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DEFECTOS CERÁMICOS Y SU SOLUCIÓN INCLUIDOS ANEXOS DE MOLIENDA Y REOLOGÍA DE LOS MATERIALES CERAMICOS.

QUIMICER, 15 al 25 de Noviembre 2.010 Profesor: ENRIQUE A. CLIMENT FONT

INDICE GENERAL DEFECTOS CERAMICOS Y SU SOLUCION

INTRODUCCIÓN.- CLASIFICACIÓN DE LAS BALDOSAS CERÁMICAS TEMA 1.- DEFECTOS DE PREPARACIÓN DE LA PASTA. TEMA 2.- DEFECTOS DE PRENSADO. TEMA 3.- DEFECTOS DE SECADO TEMA 4.- DEFECTOS DE ESMALTADO. TEMA 5.- DEFECTOS DE COCCIÓN.

INTRODUCCIÓN CLASIFICACION DE LAS BALDOSAS CERAMICAS

1. CARACTERÍSTICAS DE LOS PRODUCTOS CERÁMICOS. 2. CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN DE LOS PRODUCTOS CERÁMICOS. 3. CLASIFICACIÓN DE TIPOS DE BALDOSAS CERÁMICAS. CLASIFICACIÓN DE PRODUCTOS CERÁMICOS.

INTRODUCCIÓN CLASIFICACIÓN DE LAS BALDOSAS CERÁMICAS

CARACTERÍSTICAS DE LOS PRODUCTOS CERÁMICOS Los silicatos se han venido utilizando desde siempre como materia prima cerámica, esto ha condicionado la definición tradicional de la cerámica como ciencia relacionada con la industria de los silicatos. Así un material cerámico es el resultado de la acción del calor sobre compuestos inorgánicos no metálicos, fundamentalmente silicatos. Este concepto de cerámica ha sido ampliado en la actualidad con el uso de nuevos productos como materias primas (óxidos, carburos, etc.). Podemos dividir la cerámica en dos categorías:  

Cerámica tradicional (porcelana, mayólica, refractarios, etc.) Nuevos productos cerámicos (Cerámicas avanzadas)

CRITERIOS DE CLASIFICACIÓN DE LAS BALDOSAS CERÁMICAS Si nos ceñimos a clasificaciones de materiales cerámicos tradicionales, podemos encontrar clasificaciones basadas en una propiedad del producto acabado, p.e. su porosidad en cocido. Esta propiedad depende de la temperatura de cocción del material y de las características de este y por otra parte influye notablemente en sus propiedades físicas. También nos podemos encontrar clasificaciones basadas en la utilización del producto, p.e. pavimentos y revestimientos cerámicos, vajillería, sanitario, etc.. Otros criterios de clasificación utilizan la temperatura de fabricación; y así varios más. Como se puede observar los productos pueden ser esmaltados o no, con el soporte y/o el esmalte coloreado o blanco. El esmalte o revestimiento vítreo impermeable se aplica sobre algunos productos cerámicos a fin de mejorar su aspecto y sus propiedades. Se usa a efectos decorativos y funcionales o de uso, según las características y tipo de cerámica. El Comité Europeo de Normalización (CEN) propone otra clasificación unificando los productos en función de dos únicos parámetros: uno relativo a la formación o modelado del producto, y otro representativo de una propiedad física, la absorción de agua ligada a la porosidad abierta y de la que, a su vez, depende un buen número de otras características físicas, como la resistencia mecánica, resistencia a la helada, etc. Así pues el CEN, clasifica los pavimentos y revestimientos cerámicos en doce grandes grupos, atendiendo al proceso de formación de piezas y a unos intervalos definidos de absorción de agua.

CLASIFICACIÓN DE TIPOS DE BALDOSAS CERÁMICAS ASCER propone un sistema de clasificación de baldosas cerámicas en la que existen 6 tipos genéricos de baldosas cerámicas:

1. Azulejo Baldosas cerámicas con alta absorción de agua ( >10 % ), prensadas en seco, esmaltadas y fabricadas por un proceso de bicocción o monococción. Adecuadas para el revestimiento de paredes interiores en cualquier tipo de local, privado o público. Al azulejo fabricado por monococción se le conoce por monoporosa o azulejo monoporoso.

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El cuerpo o soporte, llamado bizcocho cuando se realiza en doble cocción, puede ser de color blanco o claro, ligeramente grisáceo, crema o marfil, llamado entonces loza, o de color , que va del ocre al pardo amarillento o rojizo, llamado entonces mayólica., sin que el color afecte a las características del producto. Es de textura fina y homogénea, siendo poco apreciables, a simple vista, gránulos, poros o inclusiones. Las superficies y aristas son regulares y bien acabadas. 

La cara vista está cubierta por esmalte, que puede ser blanco, transparente, coloreado, monocolor, multicolor y puede estar decorado con motivos diversos. Las formas predominantes son cuadradas o rectangulares,. Se fabrican en muchas medidas, siendo las usuales desde 10x10 a 45x60 centímetros. Las piezas complementarias usuales son listelos o tiras, molduras o cenefas. Los azulejos están comprendidos en las normas ISO o EN-UNE, dentro del grupo B III, GL

2. Pavimento de gres. Baldosas cerámicas con baja absorción de agua (< 3 %) o media absorción de agua (3 al 6 %), prensadas en seco, esmaltadas y fabricadas generalmente por monococción. Conocido genéricamente como gres, pavimento gresificado o simplemente pavimento cerámico. Adecuadas para el revestimiento de suelos interiores, y en algunos casos para revestimiento de fachadas y suelos exteriores, debiendo en este caso ser resistentes a las heladas.

El cuerpo o soporte es de gres (absorción baja de agua, entre el 0,5 % y el 3 %) o gresificado (absorción de agua entre el 3 % y el 6 %), siendo de color blanco o claro o de color ocre al pardo oscuro, sin que ello afecte a las características del producto. Es de textura fina y homogénea, siendo poco apreciables, a simple vista, gránulos, poros o inclusiones. Las superficies y aristas son regulares y bien acabadas. La cara vista está cubierta por esmalte, que puede ser blanco, transparente, coloreado, monocolor, multicolor y puede estar decorado con motivos diversos. Las formas predominantes son cuadradas. Se fabrican en muchas medidas, siendo las usuales desde 10x10 a 60x60 centímetros. Las piezas complementarias más usuales son rodapiés, peldaños, tacos y listelos o cenefas. Los pavimentos de gres están comprendidos en las normas ISO o EN-UNE, dentro del grupo BIb, GL (baldosas con absorción de agua desde el 0,5 % al 3 % ) y los pavimentos gresificados dentro del grupo BIIa (baldosas con absorción de agua entre el 3 % y el 6 %)

3. Gres porcelánico. Baldosas cerámicas con muy baja absorción de agua (<0.5 %), prensadas en seco, pudiendo ser esmaltadas o no, generalmente fabricadas por monococción. Adecuadas para revestimiento de fachadas y paredes exteriores y suelos interiores y exteriores. Existen dos tipos de gres porcelánico:  Esmaltado o semitécnico.  Sin esmaltar o técnico, que se presenta en dos variedades:  Pulido y/o rectificado.  Sin pulir y/o rectificar. El cuerpo es de color blanco o coloreado con colorantes y pigmentos cerámicos. Es de textura fina y homogénea, siendo poco apreciables, a simple vista, gránulos, poros o inclusiones. Las superficies y aristas son regulares y bien acabadas. La cara vista es de la misma materia que el cuerpo y puede ser de color liso, marmoleada, moteada o decorada en el porcelánico técnico. Puede estar esta cara pulida o sin pulir. En cuanto al porcelánico semitécnico o esmaltado la cara vista está cubierta por esmalte, que puede ser blanco, transparente, coloreado, monocolor, multicolor y puede estar decorado con motivos diversos. Las formas predominantes son cuadradas. Se fabrican en muchas medidas, siendo las usuales desde 15x15 a 60x60 centímetros. Se fabrican también en formas rectangulares hasta 40x60 centímetros. Las piezas complementarias más usuales son rodapiés, peldaños, tacos y listelos o cenefas.

Los pavimentos de gres porcelánico están comprendidos en las normas ISO o ENUNE, dentro del grupo BIa, GL (baldosas con absorción de agua hasta el 0,5 % ).

4. Baldosín catalán. Baldosas cerámicas con absorción de agua media-alta (6 al 10%) o muy alta (> 10 %), fabricadas generalmente por extrusión y no esmaltadas y por tanto sometidas a una sola cocción. Usado en solado de terrazas, balcones y porches, asociado a combinación con alambrillas (pequeñas piezas de gres blanco con decoración azul) o de loza esmaltada con decoración en relieve o multicolor. Llamado también rasilla. Su consumo es estable o con suave tendencia a la baja, y como su nombre indica esta concentrado en Cataluña y Valencia. El cuerpo es de color rojo o pardo rojizo propio de la arcilla cocida. Su textura es poco homogénea, siendo frecuente apreciar gránulos, poros o inclusiones. La cara vista del baldosín no esmaltado es lisa y del color del cuerpo. Una pequeña parte de la producción recibe una cubierta vidriada de color verde o rojo (baldosín vidriado, más conocido como “socarrat”), y tiene un uso tradicional y muy limitado en bancos de cocina de ambiente rural. Hay que prever la posibilidad de que el baldosín catalán no esmaltado necesite un tratamiento superficial para impermeabilizar la cara vista, con el fin de mejora su resistencia a las manchas y productos de limpieza domésticos, con ceras o productos “ad hoc”. Las formas predominantes son cuadradas o rectangulares, desde 13x13 a 24x40 centímetros. Pero hay otra muchas formas, como hexágonos, octógonos regulares u oblongos, con lados curvilíneos, y gran variedad de piezas complementarias, como molduras, escocias, cubrecantos, tiras, tacos y piezas especiales como peldaños, rodapiés y vierteaguas. El baldosín catalán está comprendido en las normas ISO o EN-UNE, dentro del grupo AIIb, UGL (baldosas con absorción de agua desde el 6 % hasta el 10 % ), y el grupo AIII (baldosas con absorción de agua mayor del 10 %)

5. Gres rústico. Baldosas cerámicas con baja absorción de agua (< 3 %) o media absorción de agua (3 al 6 %), fabricadas por extrusión, generalmente no esmaltadas. No debe confundirse con los pavimentos de gres de acabado intencionalmente rústicos. Usadas en revestimientos de fachadas, pavimentos interior y exterior, balcones, porches y suelos de locales industriales y públicos. Deben ser resistentes a las heladas cuando se utilizan en el exterior. Dentro de una producción relativamente pequeña, hay una gran variedad de tipos entre los que destacan:

 Las baldosas llamadas “quarry tile”, por su similitud con las inglesas de esta denominación. Después de la extrusión son moldeadas a baja presión y pueden recibir en estos momentos una marca en los cantos.

 Las baldosas separables, conocidas con el nombre alemán de “spalplatten”. Se moldean por extrudiendo simultáneamente dos piezas, unidas por las estrías del dorso, que se separan una vez cocidas con un golpe seco que deja en las estrías un perfil irregular de rotura. Los lados largos suelen tener un pequeño rebaje en escalón para proteger las baldosas durante la cocción,  Las baldosas de “gres salado”, sobre cuya cara vista se proyecta sal común, durante la cocción, resultando una película con brillo broncíneo disparejo, de efecto muy decorativo. Se usan en paramentos, incluso exteriores, pues debe tenerse en cuenta que en suelos, incluso de poco tránsito, pierden esta película. El cuerpo es de color ocre a pardo muy oscuro, de textura heterogénea que permite apreciar a simple vista gránulos, inclusiones, poros y otras irregularidades. Las caras y las aristas pueden tener irregularidades propias de este material, que son aceptadas o incluso intencionadas. Las formas predominantes son cuadradas o rectangulares, desde 11x11 a 37x37 Centímetros, con espesores muy variables, según tipos y medidas. Hay algunas piezas complementarias y diversas piezas especiales. El gres rústico catalán está comprendido en las normas ISO o EN-UNE, dentro del grupo AI, GL y UGL (baldosas con absorción de agua hasta el 3 %), y el grupo AIIa (baldosas con absorción de agua entre el 3 % y el 6%).

6. Barro cocido. Engloba gran variedad de baldosas con características muy diferentes, que solo coinciden en la apariencia rústica y en la alta absorción de agua. La producción es limitada, discontinua y muy dispersa, fabricándose, generalmente, en pequeñas unidades productivas y con medios artesanales. Sus características las hacen especial y casi exclusivamente adecuadas para edificación o locales de buscada rusticidad. El cuerpo es térreo y no uniforme, de textura muy irregular y con gránulos, poros e incrustaciones fácilmente visibles. Las caras y las aristas tienen marcadas irregularidades que se dan por supuestas como propias de estos productos. Hay gran dispersión de formas y medidas. Hay que prever la posibilidad de que necesiten un tratamiento superficial con ceras o productos “ad hoc”, antes o después de su colocación, por razones de aspecto (brillo) o funcionales (rechazo de manchas, resistencia a productos de limpieza, impermeabilidad). Las baldosas de barro cocido están comprendidas, en su mayor parte, en las normas ISO o EN-UNE, dentro del grupo AIIb, GL y UGL (baldosas con absorción de agua entre el 6 % y el 10 %), y el grupo AIII, GL y UGL (baldosas con absorción de agua mayor del 10%).

CLASIFICACIÓN DE LAS BALDOSAS CERÁMICAS (TABLA1) ABSORCIÓN DE AGUA (%) TIPO DE FORMACIÓN DE PIEZAS A BALDOSAS EXTRUIDAS B BALDOSAS PRENSADAS EN SECO

C COLADA OTROS METODOS

I 0 %<E< 3% GRUPO AI Con absorción de agua baja EN 121 GRUPO BIa Con absorción de agua muy baja E < 0,5 % EN 176 GRUPO BIb Con absorción de agua baja 0,5 % < E < 3 % EN 176 GRUPO CI

IIa

IIb

3 %<E< 6% 6 % < E < 10 % GRUPO AIIa GRUPO AIIb Con absorción de agua Con absorción de agua media-baja media-alta EN 186 EN 187

III 10 % > E GRUPO AIII Con absorción de agua alta EN 188

GRUPO BIIa GRUPO BIIb GRUPO BIII Con absorción de agua Con absorción de agua Con absorción de agua media-baja media-alta alta EN 177 EN 178 EN 159

GRUPO CIIa

GRUPO CIIa

GRUPO CIII

A cada grupo corresponden una o varias normas en cuanto a requisitos de calidad El grupo BIII solo incluye baldosas esmaltadas (GL); el soporte o bizcocho para esmaltar se considera un producto intermedio, aunque se utilice ocasionalmente como producto acabado. En el caso de baldosas de este grupo con absorción de agua E > 20 %, el fabricante debe indicarlo.

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    

CLASIFICACIÓN DE MATERIALES CERÁMICOS

Coloreado: ladrillos tejas rasillas barro cocido Sin revestimiento vítreo Blanco: MATERIAL POROSO Con revestimiento vítreo

lozas técnicas

Coloreado: mayolica revestimiento Blanco:

lozas revestimiento

Coloreado: gres industrial pavimentos rusticos barro cocido Sin revestimiento vítreo

MATERIAL NO POROSO

Blanco:

porcelana técnica gres porcelánico

Coloreado: gres esmaltado Con revestimiento vítreo Blanco:

gres esmaltado porcelana

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TEMA 1 DEFECTOS DE PREPARACIÓN DE LAS PASTAS

1.1. DEFECTOS PRECEDENTES DE LA PREPARACION DE LA PASTA A).- INSUFICIENTE MOLTURACIÓN B).- EXCESIVA MOLTURACIÓN C).- POCA HUMEDAD O PLASTICIDAD DE LA PASTA D).- HUMEDAD VARIABLE

ANEXO - LOS DISTINTOS MOLINOS DE TIPO ALSING

TEMA 1.- DEFECTOS DE PREPARACIÓN DE LA PASTA.

1.1.-DEFECTOS PROCEDENTES DE LA PREPARACIÓN DE LA PASTA

Los defectos procedentes de la preparación de la pasta son:

a).- Insuficiente molturación El efecto de una insuficiente molturación es diverso según sea la pasta de uno o varios componentes. En el primer caso se provoca una ligera diferencia de aspecto superficial y una menor resistencia mecánica. Si esta insuficiente molturación es exagerada puede llegar a provocar una aparición de “ullets” en el esmaltado, apreciables durante el proceso de esmaltado o después de cocido el material. En el segundo caso, pasta de diversos componentes, puede ser mucho más graves, ya que la granulometría de las partículas puede retrasar la reacción de los componentes durante la cocción con el riesgo que algunas reacciones no se produzcan, o no lleguen a completarse. En la mayor parte de los casos no se alcanzan las características físico-químicas requeridas. Un caso típico de este defecto era, en la preparación de pastas por vía seca, la aparición del “caliche”, después de cocido el material. Para controlar este defecto es suficiente con controlar el rechazo, cuando la molturación se realiza por vía húmeda, o la granulometría si es por vía seca.

b).- Excesiva molturación Si la pasta está demasiado fina como consecuencia de una excesiva molturación, que producirá varios defectos, como pueden ser, entre otros, falta de compactación, piezas que no tienen la planimetría después de prensadas o después de cocidas. El defecto se puede producir si durante la molturación, sea por vía seca o húmeda, si en los componentes de la pasta existen diferencias de tamaño entre los componentes duros y blandos. Un caso típico sería el de añadir en los molinos feldespatos de gránulos gruesos con arcillas u otros componentes finos de fácil molturación.

c).- Poca humedad o plasticidad de la pasta En ambos casos el resultado será una mala compactación, con los defectos que puede ocasionar esta, como son falta de resistencia mecánica, grietas que se pueden producir en la extracción después de prensado, planimetría defectuosa, antes o después de cocido el material.

d).- Humedad variable Si la pasta llega al prensado sin el reposo adecuado esta llega con diferentes porcentajes de humedad que pueden producir laminados. Es por lo tanto aconsejable no mezclar tierra de varios silos si estos no tienen una humedad muy igualada, y si se

usa de un solo silo, procurar que este tenga un reposo de 24 horas, como mínimo, para que la humedad de la pasta contenida sea uniforme.

