacità (fino a 40 ton/h) e flessibilità produttiva con range granulometrici a partire da 20 micron. Fin dai suoi primi impieghi su scala industriale a partire dall’inizio del 20° secolo, il mulino a rulli ha dimostrato una versatilità di utilizzo non eguagliata da nessun altro sistema di macinazione.
Le sue caratteristiche operative lo rendono idoneo alla macinazione fino a finezze molto spinte di una infinità di materiali diversi, dal carbone al cemento, da minerali “teneri” quali il carbonato di calcio fino a quelli molto duri ed abrasivi come il feldspato. LB ha adattato il mulino a rulli alle specifiche esigenze del mondo ceramico per garantire una macinazione omogenea degli impasti – spesso composti da materie prime molto diverse tra loro - una curva granulometrica e una produttività ottimale.
I risultati ottenuti non lasciano dubbi: l’impasto macinato con MRV, se confrontato con quello ottenuto con i sistemi classici utilizzati in ceramica (in particolare riferendosi all’impiego di mulini pendolari) permette di realizzare prodotti con caratteristiche tecniche superiori quali migliore compattazione, maggiore resistenza meccanica sia in verde che sul prodotto essiccato e minore assorbimento d’acqua in cotto.
2.2 Umidificazione/ fluidificazione dell’impasto
Il materiale in uscita dal mulino viene affidato al granulatore GRC che assicura umidificazione/fluidificazione continua con processo orizzontale (brevetto LB). Il passaggio risulta fondamentale per ottenere una perfetta umidificazione ed omogeneizzazione delle polveri, che assumono caratteristiche fisiche molto simili a quelle dell’atomizzato, al fine di migliorarne la scorrevolezza ed ottimizzare la fase di pressatura. Come noto il controllo e la gestione dell’umidità rappresentano uno degli aspetti critici del processo di macinazione a secco. Vertical Milling System introduce per la prima volta il sistema “Easy Wet Line”, specificamente progettato per una gestione “intelligente” delle fasi di umidificazione: le polveri, che hanno preventivamente subito una attenta selezione granulometrica, vengono pesate in continuo grazie al nastro “Unirange NPC”, sul quale viene installato un sistema di rilevamento del contenuto di umidità. Sulla base del valore rilevato viene determinata la quantità di acqua che deve essere aggiunta all’impasto. Contrariamente ai sistemi verticali tradizionali, GRC - operando in orizzontale - consente una perfetta umidificazione anche della frazione granulometrica più fine dell’impasto.
3 RIDUZIONE DEI CONSUMI ENERGETICI E DEI COSTI DI PRODUZIONE
L’industria ceramica si trova oggi a competere in un contesto internazionale sempre più complesso. Costi di produzione e qualità del prodotto sono i termini di un’equazione di non facile soluzione, il cui risultato può determinarne il successo sia sui mercati tradizionali che su quelli emergenti. Vertical Milling System offre oggi un contributo prezioso all’industria ceramica, proponendosi come un nuovo processo tecnologico capace di esaltare le qualità tecnico-estetiche dei prodotti, migliorando al contempo gli aspetti legati all’ottimizzazione del ciclo produttivo.
Appare quindi ovvio che, a fronte di queste nuove possibilità produttive, l’industria ceramica stia dimostrando particolare interesse e attenzione alla possibilità di realizzare materiali in GRES PORCELLANATO, oggi esclusivamente prodotti con processi di macinazione a umido, con tecnologia a secco.
Test di laboratorio ed esperienze condotte insieme ai clienti LB che hanno installato linee Vertical Milling System confermano come sia possibile ridurre sensibilmente il consumo di energia, sia termica che elettrica, incidendo in modo significativo sui costi di produzione di gres porcellanato.
4 CONCLUSIONI
I positivi risultati commerciali che Vertical Milling System sta generando in tutto il mondo non lasciano spazio a dubbi: la macinazione a secco sarà sempre più al centro dell’attività di ricerca e sviluppo LB. Questo processo, così come era stata affrontato fino ad ora, non presentava nessuna possibilità di crescita e miglioramento per il prodotto ceramico. Oggi viene invece inserito in una logica più ampia. Da anni LB identifica la propria filosofia di lavoro nel concetto “The DRY Technology”: la macinazione a secco si inserisce all’interno di questo percorso non come processo per produrre materiali di scarso valore, ma come passaggio fondamentale di una linea ceramica volta alla produzione di prodotti di alto valore sia tecnico che estetico. Nel caso del gres porcellanato, “The DRY Technology” significherà produrre questo materiale macinando, colorando e decorando in assenza di acqua.