Vertical Milling: tecnologia innovativa di macinazione a secco per impasti
Ceramica Informazione n. 490 Settembre-Ottobre 2010
Relazione presentata al Convegno “ NEW FRONTIERS AND RECENT INNOVATIONS IN THE MANUFACTURE OF BUILDING CERAMICS: tiles, bricks, sanitary and tableware” organizzato 4-5 maggio 2010 presso il Movenpick Resort Cairo-Pyramids, Cairo (Egypt) da sole 24 ORE Business Media- Faenza Editrice.
L’attività di ricerca svolta da LB ha portato ad un significativo passo avanti in termini di innovazione del processo di macinazione a secco degli impasti ceramici. Dopo un lungo periodo senza grandi avanzamenti tecnologici in questo campo, grazie all’impegno di LB di prospettano oggi nuovi orizzonti applicativi dal punto di vista della qualità tecnica ed estetica dei prodotti e del controllo dei costi di produzione. In particolare, la società di Fiorano, leader mondiale nel settore della fornitura di tecnologia applicata alle piastrelle in gres porcellanato, ha intrapreso un percorso di ricerca il cui scopo ultimo è la produzione del materiale attraverso un processo a secco integrale, che comprende non soltanto la fase di preparazione degli impasti, ma anche la colorazione delle polveri e la decorazione delle piastrelle ceramiche.
1 INTRODUZIONE
La carenza sempre più avvertita di risorse idriche ed energetiche induce i ricercatori del settore ceramico a prendere in considerazione nuove modalità produttive, capaci di limitare il consumo di materie prime ed energia, allo scopo di ridurre i costi globali di produzione, tutelando nel contempo la competitività dei prodotti. La preparazione degli impasti rappresenta una delle fasi più critiche dal punto di vista dei consumi idrici ed energetici, e su di essa si concentra pertanto l’attenzione delle aziende ceramiche e la ricerca del comparto tecnologico. LB ha investito nello sviluppo di questo processo innovativo non soltanto per ridurre i costi di produzione, ma anche per migliorare la qualità del prodotto finito ed ampliare la gamma di tipologie di materiali ceramici che possono essere prodotti per la macinazione a secco.
2 IL PROCESSO PRODUTTIVO
L’intero processo produttivo, che va dal caricamento delle materie prime all’alimentazione della pressa, è stato completamente ripensato da LB dando origine all’innovativo Vertical Milling System. La fase di macinazione è affidata, invece che ai tradizionali mulini a pioli, a martelli o pendolari, ad un mulino verticale a rulli. Anche la bagnatura dell’impasto è stata ottimizzata per ottenere una polvere più facilmente pressabile, il controllo granulometrico è stato semplificato per ridurre considerevolmente gli interventi di manutenzione, e il caricamento della pressa viene oggi affidato a sistemi più evoluti e performanti. Di seguito illustriamo in dettaglio gli aspetti più innovativi delle tre principali fasi della lavorazione a secco: MACINAZIONE, BAGNATURA DELL’IMPASTO e ALIMENTAZIONE ALLA PRESSA.
2.1 MRV: Mulino Verticale a Rulli
Il cuore dell’impianto è il mulino verticale a rulli MRV, che consente la macinazione simultanea di materie prime con caratteristiche variabili di durezza, offrendo capacità elevate (fino a 40 ton/h) e flessibilità produttiva grazie ad una gamma di granulometrie a partire da 20 micron. Fin dai suoi primi utilizzi su scala industriale all’inizio del XX secolo, il mulino a rulli ha dimostrato una versatilità di utilizzo non eguagliata da alcun altro sistema di macinazione. Le sue caratteristiche operative lo rendono idoneo alla macinazione fino a finezze molto spinte di un’infinità di materiali diversi, dal carbone al cemento, da minerali “teneri” quali carbonato di calcio fino a quelli molto duri e abrasivi come feldspato. LB ha adattato il mulino a rulli alle specifiche esigenze del mondo ceramico, per garantire una macinazione omogenea degli impasti (anche di quelli composti da materie prime molto diverse tra loro), e una curva granulometrica e una produttività ottimali. I risultati ottenuti non lasciano spazio a dubbi: l’impasto macinato con MRV, se confrontato con quello ottenuto con i sistemi classici utilizzati in ceramica (in particolare, ci riferiamo all’impiego di mulini pendolari), permette di realizzare prodotti con caratteristiche tecniche superiori: maggiore compattazione, resistenza meccanica più elevata in verde e sul prodotto essiccato e minor assorbimento d’acqua sul prodotto cotto.