El molino a bolas tipo Alsing.

EJEMPLO DE MOLINO DE BOLAS “ALSING” DISCONTINUO POR VIA HUMEDA

i

Descripción del molino, tipos y clases de molienda. Generalidades. Estos molinos tienen una envoltura cilíndrica con un revestimiento cerámico que gira sobre un eje horizontal y se cargan con bolas de molienda. Estos molinos pueden trabajar en seco o por vía húmeda, en servicio intermitente o continuo, en circuito abierto o cerrado con clasificadores del tamaño de partícula. Hay aberturas o bocas para cargar y descargar el material tratado y los medios d molienda empleados. Hay una o varias salidas para aliviar cualquier presión que pueda producirse en el interior del molino o suministrar presión para facilitar la descarga. En la molienda en seco se descarga el material en una tolva a través de una rejilla colocada en la boca de carga mientras gira el molino. En general tienen una longitud que no suele exceder en demasía a su diámetro. El molino de compartimentos consiste en un cilindro dividido en dos o más secciones de tabiques perforados; la molienda preliminar tiene lugar en un extremo y la pulverización final en el extremo de descarga. Los molinos continuos son de construcción más robusta que los intermitentes. El material se introduce y descarga en muñones huecos en los extremos del molino. Una rejilla o un diafragma en el extremo de descarga sirven para regular el nivel de lodos en vía húmeda y controla el tiempo de

retención del material. En vía seca se introduce aire por un extremo para sacar el material pulverizado por el otro. Los molinos discontinuos realizan conjuntamente la molienda y la homogenización de materiales heterogéneos diversos, son muy versátiles y se utilizan en la industria cerámica en la molienda de las fritas, colores y esmaltes tanto en vía húmeda como en seca (con las convenientes modificaciones). En la molienda en vía seca intermitente tanto el rendimiento como la capacidad de molienda eran mayores para cargas ligeras de material en el molino y es más eficiente la alta velocidad de giro que la velocidad baja así como la favorece una mayor carga de bolas. Factores que influyen en la molienda Hay dos factores principales a tomar en cuenta: la superficie de contacto con que se muele, en este sentido las bolas pequeñas son mejores y el movimiento, que es de dos formas; uno en que las bolas giran entre sí, patinando y otro en que las bolas “chocan” separándose, en este punto las bolas grandes son mejores. Se debe encontrar un equilibrio entre ambos factores que permita optimizar el proceso de la molienda. Para moler más fino se requieren bolas más pequeña. La cantidad de materiales y agua siempre tiene relación porque determina la viscosidad y esta controla el movimiento de las bolas.

Carga, volumen, tamaño de las bolas y su reposición Es fundamental ajustar la carga de bolas a las dimensiones del molino y a la velocidad de giro. La carga de bolas debe mantenerse entre el 50 y 55 % del volumen interno del molino para molturación discontinúa en húmedo; en molienda en seco se precisa un mayor nivel de carga, entre el 60-65 % del volumen útil del molino y se requieren tamaños de bolas ligeramente mayores. En la molienda continúa baja hasta el 45 % del volumen útil.

Para la reposición de bolas perdidas por el desgaste de las mismas, se deben utilizar bolas nuevas del mayor tamaño. El tamaño varía de 60 a 35 mm. de diámetro.Se puede cargar un molino inicialmente con bolas de tres tamaños, recomendándose la proporción de 25 – 50 – 25 %, respectivamente para cada tipo de bola. Las grandes son muy eficaces durante la primera fase de la molienda para romper los gránulos gruesos; por el contrario las bolas pequeñas son necesarias para la última fase de la molienda (refino del esmalte). Hay que tener en cuenta que a medida que avanza la molienda aumenta la viscosidad de la barbotina del esmalte y por ello las bolas inferiores a 25 mm de diámetro pierden su efectividad.

Peso del material a moler. Teóricamente la cantidad ideal de materiales debe llenar los espacios entre las bolas y cubrirse ligeramente con agua. Pero si se aumenta ligeramente la cantidad de materiales, el tiempo de molienda cambia; ya que tal vez la cantidad de materiales y el tiempo de molienda no esté proporcionalmente relacionado. El material a moler consiste en una o varias fritas, caolín y/o arcilla y otras materias primas y aditivos. Una regla práctica sobre el volumen disponible del molino para la carga a moler lo evalúa entre el 22,5 – 27,5 % utilizando bolas de Alúmina del 90 % (densidad, 3,57 g/cc). Cuando se carga demasiado o demasiado poco material, disminuye la capacidad de molienda. En el último caso se producirá un desgaste rápido de bolas y revestimiento. En la molienda en seco, el volumen de carga del material a moler se reduce al 15-20 % del volumen útil del molino.

Cantidad de agua en la molienda en húmedo. Según los materiales, la cantidad de agua varía, en el caso de contenidos altos de caolín o bentonita, se debe agregar un poco más de agua debido a su viscosidad. La densidad ideal para un esmalte transparente es de 45 ~ 50° Be y para un mate aluminoso 40 ~ 45° Be. El sonido producido por las bolas deber ser constante, si no hay sonido, no hay molienda; si el sonido es agudo y fuerte, se están desgastando excesivamente las bolas y el forro encamisado; el ruido es bajo al principio, pero aumenta conforme la molienda avanza. Desviaciones pequeñas de la cantidad correcta de agua afecta considerablemente las características físicas del esmalte y aumenta el tiempo

de molienda. Una barbotina acuosa no puede formar un film viscoso alrededor de las bolas y ocasiona menor acción de molienda y más desgaste. Si es demasiado espesa se diluye la fuerza de pegada de las bolas y también resulta una acción de molienda disminuida. La cantidad de agua referida a la carga de esmalte, perfectamente defloculado oscila entre un 35 % hasta un 40 % como máximo. Si es poca agua, las bolas casi no se mueven, en exceso de agua, las bolas saltan y rebotan desgastándose todo prematuramente.

La molienda en el molino Alsing. En los molinos de bolas tipo Alsing la molienda sobreviene por dos causas; 1. por percusión, las esferas al rotar se despegan y caen sobre el material. 2. por rozamiento entre las bolas. Con cargas pequeñas es mayor el efecto de la percusión y el rozamiento para una carga completa, así, para materiales duros es conveniente que prevalezca la percusión y para materiales friables el de abrasión. Por razón de eficacia la molienda en semiseco no suele ser exhaustiva, es decir, no se sostiene hasta que la totalidad de los granos estén en el tamaño deseado, lo que requeriría un tiempo exagerado, sino que se dejan salir los materiales a moler tras cierto grado de fragmentación, se clasifican los granos, y lo gruesos continúan a la molienda.

Tiempo de molienda. La duración la molienda, como ejemplo, para esmaltes está entre 8 a 12 hora. El consumo de energía para la molienda está relacionado con la superficie, el esmalte no debe molerse demasiado fino porque se escurrirá irremediablemente en la cocción. Al ir moliéndose los materiales, la superficie aumenta, al aumentar la superficie se requiere más energía, es decir, que para moler muy fino se necesita más energía.

La velocidad crítica y velocidad óptima de giro del molino. La velocidad de giro de un molino podemos expresarla como el número de giros que da en un minuto (r.p.m.), la velocidad radial o angular y la velocidad periférica de las bolas en la superficie del molino (V). V= 2 π R

(m/seg.)

Siendo, R el radio del molino. Una bola de masa m en el interior del molino en movimiento y sujeta a la fuerza de la gravedad y a una aceleración centrípeta (ac) proporcional al radio (r) de la órbita que ella misma describe. ac = 4π2 r

(m/seg.2)

Para las bolas que se mueven en la periferia del molino tenemos que V2 = ac R Cuando la aceleración que se somete a una bola de molienda le confiere a esta una fuerza centrífuga igual y de signo contrario a la fuerza de la gravedad, Fc = m Tenemos que la fuerza centrífuga envía a los materiales a molturar junto a las bolas iniciando un ascenso en la pared del molino hasta un cierto ángulo de elevación (α) m

= mg sen α

sen α =

Como ángulo de cascada (β) se define el punto en que las bolas de molienda inician por inercia la caída siguiendo una trayectoria parabólica y está demostrado que las mejores condiciones de molturación se consiguen entre 45º y 60º donde las bolas caen realizando la máxima acción de molienda y el desgaste propio y del revestimiento es mínimo.

La velocidad periférica a la cual comienza una parcial centrifugación de las bolas adhiriéndose al revestimiento de la pared del molino sin caer se llama velocidad crítica (Vc), naturalmente en estas condiciones la acción molturante es nula.

La velocidad crítica del molino Vc viene dada por la fórmula Vc =

Siendo: Vc, la velocidad crítica de rotación del molino. D, es el diámetro interno en metros del molino. Al número del resultado se le calcula el 60-70 % que es el rango óptimo de giro del molino en r.p.m. (en molinos de gran volumen entre el 40-50 %). La velocidad de giro de la molienda fina en vía húmeda es prácticamente la misma que la de la vía seca. La carga de rodamientos corresponde en kilos al equivalente en volumen del molino y la carga de material es del 40% del volumen del molino.

Degaste y reposición de las bolas de molienda. Es conveniente descargar las bolas del molino una vez al mes, revisar el revestimiento del mismo, eliminar las bolas partidas y las de medida inferior a 25 mm. El desgaste influye enormemente en el cambio de volumen, se debe vigilar el desgaste para ir nivelando el contenido de bolas, agregando nuevas y eliminando las demasiado pequeñas.

TEMA 2 DEFECTOS DE PRENSADO 2.1.- PARÁMETROS DE PRENSADO. 2.2.- CONTROLES DE PRENSADO. 2.3.- DEFECTOS DE PRENSADO. 2.3.1.- DEFECTOS DE CARGA EN EL MOLDE. 2.3.3.- DEFECTOS PROPIOS DEL PRENSADO. 2.3.3.- DEFECTOS DE EXTRACCIÓN DEL MOLDE.

TEMA 2.- DEFECTOS DE PRENSADO.

2.1.- PARÁMETROS DE PRENSADO a).- Relación de compresión o coeficiente de prensado (R 1 ) Esta relación nos determina la altura de carga en el molde

R1 

espesor del molde lleno de tierra atomizada espesor de la pieza prensada

Este valor depende del tipo de preparación del polvo, de la granulometría y de la humedad, siendo estos: .-Polvo atomizado valor de R 1 entre 1.8 a 2.2 .-Polvo vía seca valor de R 1 entre 2.6 a 3 Con valores superiores a 3 puede haber problemas de desaireación, por la cantidad de aire a extraer

b).- Indice de prensabilidad P S Es la relación entre el valor de la resistencia mecánica en seco y la resistencia mecánica verde

PS 

resistencia mecánica en seco resistencia mecánica en verde

Cuando este índice está entre 2 a 4 se puede prever que la pasta no dará problemas de exfoliación (fullats) o de insuficiente compactación. Si este valor es inferior a 1,5 difícilmente se podrá prensar o habrá que recurrir a regulaciones particulares para poder prensar, pero habrá una falta de compactación de la pieza a la salida del secadero, con riesgo de roturas y grietas.

c).- Producción de la prensa La producción de la prensa viene dada por el nº de salidas del molde, su formato y por el nº de golpes. Depende también del tipo de prensa.

d).- Calculo de la presión de prensada Si disponemos del diagrama de presión-fuerza de una prensa determinada se puede realizar el cálculo de la presión de la prensa.

2.2.- CONTROLES DE PRENSADO

Los controles a realizar a realizar sobre el material prensado, para asegurarnos que cumple las condiciones optimas son:  Control de medida 

Control de descuadre (Ortogonalidad). Se realiza con escuadras, y mejor con goniómetros.



Control de espesor.



Control del peso de cada salida del molde.



Densidad aparente.

El control de la compactación se realiza por varios métodos: 1).- Penetrómetro 2).- Método del xileno 3).- Empuje del mercurio Actualmente se utiliza sobre todo la del empuje de mercurio. Se mide la fuerza requerida para sumergir la muestra en mercurio. El volumen aparente de la muestra será el volumen de poros más el volumen de real del sólido. Para determinar la densidad aparente se empieza por pesar un trozo de pieza, después se sumerge en mercurio, con la ayuda de un puntero, como se puede ver en el esquema, y se vuelve a pesar. Con estos datos determinaremos la densidad aparente (Dap ), el volumen aparente (Vap) y la porosidad en crudo.

Dap =

Pm   Hg Pm Hg

Siendo: Pm peso del material de la pieza Pm Hg peso del material de la pieza sumergida en mercurio

 Hg

3

densidad del mercurio (13.6 gr./ cm. )

Vap = Porosidad en crudo ( % ) = ( 1 -

Pm Hg

 Hg

Dap ) x 100 Ds

Resistencia mecánica a la flexión La resistencia mecánica a la flexión se mide con un flexómetro, que es un aparato como vemos en el dibujo. La pieza se pone en los dos rodillos inferiores, y recibe la fuerza del tercer rodillo hasta que se rompe. La resistencia a la flexión será:

R=

3 FL 2 b h2

Siendo R resistencia a la flexión (en Kg./cm. 2 o en newtons/ cm. 2 ) F fuerza necesaria para romper la pieza (en kg. o Newtons) L distancia entre los rodillos de apoyo (en cm.) b anchura de la baldosa (en cm.) h espesor de la baldosa (en cm.) - Control de la expansión postprensado. - Control de grietas.

2.3.- DEFECTOS PRODUCIDOS EN EL PRENSADO Los defectos de prensado se pueden producir:  Durante la carga de los alvéolos del molde.  Durante el prensado.  Durante la extracción.

2.3.1.- Defectos de carga de los alvéolos del molde Algunos de los defectos de prensado se pueden atribuir a variación de carga en el molde. Suponiendo que las condiciones de colocación del molde son correctas, atribuiremos las diferencias de carga a los siguientes puntos: 1.- Distribución de regletas del carro alimentador  Las regletas del carro tienen como función arrastrar el polvo hacia delante y detrás, para llenar el molde y distribuirlo de manera uniforme.  Donde hay regletas no hay polvo, y por lo tanto cargará menos en esa zona.  Se debe comprobar que la distribución de las regletas sea correcta, que no estén torcidas, dobladas o sucias y que su altura sea la adecuada..  Como norma general se recomienda que estén más juntas y en mayor numero detrás que delante, ya que detrás es donde pasa el carro dos veces. 2.- Velocidad del carro  Cualquier variación en la velocidad del carro producirá una variación en la distribución de la carga, si la velocidad es muy rápida puede lanzarnos el polvo hacia delante, hasta el punto que deje huecos en la matriz del molde.  La velocidad del carro de alimentación deberá ser regulada de acuerdo con la primera caída de los punzones superiores. 3.- Nivelación correcta del carro  Hay que comprobar que el carro esté nivelado en la posición de reposo y también en movimiento. 4.- Distribución del polvo en la tolvita de alimentación  En la tolvita no deben acumularse agregados gruesos en zonas y finos en otras, ya que nos darían diferencias de compactación, ya que en el mismo volumen caben menos gruesos que finos, y se compactaran más en esta ultima zona. 5.- Limpieza de las gomas y del rascador



Es muy importante que la goma expulsora y la regleta niveladora estén en buen estado y limpios, ya que igualan la parte superior de la carga.

2.3.2.- Defectos de prensado. Los principales defectos que nos podemos encontrar son:  Sobreprensados.  Rebabas y serretas. Cuando el molde o los punzones están muy desgastados se producen rebabas y serretas. Para hacernos una idea, el ajuste de los punzones debe ser de 1 décima de milímetro, entre los punzones superiores e inferiores. Cuando esta distancia es del orden de 2 décimas se deben cambiar los punzones superiores e inferiores, porque el material prensado tiene una rebaba excesiva, que es difícil de eliminar por los cepillos y otros medios, llegando a producir piezas defectuosas. Un molde colocado adecuadamente debe tener una vida mínima de 500.000 golpes, antes de ser cambiado para su rectificación. Durante este tiempo se deben cambiar tres veces los punzones superiores e inferiores, en circunstancias normales. Reprensados. Cuando el molde está demasiado apurado, parte de las rebabas caen sobre los punzones inferiores. Estas rebabas se reprensan, dejando unas protuberancias alargadas, que después de esmaltadas y cocidas hacen que las piezas sean defectuosas. Cuando sucede este defecto se deben cambiar los punzones inferiores y superiores o el molde completo.  Pegados de suciedad.  Descuadres (en cocido)  Luneta y abombamiento.

Se denomina luneta la curvatura hacia el interior de la pieza, después de cocida. En el caso de productos gresificados se produce como consecuencia de una mala distribución del polvo en los alvéolos de los moldes, aunque se podría producir en el horno como consecuencia de una mala distribución de la temperatura (diferencias de una a otra cara) en la sección del horno, sobre todo en la zona final de cocción

Se denomina abombamiento la curvatura hacia el exterior de la pieza, después de cocida esta. Se produce por las mismas circunstancias que en el caso de la luneta.



Halo (televisión).

Es un defecto que se produce cuando la cantidad de polvo excesivamente fino está en una cantidad considerable. Este defecto se produce porque cuando la traviesa se aproxima para realizar la primera prensada el aire desplaza el polvo hacia los bordes de los alvéolos. Este defecto se puede eliminar disminuyendo la velocidad de la traviesa en su bajada, aumentando la humedad de la tierra o disminuyendo todo lo posible la segunda caída de los punzones inferiores. -

Calibres. Diferencia de porosidad y/o compactación. Defectos de planaridad.

Este defecto es debido a extracción dificultosa del material prensado, siendo las causas más comunes:  Un tiempo muerto, o retraso de extracción excesivo entre el fin del prensado y el comienzo de la extracción.  Excesivo desgaste del molde donde ocurre el prensado de la pieza, creándose una zona más grande de desgaste.  Un mal diseño de las costillas puede provocar el curvado de la pieza, sobre todo por la ausencia de un mejor prensado en los bordes.

-

Grietas y partidos.

Casi siempre las grietas producidas por el prensado se deben a una mala extracción después del prensado. Estas grietas o roturas tienen su dirección de fuera al centro de la pieza, sin que necesariamente interesen a los bordes de la pieza. Las causas pueden ser diversas:  Excesiva velocidad del punzón inferior durante la fase de extracción.  Insuficiente conicidad en las cuchillas (lestrinas), que no permiten la normal expansión de las piezas.  Excesivo desgaste del molde donde ocurre el prensado de la pieza, creándose una zona más grande de lo normal. -

Laminados ( Fullats ).

Este defecto se produce por una mala desaireación en la primera prensada o debido a una diferencia de humedad dela tierra, sobre todo cuando se cambia de silo. En el primer caso se debe de realizar una primera prensada muy rápida y enérgica actuando sobre el tiempo de desaireación, aumentándolo, sobre todo si se producen laminados o fullats de gran tamaño. Pero a veces se producen pequeños laminados, cuando las bolsas de aire son pequeñas y situadas cerca de la superficie se debe modificar la velocidad de la traviesa de manera que se debe hacer una prensada con progresión muy lenta, ya que el defecto es originario del hecho que en algunas pastas se reduce notablemente la permeabilidad al aire del estrato superficial obtenido en la primera prensada, ya que compacta demasiado, dificultando la salida del aire en el periodo de desaireación. En el caso de una diferencia de humedad de tierras por cambio de silos se debe esperar un cierto tiempo, no muy grande, hasta el restablecimiento de la buena prensada, si el problema radica en un cambio de humedad del silo. El problema será mayor si el cambio de humedad se produce dentro del mismo , porque la tierra se está gastando recién atomizada y la humedad es variable. -

-

Despuntados. Puntas redondeadas. Piezas flojas. Diferencias de espesor. Diferencias de peso.

2.3.3.- Defectos producidos en la extracción (desmoldeo) Los defectos por dificultad de extracción se presentan bajo dos formas: a. Roturas o grietas. que tienen sus directrices de fuera al centro del azulejo, sin que necesariamente interesen los bordes exteriores. b. No planaridad del soporte, que sale con una curvatura de puntas hacia abajo, más o menos acentuada. Las causas pueden ser diversas, y entre otras pueden ser debido a: 1. Excesiva velocidad del punzón inferior en la extracción. Se debe reducir esta velocidad cuando el defecto es debido a esta causa. 2. Un tiempo muerto excesivo entre el final de la prensada y la extracción de las piezas. 3. Insuficiente conicidad de las cuchillas o lestrinas, que no permiten la normal expansión de las piezas.

4. 5.

Excesivo desgaste del molde, donde se produce el prensado de la pieza, creándose una zona más grande de desgaste. Un mal diseño de costillas, que puede provocar el curvado, sobre todo por la ausencia de mayor prensado en los bordes.

TEMA 3 DEFECTOS DE SECADO 3.1.- CONTROLES DURANTE EL SECADO 3.2.- DEFECTOS DE SECADO.

TEMA 3.- DEFECTOS PRODUCIDOS DURANTE EL SECADO

3.1.- CONTROLES DEL MATERIAL DURANTE EL SECADO.

Los controles que se deben realizar sobre el producto en esta fase de proceso son:

-

Humedad de entrada

Se pesan una serie de piezas de un ciclo de prensado a la entrada del secadero (P 2 ), y se repite la pesada después de haberlas secado en una estufa a 105º C, hasta peso constante (P 1 ). La humedad en % se calcula con la formula: Humedad en % =

P2  P1  100 P2

Este control se debe realizar una vez por turno, por lo menos

-

Humedad a la salida

Se repite el control como para la humedad de entrada. Existe un método rápido que consiste en coger un trozo de pieza del centro, triturándolo con cuidado en un mortero y viendo la humedad residual con el Speedy. Es mucho más rápido pero no coincide con el realizado con la estufa. Se debe realizar una vez por turno, por lo menos, aunque si se realiza con el Speedy se pueden hacer varios.

-

Peso medio de las piezas secas.

Se pesan una serie de piezas, y se suma el peso de todas ellas, dividendo por el número de piezas. Así sabremos el peso medio de las piezas, pudiendo observar si hay alguna pieza que tenga un peso diferente. Se deben pesar las piezas nada más salir del secadero por si las piezas fueran higroscópicas.

-

Resistencia a la flexión o resistencia mecánica.

Se determina la resistencia a la flexión como la habíamos determinado a la salida de la prensa. Se debe calcular la prensabilidad. Se debe realizar este control dos veces por turno.

-

Contracción de secado.

Se recogen una serie de piezas correspondientes a una prensada. Se mide con un calibre centesimal todos los lados, y se calcula la dimensión media antes y después del secado, se calcula entonces: Contracción en % =

Donde:

D2

D 2  D1  100 D2

dimensión antes del secado

D1 dimensión después del secado Este control se debe hacer una vez al día, por lo menos.

-

Control de la humedad relativa del aire.

El control de la humedad del aire se mide con higrómetros, existiendo hoy una gama de higrómetros que nos dan directamente la humedad relativa. Entre todos los tipos antiguos citaremos por curiosidad el psicrómetro, usado en esta industria en los secaderos antiguos. Consta de dos termómetros iguales, uno de ellos lleva el depósito envuelto por una tela mojada con agua destilada, que es el termómetro húmedo y el otro que mide la temperatura, que es el termómetro seco. La diferencia entre los dos termómetros será mayor cuando más seco esté el aire. De la diferencia de temperaturas marcadas por los dos termómetros se puede deducir el valor de la presión del vapor acuoso por medio de la formula: p a = p m - AP (t - t 1 ) siendo: pa presión del vapor acuoso pm A P t t1

presión saturante de vapor de agua a la temperatura t 1 Constante que se determina, siendo entre 0 y 40ºC igual a 0,000657 presión atmosférica temperatura del termómetro seco temperatura del termómetro húmedo

Muchos psicrómetros van acompañados de tablas de manera que se puede saber la humedad relativa en función de t y t 1 o de t y t - t 1 .

3.2.- DEFECTOS DE SECADO 1.- Humedad residual alta. La humedad residual después de secadero debe ser inferior al 1%, ya que si supera esta puede haber problemas de esmaltado y en la cocción.

2.- Grietas de secado Si el secadero no está bien regulado puede producir grietas de contracción de secado. Se controlan estas a la salida del secadero mediante la impregnación de los cantos con un pincel untado en gasolina o gas-oil. Con este control se aprecian las piezas agrietadas. Se debe proceder a la regulación del secadero.

3.- Temperatura de salida del secadero inadecuada. Se debe regular la salida de la temperatura de las piezas para que no produzcan problemas durante el esmaltado. Se controla mediante cualquier tipo de termómetro.

4.- Temperatura de salida desuniforme en la sección del secadero. Si la temperatura de las piezas es diferente en la sección del secadero habrán problemas de esmaltado. Se consigue regulando el secadero actuando sobre los registros o las recirculaciones del secadero.

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TEMA 4 DEFECTOS DE ESMALTADO 1. DEFECTOS DE APLICACIÓN DE LA LENGUA DE CAMPANA 2. DEFECTOS PROVOCADOS POR LAS CABINAS DE DISCOS 3. DEFECTOS MÁS IMPORTANTES DE LA PISTOLA 4. DEFECTOS POR APLICACIÓN DE ESMALTES EN SECO 5. DEFECTOS DE APLICACIÓN SERIGRÁFICA. 6. DEFECTOS DE LA PROPIA MAQUINA DE ESMALTAR ANEXO.- IDEAS BÁSICAS DE REOLOGÍA.

TEMA 4.- DEFECTOS DE ESMALTADO

4.1.- DEFECTOS DE APLICACIÓN DE LA LENGUA DE CAMPANA

Los principales defectos de aplicación a lengua son:  Acumulación de esmalte en los lados de la pieza, según el sentido de movimiento de las piezas en las líneas de esmaltado. Este defecto es debido a la propia construcción de la campana y es tanto más acusado cuanto menor es la diferencia entre el diámetro de la campana y el soporte cerámico. 

Mayor cantidad de esmalte en un lado que en el otro, paralelos al sentido de avance de la pieza. Suele ser una variación transversal uniforme, sin relieves de ningún tipo. Puede ser debido a:  La campana está desnivelada y el esmalte cae más por una parte que por otra.  El tubo de caída del esmalte no está perpendicular al fondo de la campana  La pieza entra en la campana torcida o por tener una correa más alta que la otra, por tener una correa más tensada que la otra, y por el peso de la pieza se inclinan durante la marcha



Defectos provocados por la campana, filera etc. al aplicar la cortina de esmalte  Rayas longitudinales, pueden ser debidas a:  El borde de la campana tiene pegado un grumo de esmalte. El defecto se elimina pasando una esponja por el borde, hasta eliminar el grumo. A veces puede ser una viscosidad muy elevada, estando floculado el esmalte y produce grumos (flocs), que no tienen capacidad para unirse antes de caer en la pieza, o bien estos flocs se forman en las paredes de la campana disminuyendo su velocidad de caída, produciéndose en la pieza distintas velocidades de caída, provocando el rayado. Se corrige añadiendo desfloculante.  

Hay esmalte depositado en la parte superior de la campana. Se elimina limpiando la parte alta de la campana o taza, con agua.

Ondulaciones y/o rayas transversales, que pueden ser debidas a:  Densidad o viscosidad bajas, se corrige adicionando espesantes cuando es posible, y sino se añade esmalte de mayor densidad y/o viscosidad. A veces se puede corregir disminuyendo el flujo de esmalte y la velocidad de las correas transportadoras, pero aplicaríamos menos esmalte, pudiendo causar problemas en la calidad del producto acabado. 

Campana desequilibrada, se procede a equilibrar la campana hasta conseguir que esté nivelada y el esmalte fluya bien.



Poca cantidad de esmalte de alimentación, se corrige adicionando mas esmalte, aumentando el caudal de la bomba vertical, o cambiando la bomba por otra de mas potencia.

 Rotura de la cortina, que se realiza de forma ovalada, se soluciona rebajando la densidad y/o viscosidad del esmalte, porque estas son demasiado altas, añadiendo dispersantes que rebajan la viscosidad o agua para rebajar la densidad.  Burbujas, que se producen porque el esmalte tiene aire retenido. Generalmente es debido a esmaltes con excesiva agitación (muy rápida) o con excesiva densidad o viscosidad. Se actúa modificando las características reológicas o bien reduciendo las revoluciones del agitador. Podrían producirse en el trasvase del deposito madre a los auxiliares.  Depresiones o balsetas. Hay tres tipos:  Balsetas producidas por esmalte contaminado con materias grasas, aceites, provenientes de los reductores de motores de agitación de los depósitos u otras causas . Se elimina utilizando esmalte sin contaminar. El esmalte contaminado se puede volver a utilizar dejándolo en reposo, y eliminando con cuidado el esmalte de la superficie, ya que el aceite flota sobre esta, dejando una especie de espuma negra flotando.  Balsetas producidas por partículas de polvo. Son fácilmente identificables porque después de cocidas se ve sobre el fondo de la balseta una pequeña partícula. Se eliminan tapando la línea en la zona donde el esmalte está seco.  Balsetas propiamente dichas. A veces la superficie de los esmaltes brillantes, particularmente blancos de zirconio, presentan balsetas. Este defecto se presenta como una leve depresión de forma circular, cuyas dimensiones son mayores que el pinchado, pero raramente sobrepasan los 3 – 4 milímetros de diámetro. En ciertos casos en el centro de la depresión hay una zona mate similar a un diminuto disco o coronita. El efecto se asemeja al producido por una partícula sólida que cae sobre una superficie fangosa muy fluida. Raramente el defecto es visible antes de la cocción aunque, a veces, se puede ver cuando la pieza esmaltada está acabando de secarse, pero aún así no es seguro poderlas ver. Una razón de surgir tales imperfecciones es encontrarse gránulos de frita con una granulometría superior a la del resto del esmalte. Habitualmente se debe a un tamizado imperfecto y estos gránulos tienen un comportamiento anómalo respecto a las masas vítreas circundantes. Otra causa que puede originar este defecto son las sales solubles, como ya hemos vista anteriormente, provenientes del soporte o de fases no homogéneas. Estas sales solubles tienen la tendencia a emigrar junto con el agua en la fase de evaporación. La sucesiva agregación por nucleación puede explicar la existencia de zonas circunscritas con una alta concentración de estas sales solubles. La composición extremadamente diferente de estas á reas es la causa natural de anomalías en la fusión, durante la cocción del esmalte  Cráteres, que son debidos a un defecto del soporte, esté cocido o crudo. Este defecto se produce como consecuencia de tener poros el soporte. Se elimina añadiendo mas agua, o en algunos casos, cuando la porosidad es muy grande con un engobe de baja densidad aplicado a disco, pistola o bomba de presión.

 Puntos negros y manchas negras, debidos a contaminación del esmalte o por un mal tamizado. Se produce cuando caen en el esmalte cuerpos extraños, durante el proceso de esmaltado o de recirculación. Se elimina volviendo a tamizar el esmalte, aunque a veces no se pueden eliminar los puntos negros por tamizado. En este caso es mejor usar un esmalte no contaminado.  Incorrecta aplicación del esmalte, cuando el esmalte no está repartido uniformemente por una mala aplicación del mismo. Suele estar provocado por una incorrecta caída del esmalte, aunque no haga rayas u ondulaciones, pero sobre todo por una mala nivelación de las correas de transporte. Se elimina nivelando la lengua y/o las correas.

4.2.-DEFECTOS PROVOCADOS POR LAS CABINAS DE DISCOS Los principales defectos son:  Gotas no centrifugadas en el disco que caen sobre la pieza. Este defecto se presenta en esmaltes poco viscosos, con excesiva alimentación y con un sistema de insuficiente aspiración. 

Grumos. Es el mismo defecto de gotas pero en cantidad mayor

 Discontinuidad en el tiempo de la aplicación, ya como peso o como textura. Puede ser causado porque la alimentación sea irregular, o porque existan grumos en el esmalte que obstruyan parcialmente el tubo de alimentación o bien por variación de viscosidad en el esmalte.  Desuniformidad de aplicación en sentido transversal al movimiento de la pieza. Este inconveniente es congénito al sistema y se acentúa cuando disminuye la distancia del disco a la pieza y la longitud de la pieza a aplicar. También puede ser debido la orientación del centro del canal de distribución al centro del disco.  Rayas en sentido longitudinal. Casi siempre son debidos a una velocidad inadecuada de las correas. Se corrige acoplando la velocidad de la cinta.

4.3.- DEFECTOS MÁS IMPORTANTES DE LA PISTOLA. Los principales defectos son: 

Gotas, que se producen por condensaciones en las cabinas, debido a una mala aspiración o por demasiado tiempo de utilización sin limpiarlas. Se elimina limpiando con agua las cabinas. Hoy en día existen productos especiales que consiguen retrasar este fenómeno.



Grumos, es el mismo fenómeno, pero más aumentado. Se elimina del mismo modo.



Obturación parcial o total de las boquillas, perdiendo peso y creando tonos. Existen ciertos aditivos que incorporados en pequeñas dosis eliminan o retrasan este fenómeno.



Contaminación de la zona circundante a la cabina de pistolas, que puede afectar a otras aplicaciones, reduciéndose el porcentaje de primera clase. Manchas de aceite, si el aire comprimido usado no está bien filtrado o la instalación no es muy buena.



Actualmente se ha desarrollado un tipo de cabinas autolimpiantes que han eliminado los Problemas de gotas, además de recuperar casi todo el esmalte, contaminando menos.

4.4.-DEFECTOS PRODUCIDOS POR APLICACIÓN DE ESMALTES EN SECO

Los principales defectos son: 

Incorrecta aplicación de la cola, que se producen cuando la cola para el pegado de la granilla está demasiado seca, debido a una distancia muy grande entre la aplicación de esta y la granilla, que produce falta de adherencia de material en los bordes, falta de material por demasiada aspiración de la granilladora. Son fáciles de corregir, simplemente modificando la cola usada o la cantidad aplicada.



Rayas, provocadas por grumos que no dejan pasar la granilla.



Granilla remangada en la cocción, este defecto es debido a la cola. Se corrige cambiando el tipo de cola.



Ribete, que es un exceso de material en un borde de la pieza. Si se produce en dos cantos continuos produce el defecto de estrella.



Carga irregular de la granilla, causada por un desnivel de caída de la granilla o desnivel del paso de la granilla.