2.2 GRC: bagnatura/microgranulazione dell’impasto
All’uscita del mulino, il materiale viene alimentato al granulatore GRC che ne assicura l’umidificazione in continuo e la microgranulazione con sviluppo orizzontale (brevettato da LB). Si tratta di un passaggio essenziale per ottenere la perfetta bagnatura e omogeneizzazione delle polveri, che presentano caratteristiche fisiche molto simili al prodotto atomizzato, allo scopo di migliorare la scorrevolezza e ottimizzare la fase di pressatura. Il Vertical Milling System di LB introduce per la prima volta la “EASY WET LINE”, progettata in maniera specifica per la gestione intelligente delle fasi di bagnatura: le polveri, precedentemente sottoposte ad un’attenta selezione granulometrica, sono soggette a controllo pendolare continuo sul nastro “Unirange NPC”, sul quale è installato un rilevatore del tenore di umidità. In base al valore rilevato, viene determinata la quantità di acqua da aggiungere all’impasto. A differenza dei tradizionali dispositivi verticali, GRC lavora in orizzontale, consentendo la perfetta bagnatura anche delle frazioni granulometriche più fini.
2.3 DRY-FEED: sistema innovativo di alimentazione della pressa
L’alimentazione della pressa con polveri macinate a secco rappresenta tradizionalmente una fase critica del processo produttivo. Per la prima volta in assoluto, è oggi disponibile un sistema di alimentazione pensato in maniera specifica per questo scopo. L’alimentatore DRY-FEED comprende un classificatore granulometrico rotativo, un nastro di traslazione per la distribuzione delle polveri alla tramoggia di carico, e un cassetto di alimentazione completo, in grado di assicurare il perfetto trasferimento della polvere allo stampo della pressa. In sintesi, i principali vantaggi offerti da DRY-FEED sono l’ottimizzazione del controllo granulometrico alla pressa, la distribuzione omogenea delle polveri anche con presse di grandi dimensioni (larghezza colonna 2.450 mm) e l’alimentazione veloce ed efficiente della pressa.
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, dove costi di produzione e qualità del prodotto sono i termini di un’equazione di non facile soluzione, il cui risultato può tuttavia determinare il successo o l’insuccesso sia sui mercati tradizionali che su quelli emergenti. Oggi, il Vertical Milling System offre un contributo prezioso all’industria ceramica, proponendosi come un innovativo processo tecnologico che esalta le qualità tecnico-estetiche dei prodotti in una logica di ottimizzazione del ciclo produttivo.
4 CONCLUSIONI
Nel corso degli anni, la macinazione a secco ha acquisito un ruolo sempre più centrale nell’ambito delle attività di ricerca e sviluppo di LB. La società identifica da anni la sua strategia operativa con il concetto di “TECNOLOGIA A SECCO” : la macinazione a secco s’inserisce in questo percorso non come processo volto a produrre materiali di bassa gamma, ma come fase necessaria per LINEE INNOVATIVE DI PRODUZIONE CERAMICA comprendenti anche processi a secco di colorazione delle polveri e decorazione alla pressa. Una nuova concezione di produzione ceramica, dunque, che oltre a migliorare le condizioni di lavoro, consentirà il recupero di risorse idriche ed elettriche e la riduzione dei costi di produzione di monocottura, bicottura, monoporosa e gres porcellanato.