Falta de material por haber ventiladores con exceso de presión de aire que arrastran la granilla. Si la cantidad de granilla aplicada es muy grande puede convenir poner una aplicación de cola o de esmalte después de la aplicación de granilla, para evitar que se pueda perder.



Falta de material en los bordes de las piezas, por desprendimiento o debido al uso de rascadores.



Infundidos por ser el material demasiado refractario, siendo casi siempre un defecto del fabricante del producto.



Falta de granilla si antes del horno existe un secadero, que seca demasiado la cola, que puede perderse con cualquier ventilador en marcha antes de la entrada en el horno, o incluso por la aspiración del extractor de gases.



Tonalidad, sobre todo en granillas de varios colores, por diferencia de densidades, que hacen que se produzcan dispersiones del granulado.

4.5.- DEFECTOS DE APLICACIÓN SERIGRÁFICA. Pantalla sucia. La pantalla se ensucia durante el proceso de fabricación por diferentes motivos: 

Por estar trabajando continuadamente, debiendo cada cierto tiempo proceder a limpiarla, con una esponja humedecida con agua. La primera pieza después de la limpieza debe ser descartada.



Por rayas provocadas por la espátula, en este caso debe limpiarse como en el caso anterior, pero antes de empezar a trabajar debemos ajustar la espátula para que no se siga produciendo. Hay que descartar la primera pieza.



Por pegados de pantalla, que se producen cuando llegan piezas demasiado húmedas o por fallos del fijador. Se debe limpiar como ya sabemos, si es por piezas demasiado húmedas. Si es por fallos del fijador debemos comprobar que la aplicación es correcta, porque podría haberse embozado la pistola del fijador o bien añadir mas cantidad de este, pero con prudencia porque un exceso de fijador puede ser perjudicial.



Poros en la pantalla, que se producen por una incorrecta elaboración de pantalla o por desgaste después de un cierto tiempo. En este caso se debe corregir el poro con emulsión serigráfica o esmalte de uñas, y si no es suficiente proceder al cambio de pantalla, sobre todo en modelos que acusan los poros.



Salpicaduras de tinta. En este caso hay que ver que la cantidad de tinta que tiene la pantalla no es excesiva o que las características reológicas son las adecuadas. Si estas son correctas conviene poner unos topes en los laterales para subsanar este problema.



Error de tinta, refiriéndonos a la densidad, viscosidad y composición de las tintas. Se debe ajustar la densidad y viscosidad y sino es posible usar una partida diferente que si reúna estas condiciones.



Equilibrado de la pantalla. Si la pantalla no está equilibrada correctamente se pueden producir diferencias de tono de un lado al otro. También es necesario comprobar que la pantalla esté a la distancia precisa para evitar encharcamientos (pantalla demasiado cerca) o deposito excesivo de tinta (pantalla demasiado alejada), que producen impresiones irregulares del diseño.

4.6.- DEFECTOS PRODUCIDOS POR LA PROPIA MAQUINA DE ESMALTAR

Los principales defectos son:



Rozaduras. El principal defecto producido por la maquina esmaltadora son la rozaduras, que pueden producir piezas de baja calidad. Estas rozaduras se producen principalmente en las guías, en los compensadores que hay antes de los cabezales serigráficos y en las pantallas serigráficas. Se eliminan regulando mecánicamente las guías, los compensadores o aumentando la distancia entre las piezas y las pantallas serigráficas.



Cantos mal fregados o limpiados. Los cantos mal fregados suponen un defecto por dos motivos, el primero es debido a que pueden producir bajas durante la cocción, ya que se si la piezas se llegan a tocar durante la cocción, en la zona de fuego, se pegan al enfriarse y se producen dos bajas.

El segundo motivo es que podrían las piezas dar problemas de colocación, ya que los cantos no fregados aumenta la medida del azulejo, tanto más cuanto mayor sea la cantidad de esmalte aplicado. Se corrige ajustando los desbarbadores, para que los cantos queden bien limpios. 

Guías sucias de esmalte. Este fenómeno se produce en las guías cercanas a las lenguas. Se va depositando en las guías, hasta que alcanza un tamaño que produce unas rozaduras en la pieza que, como está recién esmaltada y por lo tanto el esmalte aún no está totalmente seco, causan que esta se quede defectuosa. Se elimina limpiando las guías. Este defecto se puede prevenir limpiando las guías cercanas a las lenguas de campana cada cierto tiempo.

4.7.- DEFECTOS POR UN PRENSADO Y/O UN SECADO INADECUADO Defectos producidos por un prensado y/o secado inadecuado 

Grietas. La aparición de grietas en una pieza de monococción pueden ser debidas a diversos factores:   





Falta de compactación por falta de humedad de la tierra o escasa presión de prensado. Originan grietas durante la manipulación de esta por la línea. Se corrige aumentando la humedad o la presión de la prensa. Excesiva plasticidad de la tierra. Se corrige en la formula, y mientras tanto modificando las características de prensado. Extracción deficiente de la pieza prensada, motivada por una falta de conicidad del alveolo de prensas, extracción violenta, desgaste del molde o inadecuado diseño del lado exterior de la pieza. La causa en el caso de extracción violenta o molde gastado se debe a la expansión que sufre la pieza a la salida del molde, que origina mayores o menores tensiones. Si la humedad es baja o el polvo contiene mucho porcentaje de finos aumenta la expansión. Distribución irregular de la carga, una curva de secado anómala o un mala regulación del secadero. Evidentemente se corrige modificando la carga, la curva de secado o la regulación del secadero.

Pegados a molde. El origen de este defecto está en la adherencia de las partículas de pasta a uno de los platos del molde. El problema aparece cuando afecta a la cara bella de la pieza. Aparece con más frecuencia cuando se utilizan platos de acero, que no están revestidos de caucho. Se favorece con pastas plásticas y con humedades altas. Se minimiza aumentando la temperatura de las resistencias del molde. Se evita limpiando con agua y secando los punzones, pero

para que el defecto no se produzca se debe disminuir el tiempo de limpieza de los punzones. 

Reprensados. El reprensado produce unas zonas en las que se desprende una porción de la pieza, es motivado por la presencia de suciedad adherida a las cuchillas. Se elimina con una limpieza de las cuchillas.



Rebabas. El origen de las rebabas es la holgura excesiva entre el punzón y la matriz del molde. Debe existir una cierta holgura para permitir la salida de aire del molde, pero esta no debe ser excesiva. Se evita cambiando los punzones, o cambiando el molde cuando este está muy desgastado. Siempre hay rebabas, aun con el molde nuevo, pero estas, que son pequeñas, se eliminan cepillando las piezas. Es necesario evitar que estos desprendimientos se peguen a la pieza durante el secado y produzcan defectos superficiales en el esmaltado.



Despuntados, flojos de esquina y flojos. Este defecto tiene su origen en una pasta excesivamente desengrasada, pudiendo acentuarse si se prensa a baja humedad o presión. La solución consiste en aumentar la plasticidad, la presión o la humedad en el prensado.



Televisión o cuadro periférico. Se debe a una proporción excesiva de partículas finas que durante el prensado siguen el movimiento del aire y se concentran en el borde de las piezas. En los productos de monococción, este fenómeno puereducir la adherencia del engobe en los bordes, aumentando la tendencia a desconchar en caso de golpe o durante la cocción. Para eliminar este defecto se deben reducir los finos en la pasta o aumentar la humedad del polvo , si esto es factible, pero la solución rápida es disminuir la velocidad de caída de la traversa.



Ojos. Consisten en pequeñas oquedades de algunas décimas de mm. en la superficie plana de las piezas. Se puede deber a punzones sucios que provocan pequeños agujeros o a grumos en la pasta de prensado, que producen una porosidad puntual inferior. Se elimina en esmaltado con más agua o con un engobe líquido.



Temperatura de salida del secadero. Si la temperatura es muy alta puede producir una evaporación muy rápida del agua del engobe, dando piezas cuyo aspecto es de rebullido. Se corrige añadiendo más agua, antes de la aplicación del engobe, y reduciendo la tª de salida del secadero. Peor es cuando la tª es baja, porque las piezas no secan bastante entre engobe y esmalte, llegando incluso demasiado húmedas a los cabezales serigráficos donde se pega el esmalte a las pantallas. En este caso no hay más remedio que parar la línea de esmaltado y esperar a que suba la tª de las piezas en el secadero.



Diferencia de temperaturas demasiado acusadas, sobre todo en los secaderos horizontales, que hace que el esmaltado sea irregular, por que unas piezas están demasiado calientes y otras demasiado frías,. Es todavía más grave que en el caso anterior. Se debe parar la línea y proceder a la regulación del secadero.

4.8.- DEFECTOS PROVENIENTES DEL ESMALTE A veces sucede que el esmalte no reúne las condiciones precisas y puede producir defectos después de cocido, aunque se comporte bien durante el esmaltado. Los principales defectos que pueden proceder de un esmalte son:



Falta de plasticidad

El término plasticidad para un esmalte, aún siendo impropio, es muy utilizado para designar la capacidad de adhesión al soporte y el comportamiento en secado. Un esmalte tendrá la plasticidad correcta si se adhiere bien al esmalte y además tiene un secado adecuado, llegando las piezas esmaltadas ni muy secas ni muy húmedas a otras aplicaciones, entre otras, la serigrafía. El defecto de falta de plasticidad se manifiesta con un levantamiento del esmalte sobre los bordes de partes del esmalte. En crudo es difícil detectar el problema porque se manifiesta en las primeras fases de la cocción. O bien cuando los boxes de material están demasiado tiempo en reposo, como puede suceder los fines de semana en las fábricas que tienen un parque muy grande, y por lo tanto, no deben esmaltar el fin de semana. Cuando comienzan las primeras acciones de fusión del esmalte, como no está bien adherido al soporte tiende a aglomerarse. En monococción es necesario recurrir a colas tipo carboxilmetilcelulosa (C.M.C.) o similares. Porque no siendo el soporte poroso no hay atracción del soporte al esmalte, que tenderá después a separarse. La adición de C.M.C. es también útil en bicocción donde subsisten problemas de levantamiento de esmalte, sobre todo en los bordes del azulejo, produciendo lo que en algunas fabricas se llamaba peladuras. La plasticidad se puede aumentar adicionando a los esmaltes caolín, en un porcentaje del 8 al 10 %, o bentonita, que no debe superar el 1,1 % porque su capacidad de absorber y retener agua puede volver precario el secado a lo largo de la línea. El caolín y la bentonita tienen un importante papel de suspensionantes, además de aumentar la plasticidad, ya que una correcta suspensión es importante para mantener constante la densidad e impedir la separación de los materiales de granulometría más gruesa, por decantación. 

Exceso o defecto de molturación

El exceso de molturación tiene un efecto negativo en los esmaltes de elevada tensión superficial, como puede ser el blanco de zirconio, en el sentido de provocar un aumento de la misma tensión, hasta provocar verdaderos cortes por retiro del esmalte. En el caso de esmaltes de pavimento el problema es mucho mayor. De hecho es posible cambiar el tipo de efecto de la superficie solamente aumentando la molturación. Muchos son los efectos obtenidos por medio de particulares granulometrías de los componentes. Por ejemplo un rústico de corindón excesivamente molturado tiene una superficie no vitrificada por exceso de refractariedad. Un esmalte cargado con material zirconifero por exceso de molturación da origen a “strapaturas”. Además del substancial cambio superficial el exceso de molturación se acompaña siempre con una mayor capacidad de retención de agua por parte del esmalte y por lo tanto de tener un peor secado, retrasándolo, pudiendo cuasar problemas posteriores en la decoración de la pieza. El efecto de una falta de molturación que se nota en el acabado es una mayor rugosidad superficial, acompañada en algunos casos de “pinchados” (puntinatura o pin hole). La característica que normalmente acompaña a los esmaltes poco molidos es su pésima trabajabilidad, por una fuerte tendencia a la decantación.

El único modo de evitar estos problemas es verificar correctamente el residuo de molturación de todos los molinos, antes de su puesta en producción.

4.9.- DEFECTOS DEL ESMALTADO DESPUÉS DE LA COCCIÓN.

Los principales defectos son: 

Pinchado de los esmaltes.

El defecto de los pinchados de los esmaltes uno de más frecuentes y al mismo tiempo el mas difícil de resolver. Las piezas esmaltadas después de cocidas presentan una superficie más o menos intensamente cubierta de minúsculas balsitas, como pinchazos de aguja (de ahí su nombre en inglés, pin hole). Son el resultado del afloramiento en el vidrio fundido de bolitas de gas, que una vez vencida la tensión superficial del esmalte explotan. En ciertas condiciones estos fenómenos pueden ocurrir sin dejar trazas, porque el esmalte está en condiciones de cerrar las balsitas formadas, pero otras veces no ocurre así. Los parámetros que más influyen en la evacuación del gas son la viscosidad y la tensión superficial del esmalte fundido, a la temperatura de cocción. La viscosidad a la temperatura de maduración es una importante característica que determina la capacidad de distenderse sobre el soporte formando un estrato uniforme. De otro modo, durante la formación del vidrio, la viscosidad determina l facilidad con la cual las oclusiones gaseosas, derivadas de las reacciones que se están realizando, puedan escapar de la masa fundida. Los vidrios más fluidos, menos viscosos, permiten un más completo y rápido alejamiento de los gases englobados en la masa vítrea. En las mismas condiciones de cocción, los vidrios caracterizados por su elevada viscosidad resultan más afectados de los defectos de pinchado porque, retardando la evacuación del gas, disponen de menos tiempo para distenderse y cerrar perfectamente los agujeros que quedan sobre la superficie. También es importante la influencia de la tensión superficial en estos fenómenos. Como frecuentemente ocurre en cerámica el papel jugado por este parámetro es contradictorio. Un esmalte fundido que tenga un valor bajo de tensión superficial deja escapar mejor las bolas de gas desarrollado en el curso de la maduración del vidrio. Por otro lado una alta tensión superficial es preferible para la reabsorción de las bolas residuales durante el enfriamiento. De donde suelen venir estas fastidiosas oclusiones gaseosas: De un fritado defectuoso de las fritas que desarrolla más gases de los normales. De las añadiduras en molienda, como puede ser la C.M.C. De una sobrecocción. De las presencia de sales solubles, que se descomponen a altas temperaturas.

De las reacciones que se producen en la pasta durante la cocción. 

Presencia de azufre.

Los efectos dañinos causados por la presencia de sulfatos en el soporte, de las materias primas, del esmalte, del agua de molturación o de compuestos de azufre presentes en los humos de la combustión en el horno dan lugar a una serie de variada de defectos en el producto acabado. Los más conocidos son: Opalescencia Pinchados. “Rebullits”. Desvitrificaciones (matizaciones) Halos superficiales Retiradas en los bordes de la piezas Estos defectos se presentan con mayor frecuencia en los esmaltes aplúmbicos, que habitualmente tienen una composición claramente más alcalina. Los álcalis se introducen usualmente en los esmaltes, formando parte de las fritas, y si estas fritas no son suficiente ricas en sílice, anhídrido bórico, alúmina o presenten una cierta reactividad debido a un fritado incompleto, puede suceder que los álcalis resulten atacados por los óxidos de azufre presentes. Es presumible que estas reacciones, es decir determinados por el azufre presente en la composición de la pasta o proveniente de los humos, ocurran también en la fase de fritado. Aun no se ha podido determinar con exactitud que tales fenómenos puedan ocurrir, confirmando esta idea. La presencia de anhídridos sulfurosos y sulfúricos provenientes de los humos de combustión varía según las condiciones de cocción. Ambientes oxidantes, particularmente en la fase de cocción, favorecen un desarrollo superior de anhídrido sulfúrico. La presencia de elevadas cantidades de vapor de agua provenientes del secado de las piezas y la descomposición de los hidratos, puede llevar a la formación de ácido sulfúrico, que ataca a los componentes básicos del esmalte, particularmente plomo, calcio, magnesio que no están fuertemente ligados a la sílice u otros componentes ácidos del vidrio. Se consigue una formación de sulfatos muy dañosa porque su descomposición se produce con dificultad y a altas temperaturas. Estas sales habitualmente tienden a formar una película muy sutil sobre la superficie del azulejo, dando lugar a superficies desvitrificadas (matizadas). Si estos compuestos se concentran en zonas restringidas del azulejo, como las esquinas pueden originar arrugamientos del esmalte o “rebullits”. Los fenómenos aquí descritos asumen particular importancia en producciones de monococción rápida, ya que piezas cocidas en ciclos convencionales no presentan estos defectos y cocidos en ciclos rápidos pueden evidenciar halos o “rebullits” del tipo descrito.

La razón de este comportamiento anómalo debe encontrarse probablemente en las diversas velocidades de evacuación del agua de las piezas, durante la primera fase de cocción, ya que provoca un arrastre más acentuado de sales solubles hacia la superficie de la pieza. Además de esto, si añadimos la utilización de tiempos de cocción extremadamente reducidos que durante la maduración del vidrio no permiten una suficiente descomposición de las sales emergidas en la superficie de la pieza y una recombinación correcta con el vidrio. En un intento de analizar estos fenómenos se ha investigado con el auxilio de del microscopio electrónico y microsondas integradas de análisis dlfractométrico de rayos X. Piezas esmaltadas con un esmalte blanco que no presentaba alteraciones apreciables en los valores del pH y del contenido en sulfatos han sido secadas forzando la evaporación de agua a través de zonas circunscritas. Al término del secado en estas áreas eran visibles manchas de color ligeramente más oscuro. Después de la cocción, en estas zonas se evidenciaban burbujas e hinchamientos. El resto de la superficie de la pieza no tenía defectos. Las áreas con y sin defectos fueron analizadas con el auxilio del microscopio electrónico y microsondas. La comparación de los análisis efectuados sobre muestras crudas resalta en las zonas defectuosas la presencia de una elevada concentración de compuestos que contienen azufre (más del 6 %), no estando presente en las zonas no defectuosas. Además se aprecia la presencia de sodio y aluminio en las zonas defectuosas. Sobre muestras se ha probado a efectuar análisis enlas dos zonas (con y sin defectos) con rayos X. Los resultados de estas indagaciones inducen a identificar el origen del defecto con la presencia de sulfato de calcio (yeso). Todo este informe valora la tesis sobre la perjudicial influencia de los sulfatos sobre los esmaltes, aunque todavía no es posible determinar con exactitud de donde provienen estos sulfatos. Presencia de sales solubles. La presencia de sales solubles como sulfatos y carbonatos, que pueden provenir del soporte, del agua de molturación, de los pigmentos, de los aditivos, además del propio esmalte, pueden ser causa de pinchado grueso, pero dichas sales pueden causar otros defectos como balsetas, perdida de brillo, etc.. El pinchado fino o grueso, puede ser debido a causas accidentales como: Contaminación del esmalte durante el ciclo de producción. Retención de aire durante la aplicación Secado imperfecto. Cocción incompleta. Enfriamiento muy rápido (que puede producir también desventado) 

Balsetas.

A veces la superficie de los esmaltes brillantes, particularmente blancos de zirconio, presenta balsetas. Este defecto se presenta como una leve depresión de forma circular, cuyas dimensiones son mayores que el pinchado, pero raramente sobrepasan

los 3 o 4 milímetros de diámetro. A veces, en el centro de la depresión hay una zona mate como un diminuto disco o coronita.. El efecto se asemeja al producido por una partícula sólida que cae sobre una superficie fangosa muy fluida. Raramente el defecto es visible antes de la cocción aunque, a veces, se puede ver cuando la pieza esmaltada está acabando de secarse. Una razón es de encontrarse gránulos de frita con una granulometría superior a la del resto del esmalte. Habitualmente esto se debe a un tamizado imperfecto y estos gránulos tienen un comportamiento anómalo respecto a las masas vítreas circundantes. Otra causa es las sales solubles provenientes del soporte o de fases no homogéneas. Estas sales solubles tienen tendencia a emigrar junto con el agua en la fase de evaporación. La sucesiva agregación por nucleación puede explicar la existencia de zonas circunscritas con una alta concentración de estas sales solubles. La composición extremadamente diferente de estas áreas es la causa natural de anomalías en la fusión, durante la cocción del esmalte. Otro motivo puede ser la contaminación por aceites minerales provenientes de los agitadores de los depósitos, que se han emulsionado con el esmalte. En este caso es suficiente dejar reposar el esmalte y eliminarlo cuando todo el aceite esta sobrenadando en la superficie. Pero es necesario revisar el reductor de velocidad del agitador, para evitar eventuales perdidas de aceite. Una última causa de estas balsetas es una desuniformidad de absorción de agua por parte de soporte que causa diferentes espesores de esmalte, que si son de elevada viscosidad en la fusión, no son capaces de aplanarse en esta.

4.10.- RESUMEN DE LOS DEFECTOS DEL ESMALTADO.

DEFECTO

1. Tendencia del esmalte a decantarse

2.- Secado dificultoso del esmalte sobre el soporte

CAUSA

SOLUCION



Fritas muy ricas en álcalis y/o plomo (soluciones básicas)



Introducir ácidas para conseguir un pH neutro





Exceso de materias primas con granulometría gruesa o peso específico muy alto

Aumentar los suspensivantes, como caolín y bentonita



Exceso de materias plásticas.



Disminuir las materias plásticas, como caolín, colas, etc.



Molturar menos el esmalte.



 3.- Escasa adherencia en crudo sobre el esmalte

Granulometría muy fina

Esmalte magro (poco plástico)

 

Aumentar la plasticidad añadiendo caolín Añadir un caolín más plástico

 Molturar más el esmalte. Añadir más C.M.C. en el esmalte

 4.- Retiro del esmalte después de la cocción

Alta tensión superficial del esmalte

 



Fritas mal fundidas



Esmaltes muy alcalinos (fundentes)



Presencia de carbonatos y sulfatos en el soporte

5.- Pinchados

Utilizar un esmalte más fundente. Molturar menos el esmalte.



Disminuir el espesor del esmalte (gramaje



Cambiar la frita por otra igual bien fundida.



Usar esmaltes menos fundentes, o endurecer el esmalte.



Engobar mejor las piezas, con mayor cantidad de engobe.

4.11.- DEFECTOS DEL ESMALTE DESPUÉS DE LA COCCIÓN.

Ojo ("ullet")

Defecto de bizcocho varía según la fusibilidad del esmalte aplicado

Volcán

Defecto de esmalte son granos de frita poco molidos

Esmalte remangado

Fallo de tensión superficial o pieza con polvo de prensado

Burbuja superficial

Impureza combustible contenida en el esmalte

Burbujas ocluidas en el esmalte

Mala desgasificación en la cocción, o impurezas combustibles en el esmalte

Balsetas

Defecto producido durante el esmaltado

Pinchados o pin-hole

Contaminación del soporte Frita mal fundida Mala desgasificación

Grumos

Contaminación externa después de esmaltado

Manchas negras

Contaminación interna en el esmalte

Puntos negros

Contaminación interna en el esmalte

ANEXO IDEAS BÁSICAS DE REOLOGÍA 1.- DEFINICIÓN DE REOLOGÍA. 2.- VISCOSIDAD DE UNA SUSPENSIÓN. 3.- DEFINICIÓN DE VISCOSIDAD Y FLUIDEZ. 4.- VARIACIÓN DE LA VISCOSIDAD CON LA TEMPERATURA. 5.- UNIDADES DE MEDIDA DE LA VISCOSIDAD. 6.- MEDIDA DE LA VISCOSIDAD. 7.- MODIFICACIÓN DE LA VISCOSIDAD DE UNA SUSPENSIÓN 8.- SUSPENSIONES. 9.- TIPOS DE SUSPENSIONES. 10.- FLOCULACIÓN Y DEFLOCULACIÓN. 11-. FLOCULANTES Y DEFLOCULANTES. 12.- SOBREFLOCULACIÓN. 13.- DIAGRAMAS DE DEFLOCULACIÓN. 14.- LAS SUSPENSIONES CERÁMICAS Y SU REOLÓGIA. 15.- LIMITE DE FLUIDEZ. 16.- CONCLUSIONES.

IDEAS BÁSICAS DE REOLOGÍA

1.- DEFINICIÓN DE REOLOGÍA Se define con el termino “reología” aquella rama de la físico–química que estudia el origen, la naturaleza y las características de deformación de los cuerpos bajo la acción de fuerzas exteriores. En el caso de las baldosas cerámicas nos limitaremos a estudiar las propiedades de flujo de las suspensiones de esmalte y de arcillas. Las propiedades reológicas que más nos interesa estudiar son, en este caso particular, la viscosidad de las suspensiones, su comportamiento cuando están trabajando y las correcciones que necesitamos hacer.

2.- VISCOSIDAD DE UNA SUSPENSIÓN. Cualquier suspensión usada en cerámica (esmalte, engobe, tinta serigráfica o barbotina) tiene una serie de propiedades reológicas, de las cuales nosotros nos limitamos a medir su densidad (con un picnómetro, generalmente) y viscosidad (medida en segundos de Copa Ford o, a veces, centipoises). No vamos a entrar en la definición de densidad , demasiado conocida, y nos vamos a centrar en la viscosidad.

3.- DEFINICIÓN DE VISCOSIDAD Y FLUIDEZ Todos sabemos que cuando se hace girar un vaso con un liquido, al cabo de un cierto tiempo todo él líquido gira también. Es evidente que el movimiento del vaso se transmite a las diferentes capas de liquido. Estas no resbalan unas sobre otras, sino que, por existir un rozamiento, cada una arrastra a la que esta en contacto, transmitiéndole el movimiento. Para poner en marcha este movimiento hace falta aplicar una fuerza, llamada fuerza tangencial, que producirá un movimiento en el lÍquido. La cantidad de fuerza que debemos aplicar para alcanzar este movimiento, dependerá de: -

Del coeficiente de viscosidad del liquido, lo que nosotros llamamos viscosidad. De la velocidad que queramos alcanzar. De la cantidad del fluido.

Sea un liquido situado entre dos laminas planas y paralelas de superficie S, separadas entre sí por una distancia x y se mantiene en movimiento la lamina inferior, con una velocidad constante v, como podemos ver en la figura 1, la fuerza necesaria para mantener el movimiento de la lámina será:

F    S

v x

siendo:

F fuerza necesaria para mover el fluido.

 coeficiente de viscosidad.

S superficie de las capas. v velocidad relativa de las dos capas. x distancia entre las dos capas.

S

x

v(x) v

S

F

FIGURA 1

Viscosidad es la resistencia que muestran a fluir las moléculas de los fluidos a desplazarse unas sobre las otras. Se puede considerar como un rozamiento interno de los fluidos. Se define por el coeficiente de viscosidad  que es la fuerza por unidad de superficie necesaria para mantener una diferencia de velocidad entre dos capas paralelas de liquido, separadas 1 cm.. Los fluidos que tienen coeficientes de viscosidad bajos se dicen que son movibles, ya que fluyen fácilmente. El recíproco del coeficiente de viscosidad se llama Fluidez que se representa por símbolo, que nos indica la facilidad con que un fluido se puede mover. Existen dos tipos de viscosidad: - La viscosidad absoluta o dinámica (  ), que es la fuerza por unidad de superficie con la cual se opone el fluido a moverse, alcanzando una velocidad relativa, con respecto a otra superficie próxima. - La viscosidad cinética ( ), que es la relación entre la viscosidad absoluta y la densidad. Quiere esto decir que la viscosidad depende entre otras cosas de la densidad del fluido. La relación que existe entre la viscosidad absoluta y la cinética es:



siendo:





= 

la densidad del fluido en cuestión

4.- VARIACIÓN DE LA VISCOSIDAD CON LA TEMPERATURA La viscosidad de un líquido sufre variaciones con los cambios de temperatura, de modo que cuando se calienta disminuye su viscosidad, y en los gases aumenta la

viscosidad con el aumento de la temperatura. La variación de la viscosidad con la temperatura puede ser representada con la ecuación:

T   log AeB/RT Siendo:

A y B son constantes de cada fluido e es el valor de numero e R es la constante de los gases T la temperatura en grados Kelvin.

En la siguiente tabla se dan los valores de las constantes de algunos líquidos:

-log A ( A en poises) Acetona

B (J mol

1

)

Rango Tº (K)

3.89

7740

183-273

4.07

11530

273-347

Alcohol etílico

4.49

14380

273-343

Agua

5.37

18950

273-293

Agua

4.93

16480

293-313

Agua

4.42

13670

313-373

Acido sulfúrico

4.96

24810

303-363

Mercurio

2.25

250

273-373

Silicato de plomo

35

600000

620-770

Esmaltes típicos

0.7 a 5.5

55000-230000

1020-1570

Tetracloruro de carbono

Una rápida estimación de la variación de la viscosidad con la temperatura se puede obtener usando la siguiente formula:

d   B   B   dT RT 2 8T 2

El signo menos significa que la viscosidad disminuye cuando aumenta la temperatura. Así para el agua a 20º C (298º K):

d  1.0  16.500   0.023 cP/K dT 8  3002 A continuación incluimos en la figura abajo la variación de la viscosidad con la temperatura de un esmalte:

5.- UNIDADES DE MEDIDA DE LA VISCOSIDAD

Las unidades de medida de la viscosidad son: 9.5.1.- Viscosidad absoluta o dinámica (  ). La viscosidad absoluta se mide en poises (P) en el sistema c. g. s. y en Pascales.segundo (Pa.s) en el Sistema Internacional. Como el poise es una medida demasiado grande se suele gastar el centipoise (cP), que es una medida más practica. Para hacernos una idea la viscosidad del agua a 20º C es de 1 centipoise. 9.5.2.- Viscosidad cinética ( ). La viscosidad cinética se mide en Stockes (St), aunque normalmente se usa el centiStockes (cSt) En el Sistema Internacional se usa metro cuadrado dividido por segundo (m2/seg.) Además de estas unidades, se pueden usar para medir la viscosidad: -

En Europa En U.S.A En Gran Bretaña

grados Engler grados Saybolt grados Redwood

Como existen diversas maneras de expresar la viscosidad, para evitar problemas incluimos una tabla de conversión de viscosidades, para poder saber cual es la viscosidad con que estamos trabajando.

6.- MEDIDA DE LA VISCOSIDAD

TIEMPO CRITICO

PARA CONVERTIR

EN

FACTOR

Stokes

Poises

Multiplicar por la densidad

=

Poises

Stockes

Dividir por la densidad

=

Segundos de Copa Ford 4

Stockes

Dividir por 27

23 segundos

Segundos de Copa Ford 3

Stockes

Dividir por 41,7

34 segundos

Grados Engler

Stockes

cSt = 7.71E – 7.3/t

18 segundos

Saybolt Furol

Stockes

Multiplicar por 21

17 segundos

Saybolt Universal

Stockes

cSt = 0,22t – 180/t

70 segundos

Redwood

Stockes

cSt = 0,251t – 150/t

320 segundos

La viscosidad se puede medir con viscosímetros y según el tipo de viscosmetro utilizado será diferente obteniendo una unidad u otra. De las maneras de medir la viscosidad citaremos:

TIPO DE VISCOSIMETRO

MÉTODO DE MEDIDA

UNIDAD DE VISCOSIDAD

Capilar (Ostwald)

Valor del flujo del fluido a través de un tubo capilar, usando la formula de Poiseuille

CentiStockes (cSt)

Esfera descendente

Tiempo de caída de una bola de metal a través de un líquido, utilizando la formula de Stockes

CentiPoises (cP)

Copa Ford

Tiempo empleado en la caída del flujo a través de un orificio de dimensiones standar

Segundos.

Rotacional

El efecto de amortiguación del fluido en movimiento en un péndulo suspendido a torsión o rotación

CentiPoises (cP)

Los más usados en cerámica son la copa Ford y el viscosímetro rotacional.

7.- MODIFICACIÓN DE LA VISCOSIDAD DE UNA SUSPENSIÓN

Cuando queremos modificar la viscosidad de una suspensión existen dos posibilidades: 1.- Aumentar la viscosidad la suspensión. 2.- Disminuir la viscosidad de la suspensión. 1. Para aumentar la viscosidad de una suspensión se puede hacer: a.- Si queremos modificar la viscosidad aparente, podemos aumentar la densidad, excepto con barbotinas ya preparadas, que necesitarán mucho tiempo para poder eliminar el agua sobrante. b.- Añadiendo cualquier compuesto que nos aumente la viscosidad absoluta, que es lo que realmente se hace cuando se está trabajando en la línea. Los productos más utilizados son: C.M.C. o CarboxiMetilCelulosa. La C.M.C. se adiciona a los esmaltes para conseguir: 1. Mejorar la adherencia en crudo del esmalte al soporte en monococción, ya que este está crudo y caliente, sufre notables variaciones dimensionales y podría llegar a la fisura y/o despegado del esmalte del soporte o de otras capas de esmaltes, engobe, aplicados anteriormente. 2. Regular la velocidad de evaporación del agua contenida en el esmalte, si esta evaporación es muy rápida puede causar burbujas. 3. Regular la viscosidad del esmalte, para una buena aplicación en las lenguas de campana, evitando la formación de olas y rayas. La adición de C.M.C. a un esmalte aumenta su viscosidad y su comportamiento pseudoplástico, en función del peso molecular de esta. La C.M.C. usada en cerámica es la sal sódica de la carboximetilcelulosa, cuya formula es:

H

H

OH

C

C

OH

H

C



H O

C

O

CH ONa

H

Es un polímero aniónico de cadena lineal, el grupo carboxilo hace al producto soluble en agua. Su peso molecular y su viscosidad dependen de la longitud de la cadena. Se pueden obtener soluciones acuosas de C.M.C. desde 2 a 1.000 centiPoises. Incluimos una lista de algunas C.M.C. de una empresa suministradora del sector.

TIPOS STANDARD DE CARBOCEL PURIFICADOS Tipo

Concentración en %

Viscosidad en cP

MA 350

1

2500 – 4500

MA 200

1

1500 - 2500

MM 500

1

3000 - 6500

MM 250

2

1000 – 3000

MM 75

2

500 - 1000

MM 35

2

200 - 500

MM 15

2

100 - 200

MM

8

2

50 - 100

MM

3

2

20 - 50

Otras características: Grado de sustitución Humedad Pureza PH

0,65 – 0,80 máximo 8 % mínimo 98 % 6,5 – 8,5

Efectos de la C.M.C. en las suspensiones de esmaltes, C.M.C. de baja viscosidad, que se comportan como ligeros fluidificantes, ralentizan poco la eliminación de agua y tienen un menor poder aglutinante. C.M.C. de alta viscosidad, que aumentan el efecto sedimentante, ralentizan la eliminación de agua y tienen un mayor poder aglutinante.

Como guía puede considerarse válido el siguiente cuadro sinóptico:

Tipo de producción

Tipo de C.M.C.

Porcentaje

BICOCCIÓN

Baja viscosidad

0,10 – 0,20 %

MONOCOCCIÓN POROSA

Baja-media viscosidad

0,30 – 0.60 %

GRES DE MONOCOCCIÓN

Media-alta viscosidad

0,10 – 0,30 %

Las C.M.C. sufren un proceso de degradación que se manifiesta en una pérdida de las propiedades aportadas a las suspensiones de esmalte y una disminución de viscosidad en el tiempo. Este proceso se ve afectado por: 

Reactividad química.

Las colas se degradan en medios en los que abundan los cationes divalentes, como calcio y magnesio, trivalentes, como el hierro y medios muy ácidos. 

Temperatura.

Altas temperaturas como puede ser una excesiva molturación o almacenaje en sitios calurosos, provocan la destrucción de la cadena, además del incremento de la solubilidad de fritas y materias primas, con la consiguiente presencia de cationes que favorecen la degradación.



Agitación.

La agitación de la suspensión provoca la degradación delas colas, debido a que produce la rotura de las cadenas que las forman y a que aumenta la temperatura de las suspensión. 

Acción bacteriológica.

La acción bacteriológica produce la fermentación del C.M.C. destruyéndola. Este efecto se puede compensar añadiendo bactericidas, sobre todo en verano o si los esmaltes tienen un tiempo muy largo de almacenamiento.

Bentonita. Las bentonitas son arcillas montmorilloníticas y por lo tanto aumentan la plasticidad. Las bentonitas se emplean en suspensiones cerámicas como suspensionante para evitar la sedimentación. Aumentan la viscosidad de las suspensiones para cualquier gradiente de velocidad, aunque el efecto es mayor a bajos gradientes, aumentando la pseudoplásticidad. La bentonita tiene un comportamiento tixótropico y pseudoplástico. No se debe utilizar en un porcentaje superior al 1 %, porque crea problemas de retención de agua, pudiendo producir problemas de secado, o de explosiones en el horno, durante la cocción, o incluso problemas de desgasificación en los esmaltes.

Sal común o cloruro sódico. La sal común actúa espesando la suspensión, con un efecto equivalente al de un floculante, es decir aumentando la viscosidad y disminuyendo la tendencia a la

sedimentación. No está muy claro el mecanismo de actuación de la sal común, pero evidentemente cumple su objetivo. Es peligrosa la adición de sal común, porque puede producir “pinchados” en el esmalte Para disminuir la viscosidad de una suspensión se puede hacer: Disminuir la densidad del la barbotina. Para ello se añade agua al esmalte, o vehículo a las tintas decorativas, sobre todo cuando la densidad y viscosidad es elevada. Añadir defloculantes, que son productos que rebajan la viscosidad sin modificar, sensiblemente, la densidad. De los defloculantes hablaremos más extensamente en capítulos posteriores.

8.- SUSPENSIONES Cuando se mezcla un sólido con un fluido puede pasar: a.- Que se produzca una disolución. b.- Que se produzca una disolución coloidal. c.- Que se produzca una suspensión. d.- Que sean inmiscibles. En el caso concreto de la cerámica cuando se mezcla en un molino esmalte, aditivos y otras materias con agua formamos una suspensión. Lo mismo sucede con las formulaciones molidas por vía húmeda de arcillas y otros componentes con agua, formando lo que llamamos barbotina. Cuando procedemos a descargar cualquier molino, los controles que se realizan, son: Control de densidad. Control de viscosidad. Control de rechazo. Estamos realizando controles reológicos de estas suspensiones.

9.- TIPOS DE SUSPENSIONES

Existen varios tipos de suspensiones, según su comportamiento:

a.- Fluidos Newtonianos. b.- Fluidos no Newtonianos

b.1.- Fluidos pseudoplásticos b.2.- Fluidos dilatantes. b.3.- Fluidos plásticos de Bingham. Para definir como se comporta cada suspensión, recordaremos la formula viscosidad:

F    S

de la

v x

Esta fórmula se puede explicitar la tensión de cizalladura de la siguiente manera:

F v  S x Esto quiere decir que para que una suspensión adquiera un cierto gradiente de velocidad, la tensión (fuerza ) que debemos aplicar será proporcional a la viscosidad de esta. Como podemos ver en la figura 7, representamos en el eje de las abcisas el gradiente de velocidad y en las ordenadas la tensión de cizalladura, obteniendo los reogramas de los fluidos citados. Los fluidos Newtonianos se caracterizan por tener una viscosidad que es característica del fluido y solo depende de su composición y temperatura. En el reograma de la figura 3 vemos que el gradiente de velocidad es proporcional al esfuerzo aplicado, incluso en valores muy pequeños. Los fluidos no Newtonianos son aquellos cuyo comportamiento se aleja de la ley de Newton. En este tipo de fluidos la viscosidad ya no es una característica del fluido y no depende solamente de la composición y temperatura, sino también de otros parámetros, como pueden ser la agitación o el tiempo. Su representación en el reograma bastará para describir completamente su comportamiento reológico. Cada punto del reograma corresponderá a una medida de la viscosidad aparente.

Los fluidos no Newtonianos se pueden clasificar en dos subgrupos: a.- Fluidos cuyo comportamiento depende de la agitación, como son los fluidos pseudoplásticos, dilatantes y plásticos de Bingham. En cerámica las tintas serigráficas, los esmaltes y las barbotinas de arcilla son ejemplos de fluidos pseudoplásticos. b.- Fluidos cuyo comportamiento depende del tiempo. Tenemos en este grupo los fluidos tixotrópicos y los reopéxicos. b.1.- Fluido tixotrópico es aquel cuya viscosidad aumenta con el tiempo cuando el fluido está en reposo. El comportamiento tixotrópico es muy frecuente en las barbotinas, engobes y esmaltes. De hecho las suspensiones arcillosas muy concentradas pueden perder toda su fluidez y evolucionar a un estado casi rígido (gelificación), si permanecen mucho tiempo en reposo, para volverse fluidas otra vez después de una agitación. Puede caracterizarse el comportamiento dependiente del tiempo de las suspensiones mediante la medida de la viscosidad, variando la agitación en sentido ascendente y después en sentido descendente, obteniéndose un reograma del comportamiento. Se obtienen dos curvas diferentes, una para el tramo ascendente y otra para el descendente. FIGURA 4

FIGURA 5

El área comprendida entre las dos curvas nos definirá el comportamiento tixotrópico de una suspensión. Ver las figuras 4 y 5 donde se representa el reograma de una suspensión b.2.- Fluido reopéxico es aquel que la viscosidad disminuye con el tiempo. No es frecuente en cerámica.

10.- FLOCULACIÓN Y DEFLOCULACIÓN A veces decimos que una suspensión está floculada o defloculada. Una suspensión está floculada cuando sus partículas tienden a aglomerarse (formando “flocs”), y una característica de esa floculación es que se produce un “espesamiento” de la suspensión, que se traduce en un aumento de la viscosidad. El caso contrario es

cuando las partículas se rechazan entre ellas por lo que la suspensión es fluida, y por lo tanto la viscosidad aparente disminuye. De aquí vienen los nombres floculantes y defloculantes, usados, como su nombre indica, para flocular o deflocular una suspensión. La pregunta es: ¿Porque unas suspensiones floculan y otras se defloculan?. Para las arcillas puede explicarse con bastante claridad, tomando como base de partida la existencia de una carga eléctrica negativa en sus partículas. Esta carga es muy intensa en los puntos muy cercanos a la partícula, pero a medida que nos alejamos, pierde intensidad esta carga debida a la presencia de iones positivos absorbidos. En torno a cada partícula existe, como se ha indicado anteriormente, un gradiente de potencial (llamado Potencial “Z”). Parte del agua que rodea a la partícula de arcilla está libre y parte ligada, creándose unas fuerzas de atracción o repulsión entre las partículas, de manera que si las fuerzas de atracción predominan a las de repulsión se aglomeran floculándose la suspensión, y si es al revés la suspensión se deflocula.

Ver en la figura 6, un esquema del comportamiento de las suspensiones.

FIGURA 6

En los sistemas floculados las partículas se atraen unas a otras por fuerzas pequeñas, pero persistentes y el agrandamiento de tamaño de la partícula resultante hace que la sedimentación se produzca con una mayor rapidez y se obtenga una capa de sedimentación más voluminosa. En los sistemas defloculados las partículas individuales tienen libertad para moverse independientes unas de otras, por consiguiente, sedimentan muy lentamente, si es que sedimentan.

11-. FLOCULANTES Y DEFLOCULANTES

11.1.- Floculantes. Son aditivos que disminuyen las fuerzas repulsivas, y por lo tanto las partículas tienden a aglomerarse, floculándose la suspensión. Son agentes floculantes: 1. Los ácidos fuertes, como clorhídrico (salfuman), ácido nítrico, ácido acético (vinagre), etc. 2. Las bases polivalentes, como el hidróxido de cal, de bario, amoniaco, etc. 3. Sales derivadas de bases débiles, como puede ser el cloruro de cal, que fue el primer floculante utilizado en cerámica, el sulfato de magnesio, etc. 4. Las sales derivadas del amoniaco, como por ejemplo el sulfato amónico, etc. 5. Ciertos compuestos orgánicos, como, por citar un ejemplo el stelmmittel.

11.2.- Defloculantes. Son aditivos que aumentan las fuerzas atractivas, y por lo tanto las partículas tienden a separarse. Son agentes defloculantes: 1. 2.

3. 4.

5.

Las bases monovalentes, como el hidróxido sódico, potásico, etc. El carbonato sódico, que actúa como las bases, pero tiene la ventaja que su poder defloculante viene potenciado por la formación de compuestos insolubles de carbonato cálcico. El silicato de sodio. Los polifosfatos, como el trípoli fosfato sódico, el hexametafosfato sódico (más conocido como calgón), que presentan un mecanismo de quimiabsorción que conduce a la formación de aniones complejos, lo que aísla unas partículas de otras. Son peligrosos cuando se añaden en porcentajes altos, sobre todo en los esmaltes, ya que pueden producir pinchados durante la cocción. El ácido acrílico y los poliacrílatos. Este tipo de defloculantes son los que venden las casa de aditivos cerámicos con diferentes nombres comerciales. Son muy enérgicos, pero tienen la ventaja que desaparecen en la cocción.

12.- SOBREFLOCULACIÓN Un exceso de defloculante puede producir el efecto contrario, es decir el retorno a una condición floculada de la suspensión. Este fenómeno se conoce como sobrefloculación y se debe a que el exceso de cargas positivas alrededor de las negativas de la partícula altera el equilibrio establecido entre cargas de distinto signo y al aumentar la carga positiva, la carga negativa se manifiesta de un modo menos intenso y el Potencial “Z” disminuye.

13.- DIAGRAMAS DE DEFLOCULACIÓN No todos los defloculantes son igualmente eficaces. Así adiciones sucesivas de un defloculante conducen a un mínimo de viscosidad, para una determinada suspensión y este mínimo es diferente para otros defloculantes. Los diagramas de defloculación (figura 7) representan gráficamente la variación de la viscosidad aparente de las suspensiones (ordenadas) con el porcentaje de defloculante añadido (respecto al total del sólido añadido). Tienen gran importancia en la caracterización de defloculantes y en la elección del defloculante adecuado y optimización de proceso de aquellas etapas de proceso de producción en las que intervienen suspensiones, como engobes, esmaltes, barbotinas, tintas serigráficas. El mínimo de viscosidad que se puede alcanzar depende del contenido en sólidos de la suspensión y de la dureza del agua (mg. de carbonato cálcico / litro) empleada en la preparación de la suspensión.

FIGURA 7

14.- LAS SUSPENSIONES CERÁMICAS Y SU REOLOGIA.

Las barbotinas cerámicas, engobes, esmaltes etc., son suspensiones concentradas de partículas, por lo que sus propiedades dependerán de: 14.1.- Contenido en sólidos Se representa habitualmente como la relación entre el peso de sólidos y el peso de la suspensión. En suspensiones con bajo contenido en sólidos las partículas están alejadas entre ellas, por lo que las interacciones son débiles y por lo tanto la viscosidad es baja. Cuando se añade una elevada proporción de partículas sólidas a un liquido newtoniano, la mezcla se hace marcadamente pseudoplástica y la viscosidad aumenta independientemente del gradiente de velocidades a que se someta la suspensión. Existe un máximo contenido en sólidos y se define como aquel en que la viscosidad se hace infinita. En la figura 8 se pueden ver varios reogramas que explican este fenómeno. FIGURA 12

FIGURA 8

El contenido en sólidos y la cantidad de defloculante tienen un efecto similar en la viscosidad aparente de la suspensión, pero efectos diferentes en la tixotropía. Si se obtienen tres barbotinas diferentes con igual contenido en sólidos pero diferente porcentaje de defloculante, se observa el aumento de viscosidad con el tiempo de reposo, siendo el aumento mayor de viscosidad en la barbotina que tiene menor porcentaje de defloculante. Si se preparan tres barbotinas con el mismo % de defloculante, pero con diferente contenido en sólidos, la influencia sobre la tixotropía es menor, es decir, la tixotropía aumenta menos que en el caso anterior. A partir de esto podemos sintetizar las principales acciones correctivas a realizar en una suspensión, tanto arcillosa (barbotina o engobe) como no arcillosa, teniendo en cuenta su viscosidad y tixotropía, que desarrollamos en la tabla adjunta:

ACCIÓN CORRECTIVA

Viscosidad

ALTA

CORRECTA

Tixotropía

Densidad

Defloculante

Alta

---

Aumentar

Normal

Disminuir

---

Baja

Disminuir

---

Alta

Disminuir

Aumentar

Normal

---

---

Baja

Disminuir

Disminuir

Alta

BAJA

Aumentar

Aumentar

Normal

Aumentar

---

Baja

---

Disminuir

14.2.- Distribución granulométrica de la suspensión. El contenido en sólidos esta relacionado directamente con el tamaño y la forma de las partículas de forma que se obtendrán valores más elevados del contenido en sólidos con distribuciones granulométricas que den lugar a unos buenos empaquetamientos (distribución con presencia de partículas pequeñas que rellenen los huecos dejados por las grandes). La forma de las partículas afecta también al comportamiento reológico de la suspensión, de forma que al aumentar la esfericidad de las partículas mejora el empaquetamiento de éstas con lo que disminuye la viscosidad a igual contenido en sólidos.

Hay que tener en cuenta que la forma de las partículas depende directamente de las características del material y de la tecnología empleada en la molienda, por lo que es una variable sobre la que se debe actuar. Debe considerarse, además, que a mayores tiempos se obtiene una menor dispersión en los tamaños de partícula, lo que disminuye el empaquetamiento de éstas y por lo tanto un aumento de viscosidad. 14.3.- Estado de aglomeración. Cuando las partículas se aglomeran disminuye la proporción de agua libre en la suspensión, ya que los aglomerados retienen importantes cantidades de agua en su interior, por lo que la viscosidad aparente aumenta. Al romper los aglomerados, por ejemplo mediante agitación o mediante adición de defloculantes, se libera el agua retenida y por lo tanto disminuye la viscosidad aparente de la suspensión. 14.4.- Influencia de la temperatura de la suspensión. Ya hemos visto anteriormente que en las suspensiones un aumento de la temperatura representa una disminución de la viscosidad

15.- LIMITE DE FLUIDEZ El límite de fluidez representa la resistencia que tiene que sobrepasarse para que una suspensión fluya. Se pueden diferenciar suspensiones con y sin límite de fluidez, que se representan en la figura 9. La curva 2 representa una suspensión sin límite de fluidez, en la que se ve que al aplicar una pequeña fuerza esta sustancia comienza a fluir. La curva 1 representa una suspensión con límite de fluidez, y comienza a fluir cuando se ha aplicado una fuerza externa que es superior a la fuerza estructural que le impiden fluir. El límite de fluidez es independiente de la viscosidad.

FIGURA 9

Vamos a explicar con la figura 10, la importancia que tiene la fluidez en el esmaltado. Aquí hemos representado dos suspensiones la suspensión A (con límite de fluidez y la B (sin límite de fluidez).

SUSPENSIÓN A

SUSPENSIÓN B

FIGURA 10

Para ello hemos añadido partículas de arena gruesa a las dos suspensiones. En la suspensión con límite de fluidez (suspensión A) las partículas sólidas tardan más tiempo en sedimentar que en la suspensión sin límite de fluidez (suspensión B), en la que las partículas sólidas sedimentan más rápidamente. Esto quiere decir que a medida que la fluidez de un suspensión más tiempo tardara en sedimentar las partículas. En teoría nos interesa una suspensión que no tenga límite de fluidez, pero la realidad es que nos conviene una suspensión con límite de fluidez bajo, como se representa en la figura 11.

RECUPERACION DE LA VISCOSIDAD DESPUÉS DE APLICAR EL ESMALTE

FIGURA 11

En este momento hemos de considerar el límite de fluidez al revés, es decir, que le pasa a un esmalte cuando queda depositado sobre una superficie y por lo tanto cesa la fuerza que lo mantiene en movimiento. Por lo tanto nos interesa ver el tiempo en que tarda en recuperarse la viscosidad, ya que de esta recuperación dependerá el resultado del esmaltado.

En la curva 1, con límite de fluidez alto, se puede observar un aumento muy rápido de la viscosidad al acabarse el esfuerzo cortante. El esmalte tiene un comportamiento pseudoplástico, por lo que no tiene escurrimiento o goteo pero tampoco hay fluidez y como consecuencia el esmalte se queda en el sitio, dando una superficie rugosa (mal estirada), como se puede ver en la imagen 1 de la figura 12. En la curva 2, con un límite de fluidez medio, hay un incremento óptimo de la viscosidad en el tiempo, teniendo al mismo tiempo se tiene una buena fluidez, evitándose el escurrimiento o goteo pero dejando una capa de esmalte muy bien estirada, como se puede ver en la imagen 2 de la figura 12. En la curva 3, sin límite de fluidez, se puede observar un incremento muy lento de la viscosidad, pero al tener una buena fluidez provoca escurrimiento o goteo, haciendo que el esmalte provoque rebordes más cargados, con una distribución poco uniforme del esmalte, aunque este esté bien estirado, como se puede ver en la imagen 3 de la figura 12. Por lo tanto el límite de fluidez se debe controlar cuando el esmaltado no se realiza sobre una superficie horizontal, como es el caso del esmaltado con piezas en relieve acusado, o mejor aún el esmaltado de piezas en horizontal como es el caso del spalplatten. En este último caso el esmaltado debe realizarse sin escurrimiento del esmalte, par que no se produzcan defectos como gotas, escurridos, etc. Pero además otro factor que influye en un buen esmaltado es la cantidad de esmalte que podemos aplicar sin escurrimientos u otros defectos dependerá del grado de fluidez.

FIGURA 12

Si volvemos a la formula de la viscosidad, que es:

F v  S x

en donde τ 

F S

τ = tensión de cizallamiento F = Fuerza aplicada S = Superficie sometida a cizalladura.

Si la fuerza aplicada es el peso de esmalte G, sobre el que actúa la fuerza de gravedad, podemos sustituir F por G, y la formula nos quedará de la siguiente manera:

τ=

G S

en el cual τ será el limite de fluidez, que sustituimos por la letra f, y la formula nos queda.

f=

G S

El peso (G) es igual a

G=m  g S = a b siendo: m g V σ a b c

G = V   g

G = a b  c    g

la masa del esmalte la aceleración de la gravedad el volumen del esmalte la densidad del esmalte el espesor de la capa de esmalte el ancho de la capa de esmalte el largo de la capa de esmalte

Si substituimos los valores anteriores en la formula: f=

G a  b  c   g  a   g = S bc

De aquí se deduce que el espesor del esmalte que podemos aplicar sin escurrimiento dependerá del grado de fluidez y de la densidad del esmalte, siempre que la superficie no sea absorbente, pero como en la práctica se trabaja con bases absorbentes el espesor será siempre mayor.

a=

f

g

A mayor fluidez mayor será la capa de esmalte que podemos aplicar sin escurrimiento. A mayor densidad menor será la capa de esmalte que podemos aplicar, sin escurrimiento. Para un esmalte con una densidad σ = 1,7 gr./ cm. 3 se puede calcular los siguientes espesores de capa, de acuerdo a los limites de fluidez disponibles:

f = 20 Pa f = 15 Pa f = 10 Pa

a = 1.2 mm. a = 0.9 mm. a = 0.6 mm.

Por tanto cuando tenemos escurrimiento o gotas en un esmaltado hay varias opciones a considerar: 1ª opción.- Aumentar el límite de fluidez del esmalte, que se puede conseguir aumentando la densidad del mismo. Esto no es válido para un esmalte que está ya preparado, pero si en la preparación de nuevas partidas de esmalte. Para ello tenemos dos posibilidades, a saber: Añadir menos cantidad de agua en la molienda. Puede ser una solución, pero debemos rectificar la viscosidad, que será más elevada, añadiendo más defloculante. Sustituir parte de del C.M.C.(cola) por un producto que aumente el límite de fluidez. Un producto que cumple estas características es el Peptapón 44, de Zschimmer & Schwarz. 2ª opción.- Disminuir el espesor del esmalte, en este caso el gramaje, en la aplicación en la línea, si es factible, sin causar problemas de tonalidades.

16.- CONCLUSIONES Para hacer un buen esmaltado debemos tener en cuenta una serie de factores, como son:     

La densidad del esmalte. La viscosidad del esmalte. La tixotropía del esmalte. El grado de defloculación del esmalte. La fluidez del esmalte.

Actualmente se emplean en la fabricación de pavimentos y revestimientos cerámicos las siguientes técnicas de esmaltado:



Aplicación a lengua.

Generalmente se aplican a lengua, casi siempre de campana, suspensiones de engobe y esmalte con las siguientes características: 1. Densidad elevada, entre 1,700 y 2,000 gr./cm. 3 2. Viscosidad elevada de 100 a 400 centipoises (de 25 a 50 segundos de Copa Ford, con boquilla de 4 mm. de diámetro). La viscosidad debe ser relativamente alta con el objeto de obtener una distribución uniforme sobre la zona de caída de la campana y evitar perturbaciones originadas por la agitación y caída de la suspensión. 3. Comportamiento aproximadamente newtoniano, que favorece la obtención de superficies uniformes. Un comportamiento tixotrópico dificulta la aplicación, ya que en la zona del rebosadero de la lengua existen una zona donde la suspensión está prácticamente en reposo y se forman aglomerados que caen aleatoriamente sobre las piezas.





Aplicación a discos. 1.

Densidad baja entre 1,40 a 1,60 gr./cm. 3 , que permite la formación de gotas de tamaño fino y la extensión correcta de las mismas en la superficie del soporte.

2.

Viscosidad baja de 30 a 50 centipoises (entre 15 y 20 segundos de Copa Ford)

3.

Comportamiento pseudoplástico que permite la obtención de bajas viscosidades a elevados gradientes de velocidad, en el momento de pulverización o centrifugación y a la vez viscosidades suficientemente altas una vez el esmalte ha sido aplicado.

Aplicación mediante aerógrafos. 3

1.

Densidad muy baja entre 1,25 a 1,40 gr./cm. , que permite la formación de gotas de tamaño fino y la extensión correcta de las mismas en la superficie del soporte.

2.

Viscosidad baja de 10 a 20 centipoises (entre 11 y 13 segundos de Copa Ford)

3.

Comportamiento pseudoplástico que permite la obtención de bajas viscosidades a elevados gradientes de velocidad, en el momento de pulverización.



Tintas serigráficas. 1.

Densidad baja – media entre 1,60 y 1,80 gr./cm. 3

2.

Viscosidad muy alta entre 1000 a 4000 centipoises, que depende de las características del diseño.

3.

Comportamiento pseudoplástico, que permite a las tintas tengan una alta viscosidad en reposo, se bloqueen y se transformen en gel, para no escurrir ni resbalar una vez aplicadas. Así se evita el goteo de la tinta a través de las mallas antes y después de del paso de la pantalla y permiten obtener una buena definición del dibujo sobre la baldosa. A altos gradientes de velocidad (en el momento de la aplicación) la viscosidad es bastante menor lo que permite el paso de la suspensión a través de la malla gracias a la fuerza ejercida por la espátula. La viscosidad óptima es función del tamaño de malla de la pantalla que se está utilizando, de la definición del dibujo que se quiere obtener y de parámetros de uso como el número de aplicaciones.



Tintas para huecograbado, flexografia. Una tinta sin límite de deslizamiento suele separarse y sedimenta, hay que añadir unos aditivos de huecograbado: arcillas plásticas pero no tixotrópicas, silicatos de magnesio, gel de sílice o resinas coloides protectoras.



1.

Densidad baja inferior a 1,60 gr./cm. 3

2.

Viscosidad entre 100-250 centiPoises para las tintas de impresión digital que depende de las características del diseño.

3.

Estas tintas no tienen límite de deslizamiento y tienden a moverse libremente. El que no resbalen y tengan buena definición es consecuencia de la rápida absorción de la tinta por parte del soporte.

Tintas para impresión digital Inkjet. Las tintas cerámicas Inkjet, en función del cabezal de impresión que utilicen, pueden ser de base aceite, agua o disolvente y este a su vez puede ser polar o apolar. 1. Densidad baja inferior a 1,40 gr./cm.

3

2. Viscosidad entre 20-50 centiPoises para las tintas de impresión digital 3. La preparación se realiza en molinos de microesferas donde se dispersa el producto sólido en el vehículo con los aditivos de molienda, controlando la viscosidad, densidad y tensión superficial, para evitar problemas de impresión.

Que no resbalen y tengan buena definición es consecuencia de la rápida absorción de la tinta por parte del soporte.

TEMA 5 DEFECTOS DE COCCIÓN 1.

DEFECTOS PRODUCIDOS EN LA COCCIÓN

2.

MATERIAL CRUDO.

3.

MATERIAL SOBRECOCIDO.

4.

EXPLOSIONES DE MATERIAL EN EL PRECALENTAMIENTO.

5.

ROTURAS.

6.

CORAZÓN NEGRO.

7.

DEFECTOS DE PLANARIDAD (CURVATURAS).

8.

CALIBRES Y DESCUADRES.

9.

DESTONIFICADOS.

10. CONDENSACIONES DE ESMALTES. 11. DEFORMACIONES PIRO PLÁSTICAS.

TEMA 5.- DEFECTOS DE COCCIÓN

5.1.- DEFECTOS DE COCCIÓN. Presentar un diagnostico completo de todos los defectos que se pueden encontrar en la fase de cocción, se vuelve difícil puesto que algunos defectos tienen su origen en causas externas al ciclo de cocción, aunque esta fase evidencie el fenómeno. Los principales defectos de cocción, que se originan durante la cocción de pavimentos y revestimientos de monococción y bicocción son: 1. Material crudo 2. Material sobrecocido 3. Explosiones del material en precalentamiento. 4. Roturas. 5. Corazón negro. 6. Defectos de planaridad.(Curvaturas) 7. Calibres y descuadres. 8. Destonificados. 9. Condensaciones de esmalte 10. Pirodeformaciones

5.2.- MATERIAL CRUDO Las principales causas de la aparición de piezas crudas en una instalación industrial son la baja temperatura de cocción, junto con un tiempo corto de permanencia a dicha temperatura, y en algún caso, a la falta de uniformidad de temperaturas dentro de la sección del horno (diferencia de temperaturas entre las paredes y el centro del horno). Los efectos son diferentes si se trata de revestimientos o pavimentos cerámicos.

5.2.1.- Revestimientos monoporosos. En el caso de revestimientos, con composiciones basadas en carbonatos de calcio(calcitas) o de calcio y magnesio (dolomitas) y/o silicatos de calcio y magnesio (wollastonita, talco), además de arcillas y otros materiales no plásticos como sílice, feldespatos o chamota (material ya cocido y triturado), las causas del problema pueden estudiarse mediante la utilización de: 

Diagrama de equilibrio de los sistemas SiO 2 - Al 2 O 3 - CaO



Diagrama de equilibrio de los sistemas SiO 2 - Al 2 O 3 - MgO

  

Diagrama de contracción lineal Diagrama de absorción de agua Diagrama de expansión por humedad Diagrama de resistencia mecánica



5.2.2.- Pavimentos gresificados y porcelánicos. En el caso de los pavimentos gresificados por monococción los efectos que produce una cocción insuficiente se pueden estudiar mediante los diagramas de:    

Diagrama de contracción lineal. Diagrama de absorción de agua. Diagrama de expansión por humedad. Diagrama de resistencia mecánica.

5.3.- Material sobrecocido La sobrecocción en piezas de monococción produce efectos diferentes en el caso del pavimento y revestimiento, tanto por las diferencias de composición, como por las distintas temperaturas de cocción de ambos materiales. Sobre los revestimientos cerámicos, una cocción a mayor temperatura provoca un aumento de la contracción, que puede dar lugar a piezas de diferente calibre, recordando que estas piezas tienen una contracción lineal muy baja, del orden del 0,1 al 0,5 %. Puede producirse problemas de pinchado en el esmalte. Sobre los revestimientos cerámicos, una cocción a mayor temperatura provoca un aumento de la contracción, que puede dar lugar a piezas de diferente calibre, recordando que estas piezas tienen una contracción lineal muy baja , del orden del 0,1 al 0,5 %. Puede producirse problemas de pinchado en el esmalte. En los pavimentos gresificados un aumento moderado de la temperatura supone una contracción mayor y una tendencia a la deformación más elevada, como puede apreciarse en la foto de la figura 5.

MATERIAL SOBRECOCIDO

FIGURA 5

Un aumento excesivo de la temperatura de cocción provoca un hinchamiento de la pieza, y a menudo un pinchado del esmalte, más acusado en la pasta roja debido a la descomposición de la hematita (Fe 2 O 3 ) a magnetita (Fe 3 O 4 ), con desprendimiento de oxígeno. A su vez la marcada disminución de la viscosidad de la fase líquida supone un considerable aumento de la deformación piroplástica de las piezas.

Estos inconvenientes derivados de la reducción de la hematita a magnetita pueden originarse también como consecuencia de una reducción considerable del contenido en oxígeno en la zona de combustión. Se puede controlar si el material esta sobrecocido, mediante la medida de absorción de agua, resistencia mecánica, expansión por humedad o la contracción lineal, tanto en pavimento gresificado como revestimiento.

5.4.- Explosiones del material en precalentamiento Este inconveniente tiene que imputarse a la evaporación demasiado rápida del agua residual después del secado y el esmaltado o bien reabsorbida en la fase de almacenamiento. Se produce también cuando el material tiene laminados de prensa, aunque la temperatura este bien regulada. Este defecto de cocción se puede eliminar acoplando un secadero de boxes, antes del horno, muchas llamado prehorno, que tiene la ventaja de eliminar la humedad, a la vez que calienta el material y permite que la temperatura en la 1ª zona del horno pueda ser más alta, ganando calidad y producción. Cuando se dispone de secadero, antes del horno, este fenómeno es muy raro que se produzca. El inconveniente se elimina, cuando no se dispone de prehorno, bajando la temperatura de los humos en la zona de precalentamiento de la siguiente manera:    

Introducir aire ambiente en la zona cercana a la aspiración de humos, para enfriar el aire del horno. Abrir las puertas fijas previstas en la zona. Bajar el cortafuegos superior instalado al final del precalentamiento estrecho del horno. Si el horno dispone de varias aspiraciones, aspirar más de los colectores más alejados de la entrada del horno, con lo el caudal de los gases será inferior, evitando que se produzcan estas explosiones.

Para evitar que la explosión del material cree problemas en su avance, si el formato lo permite, extraer un rodillo, en esta zona de precalentamiento, para que caigan los fragmentos de baldosa en la solera. Aunque este fenómeno es cada vez más raro, es importante evitarlo, porque cada explosión estropea varios metros cuadrados del material circundante, a la pieza o piezas que han explotado.

5.5.- Roturas. Las roturas del material durante la cocción se suelen producir en las zonas de precalentamiento y de enfriamiento del horno. Durante el proceso de cocción también pueden ponerse de manifiesto grietas y roturas cuyo origen están en otras etapas del proceso, normalmente en el prensado, secado, esmaltado y serigrafía.

5.5.1.- Roturas de precalentamiento. Las roturas de calentamiento están caracterizadas por fracturas resquebrajadas de la periferia hacia el centro de la pieza, estando el esmalte retirado, cuando salen las

piezas por el horno. Las grietas de precalentamiento se confunden bastante fácilmente con la rotura de secado o de golpes de transporte, entre otras. Existen tres tipos típicos de roturas de precalentamiento: 5.5.1.1.- Pequeñas y muchas grietas de precalentamiento, situadas en los bordes del azulejo, generalmente en el borde de avance del material en el horno, que a veces están en las cuatro bordes, que pueden comprometer de manera parcial o total el espesor del azulejo.. Se debe a un aumento de la temperatura demasiado rápida de los humos respecto a la temperatura del azulejo. Ver figura 6.

FIGURA 6

Se puede remediar este defecto bajando la temperatura de las primera o primeras zonas del precalentamiento y bajando la temperatura de llama de los primeros quemadores con un aumento de la presión del aire de combustión. Se puede confundir con grietas de secado, pero si se gira el material 90º en el horno, cuando salen estas roturas, se podrá saber si son de horno o de secado. Si las fisuras siguen saliendo en el sentido de avance del material, son de horno, pero si salen en el lado paralelo a la paredes serán de secado. 5.5.1.2.- Grietas grandes y de escaso numero, que procedentes de la periferia se dirigen hacia el centro de la pieza, siendo normalmente más de una, del tipo como se puede ver en la figura 7.

FIGURA 7

A veces se confunde fácilmente con rotura de secado o de golpes en el transporte por la línea de esmaltado o roturas en los cabezales serigráficos u otras maquinas de las líneas, como cepilladoras. Se pueden distinguir de los otros tipos de roturas por: La longitud de la grieta es de 30 a 40 milímetros. La forma de la grieta es menor que la de rotura por golpe mecánico, y por lo tanto la penetración de la grieta en el esmalte es menos marcada. Casi siempre son más de una grieta y nunca están cerca de los ángulos. Suelen estar en las lados externos de las piezas externas, y solo en condiciones de temperatura muy desfavorables, se presentan fracturas también en el lado anterior y posiciones centrales. Para eliminar este tipo de grietas sirve lo dicho en el apartado anterior, es decir, la regulación de los quemadores de las primeras zonas y bajando la temperatura de la llama de los primeros quemadores, con un aumento de la presión del aire. 5.5.1.3.- Grietas en los ángulos, siguiendo una línea curva, como se puede ver en la figura 9. Este tipo de rotura se suele producir en la bicocción, ya que el ciclo de cocción es de menos tiempo, y las piezas tienen un espesor mayor. Cuando se produce este tipo de rotura, el horno está avisando de que se está en el límite de exceso de temperatura en el precalentamiento.

FIGURA 8

5.5.1.4.- Desventados de entrada o precalentamiento que se producen, a veces, cuando la pasta contiene un elevado porcentaje de cuarzo libre. Este tipo de desventados se producen la zona donde la temperatura de la pieza alcanza el punto de transformación alotropíca del cuarzo α en cuarzo β, si el tiempo para esta transformación es insuficiente, ya que se caracteriza por un aumento importante de volumen. No es un fenómeno corriente en monococción, pero puede producirse en bicocción. Ver figura 9. El tipo de grieta es en forma de ese. Se identifica bien el desventado si es de entrada o de salida, porque en el de entrada, se ve el esmalte retirado en la grieta, mientras que no se ve en el desventado de salida, si no llega a producirse una rotura total.

FIGURA 9

Se remedian los desventados, suavizando la curva en el punto donde se producen, es decir, manteniendo todo el tiempo necesario las piezas a la temperatura crítica.

5.5.2.- Roturas de enfriamiento. 5.5.2.1.- Desventado de salida o de enfriamiento que se producen cuando la pasta contiene un elevado porcentaje de cuarzo libre. Este tipo de desventados se producen la zona donde la temperatura de la pieza alcanza el punto de transformación alotropíca del cuarzo β en cuarzo α, si el tiempo para esta transformación es insuficiente, ya que se caracteriza por un aumento importante de volumen. Es un fenómeno corriente, porque las arcillas en la cocción, al descomponerse, suelen liberar cuarzo libre, que es muy difícil que pueda combinarse. Para establecer las condiciones ideales para la transformación alotrópica del cuarzo es necesario:

a. Utilizar todo el espacio disponible del enfriamiento directo, alternando el empleo de los tubos sopladores, a fin de uniformizar lo más posible la temperatura del material. b. El material tiene que dejar la zona de enfriamiento directo a una temperatura de 650 a 700 ºC. Para obtener estas condiciones el par termoeléctrico debe tener un set-point de 600 a 625 ºC, porque hay que recordar que los termopares de la zona marcan la temperatura del aire, que en esta fase es inferior a la de la temperatura del material. Se debe controlar

visualmente, en esta fase, que los bordes de los azulejos no estén demasiado obscuros (es decir, fríos) respecto del centro. Esta diferencia de temperaturas crea tensiones que pueden provocar la rotura de azulejos en la fase siguiente.

c. Regular en enfriamiento indirecto de manera que la disminución de la temperatura del material procedente de la zona anterior sea gradual, lento y continuo, hasta la temperatura de la atmósfera del canal sea de 450 ºC. (aproximadamente 550 ºC para el material). Hay que considerar que. en función del espesor, del formato y del tipo de arcilla se necesitan por lo menos de 5 a 7 minutos de enfriamiento indirecto, para que la temperatura del material se vuelva uniforme, y el material pueda soportar el siguiente enfriamiento veloz.

FIGURA 10

d. Evitar que el aire de contracorriente entre en la zona de enfriamiento indirecto, ya que este está frío, encontrándose un producto demasiado caliente. Con estas precauciones se remedian los desventados de salida.

5.6.- Corazón negro

5.6.1.- Origen del corazón negro. El origen del defecto llamado “corazón negro”, en los ciclos rápidos de cocción, es la materia orgánica, aunque gran parte de ciertos efectos del mismo, tales como el color, hinchamiento y deformaciones de las piezas, es debido a la presencia y estado de oxidación delos óxidos de hierro.

El defecto consiste en la aparición de un núcleo negro o grisáceo en las pastas rojas y amarillo-verde-grisáceo en las pastas blancas. Si es acentuado puede llegar a producir hinchamiento y deformaciones dimensionales y de planaridad en el producto cocido, además de burbujas en el esmalte y zonas destonificadas, incluso provocar cavidades lenticulares en el espesor de la pieza. Además este problema es uno de los factores que pueden determinar la duración del ciclo de cocción, limitando el volumen de la producción La aparición del corazón negro se produce a temperaturas próximas a los 500 ºC, por descomposición de la materia orgánica que contiene la pasta en materias volátiles y carbón. En la formación de este defecto cabe considerar cuatro etapas sucesivas, como se puede apreciar en la figura 11: 1ª etapa. En esta primera etapa se produce la carbonización de la materia orgánica, como consecuencia de la insuficiente penetración de oxígeno en la pieza, ya que la eliminación del agua de secado y la textura del material, poco permeable a los gases, dificultan el acceso de oxígeno al interior de esta. En este periodo que comprende desde que se forma la zona oscura hasta que se inicia la deshidroxilación de los minerales arcillosos, como la permeabilidad es muy pequeña, el corazón negro permanece inalterado, abarcando casi la totalidad de la pieza. El contenido en carbón y óxidos de hierro es similar al de la pasta inicial, y por esta razón se admite que el color negro es debido a la presencia de carbón, durante este periodo. 2ª etapa. En esta etapa se produce la deshidroxilación de los minerales arcillosos y la posterior reacción del vapor de agua con el carbón para formar óxidos de carbono e hidrógeno, aunque esta reacción se da en escasa extensión, ya que las temperaturas a las que se descomponen estos minerales son relativamente bajas. En este momento, el CO y el H 2 , reductores muy enérgicos, reaccionan con el óxido de férrico, para dar las formas más reducidas de hierro como son la magnetita (Fe 3 O 4 ) y la wustita (FeO). La permeabilidad de la pieza sigue siendo baja, y por lo tanto la zona oscura sigue ocupando prácticamente todo el espesor de la pieza. En cambio el contenido de carbón va disminuyendo.

3ª etapa. Una vez finalizada la descomposición de los minerales arcillosos comienza esta etapa, en la que la estructura de la pieza se va haciendo más permeable a los gases, comenzando entonces el proceso de desaparición del corazón negro, por oxidación. Se desarrollan dos reacciones simultáneas: a.- Oxidación del carbón y los óxidos de hierro reducidos, por el oxígeno procedente del exterior. Esta reacción tiene lugar en la superficie “capa oxidada – corazón negro”.

b.- Reducción de la hematita por el carbón, o especies menos oxidadas, como la wustita y la magnetita. A diferencia de la reacción anterior, esta se desarrolla en el interior de la masa del corazón negro, y como consecuencia de la misma, el porcentaje de óxidos de hierro ferrosos, se ve notablemente incrementado, respecto al que tenía inicialmente la pasta. 4ª etapa.- Comienza cuando empieza la vitrificación del esmalte. A partir de ese momento la penetración del oxígeno se produce solo por la parte inferior del soporte, disminuyendo la velocidad de oxidación. Por ese motivo los esmaltes fundentes tienen tendencia a producir más corazón negro, ya que reducen el tiempo de la 3ª etapa, en la que la permeabilidad es máxima y la penetración de oxigeno se produce por las dos caras del azulejo. A medida que avanza la gresificación del soporte y la vitrificación del esmalte, se reduce la permeabilidad, con lo que decrece la velocidad de oxidación hasta anularse. En cambio, la reducción de óxidos de hierro por el carbón del “corazón negro” se ve favorecida termodinámicamente y cinéticamente por el aumento de la temperatura.

FIGURA 11

Por lo tanto, si al comienzo de la gresificación no se ha eliminado el corazón negro, la pieza acabada será defectuosa. Las formas reducidas del óxido de hierro, de color

negro, son las responsables del color típico que presenta el defecto y de las deformaciones que se pueden presentar en la pieza. En efecto la wustita actúa como fundente enérgico, y al no estar uniformemente repartida, hace que se desarrolle más fase vítrea, donde se encuentra predominante el corazón negro, produciéndose un hinchamiento debido a los productos gaseosos resultantes de la combustión, que quedan ocluidos en las zonas más vitrificadas. Se puede concluir que la aparición del corazón negro tendrá efectos más drásticos en piezas de pasta roja que tengan altos porcentajes de óxidos de hierro.

5.6.2.- Tipos de corazón negro 5.6.2.1.- Corazón negro con hinchamiento de la pieza, como se puede apreciar en la figura 12. Este tipo de corazón negro puede tener los siguientes orígenes: 1.

Molturación demasiado fina de la pasta.

2. Presión especifica de prensado demasiado alta (cuanto más elevada es la presión especifica, más claramente se evidencia el fenómeno). 3.

Alta humedad del material que entra en el horno.

4.

Espesor elevado de la pieza.

5. Fusión a baja temperatura del esmalte con pérdida de permeabilidad a los gases de la cara superior del soporte, antes de la completa combustión de las impurezas. Este tipo de corazón negro produce piezas de baja calidad y se debe evitar.

FIGURA 12

5.6.2.2.- Corazón negro sin hinchamiento de la pieza, como se puede apreciar en la figura 13. Tiene sus orígenes en las mismas causas que el anterior.

FIGURA 13

5.6.2.3.- Corazón negro en uno o dos lados de la pieza , como se puede ver en la figura 14. Este problema puede tener dos orígenes diferentes:

FIGURA 14

1. Presencia en un solo lado de la pieza, que se debe por lo general a un defecto de carga del alveolo del molde. Generalmente este defecto se pone de manifiesto en la penetrometría. Se corrige cargando bien el alveolo, y disminuyendo la presión especifica del prensado. 2. Presencia en los dos lados de la pieza, denuncia problemas de regulación de la prensa, normalmente una bajada demasiado rápida de la traviesa, que provoca acumulación de polvo fino en la periferia del alveolo o una segunda caída de la traviesa demasiado elevada, tal que la gran cantidad de aire, que se debe eliminar, transporta y concentra en alguna zona el polvo más fino. Se corrige regulando bien la prensa.

5.6.2.4.- Falso corazón negro, como se puede ver en la figura 15. Son ojos marcados en la pieza de corazón negro, más o menos esporádicos. Se debe a impurezas externas a la pasta, como pueden ser gotas de aceite de la prensa, trozos de goma del molde, grumos de pasta demasiado húmedos, etc. Nunca se pueden eliminar con especiales regulaciones en el horno, es mejor volver la atención al tamiz de control de los polvos o a la eventual contaminación de la pasta por combustión incompleta del fuel-oil en el

atomizador (si funciona con gas-oil) o contaminación de aceite de la prensa, etc.

FIGURA 15

Este fenómeno no es debido a la combustión más o menos rápida en el horno, por eso lo defino como falso corazón negro.

5.6.3.- Eliminación del corazón negro en el horno.

Para la eliminación del corazón negro en el horno existen dos grandes alternativas: 1ª alternativa.- Aumento del ciclo de cocción, con lo cual desaparecerá el corazón negro porque aumentaremos el tiempo de permanencia en todas las etapas. Pero esta solución no será admitida por la dirección de fabrica, ya que supone una perdida de producción, o solo admitida en casos muy excepcionales. 2ª alternativa.- Regulación del horno, que comprende una serie de maniobras a realizar, pudiendo ser estas:

Aumentar la temperatura (tanto arriba como debajo de los rodillos) del primer tramo de precalentamiento, a fin de aumentar el tiempo de permanencia del material a la temperatura de 500 a 650 ºC, donde se inicia la combustión de la materia orgánica, de manera compatible para que no se produzcan problemas de aparición de grietas de precalentamiento. Aumentar lo más posible la temperatura, por debajo de los rodillos, en la zona de fusión del esmalte, pero procurando que sea compatible con los problemas de planaridad del material. Hay que mantener una temperatura, por encima de los rodillos, inferior a la de fusión del esmalte (800 – 850 ºC). Aumentar en esta zona la presión del aire en los quemadores, para aumentar la turbulencia, favoreciendo la penetración del oxígeno en el centro de la pieza. Mantener en depresión constante el canal de la zona de precalentamiento hasta la zona de cocción, con ambiente bien ventilado.

Reducir, si es posible, el tiempo de cocción aumentando el tiempo de precalentamiento. La reducción del tiempo de cocción supondrá un aumento de la temperatura de cocción, que tiene que ser compatible con la naturaleza de la pasta, del esmalte y los parámetros técnicos-constructivos del horno.

5.7.- Defectos de planaridad (curvaturas) La falta de planaridad en los azulejos se debe a una o varias de las siguientes causas. a.- Falta de acoplamiento esmalte – soporte. La falta de ajuste entre las curvas dilatometricas del esmalte y el soporte ocasiona curvaturas cóncavas o convexas en las piezas cocidas. La curvatura por esta causa se produce durante el enfriamiento de la pieza en el horno, cuando el esmalte y el soporte son ya rígidos, y es debida a que estos sufren contracciones distintas en esta etapa. Cuando el soporte contrae más que el esmalte se produce una curvatura convexa y el esmalte está en compresión. Por el contrario, si el esmalte contrae más que el soporte la curvatura es cóncava y el esmalte está en tensión, pudiendo llegar a cuartear. b.- Cocción inadecuada. Una diferencia de temperatura entre la parte inferior y superior del de la pieza provoca una variación de la contracción lineal entre las dos superficies de esta, que tiende a curvarse. El grado de curvatura, en ausencia de deformación piroplástica, depende de la diferencia de contracción lineal entre las dos superficies de la pieza y de la razón espesor longitud de esta. Para una diferencia determinada de temperatura un aumento de la de la pendiente de la curva contracción lineal – temperatura supone un incremento de la curvatura. Como consecuencia, la utilización de pastas que presenten variaciones importantes de contracción lineal con la temperatura tiene tendencia a magnificar las curvaturas. Por esta razón al aumentar la finura y/o disminuir la compactación en crudo aumenta la tendencia a la aparición de curvaturas. c.- Deformación piroplástica. Cuando en una pasta se desarrolla la fase líquida responsable de la gresificación, el material deja de comportarse como un sólido rígido y la aplicación de una tensión le produce una deformación permanente denominada piroplástica. La magnitud de esta deformación depende de de la viscosidad aparente del sistema y del esfuerzo aplicado. En la cocción en hornos monostratos, si el plano de rodillos no está en buen estado de horizontalidad o tiene excesiva acumulación de suciedad (anillos de esmalte) y /o la temperatura de cocción es excesiva, la pieza puede presentar esta deformación piroplástica.

Es conveniente disponer de relaciones cuantitativas entre la deformación piroplástica y la absorción de agua, por una parte, y entre las propiedades y las variables del proceso, por otra, lo que permitirá determinar los parámetros de proceso más adecuados para obtener piezas sin curvaturas. Las regulaciones del horno necesarias para conseguir una planaridad óptima, tienen que en cuenta las variaciones de dimensiones que la pieza soporta durante la fase de cocción y en particular de sus dimensiones iniciales, del espesor de la pieza, del tipo de costilla, del tipo de esmalte aplicado y del tipo de engobe. Es conveniente considerar la interferencia de las acciones cinéticas, dinámicas (velocidad y volumen de humos) y mecánicas(planaridad de los rodillos, roces contra las paredes, amontonamiento de piezas, anillos de esmalte) todas ellas capaces de influir en la planaridad de las piezas cocidas A causa de estas variables mencionadas, a veces, es necesario establecer curvas de cocción diferenciadas encima y abajo del plano de rodillos. Antes de ejecutar cualquier tipo de variación de la curva de cocción es necesario asegurarse de la regularidad de funcionamiento del sistema de avance del material, a fin de excluir cualquier causa de tipo mecánico. Es necesario mantener limpios los rodillos, controlándolos periódicamente, y substituyendo los que están deformados, controlar el sistema de enganche, a fin que la rotación se produzca sin excentricidad, controlar el estado de desgaste de los manguitos y de los cojinetes, controlar la limpieza de los rodillos y el engobe que se aplica al material para que no se produzcan anillos de esmalte en los rodillos.

FIGURA 16

5.7.1.- Material convexo o cóncavo. Es evidente que una perfecta cocción se obtiene cuando las piezas resultan siempre planas, o más bien ligeramente convexas, en toda la anchura del horno. Muchas veces la convexidad o concavidad empieza a producirse en la zona de precalentamiento, cuando la velocidad de calentamiento o diferencia de temperaturas entre la parte superior e inferior de los rodillos no es la adecuada, produciéndose en esta zona los defectos de planaridad, que luego no se van a poder corregir en la zona de cocción. Si el gradiente entre la parte inferior y superior de los rodillos es demasiado elevado se producirán curvaturas convexas o cóncavas, dependiendo de la regulación de la curva, aunque por el sistema de diseño de los hornos actuales casi se puede asegurar que la curvatura será cóncava, ya que suele haber más temperatura debajo del plano de rodillos.

Cuando prosigue la cocción y el producto adquiere valores de gresificación suficientemente importantes, se puede incurrir en el defecto llamado “efecto rodillo” o “uralita”, porque tiende a curvarse sobre el plano de apoyo. Este defecto se puede eliminar operando sobre varios parámetros del ciclo productivo: Reduciendo la perdida al fuego de la pasta, aumentando el % de los materiales inertes. Aumentando el rechazo de molienda. Reduciendo la humedad del polvo atomizado o disminuyendo la presión especifica. Disminuyendo el diferencial térmico en la zona de precalentamiento. Reduciendo el gradiente térmico en la zona crítica o alargando el ciclo total de cocción. Si cuando sale el material por el horno todos los lados del material están armoniosamente cóncavos o convexos, como se ve en la figura 17, siendo más apreciable la concavidad o convexidad en los lados largos de las piezas rectangulares, aunque el fenómeno aparece menos en la parte externa de las piezas laterales (se supone que la distribución de la carga es uniforme y constante en el tiempo) Es que la curva de cocción no está bien ajustada, debiendo hacerse retoques en las siguientes zonas:

FIGURA 17

El defecto de convexidad se puede solucionar aumentando la temperatura de cocción por encima de los rodillos o disminuyendo debajo de los rodillos, en toda la zona de cocción y en el precalentamiento más próximo, del siguiente modo:

Tª encima de los rodillos Tª debajo de los rodillos Calibre correcto

Aumentar de 5 a 10 º C

Calibre corto Calibre largo

Aumentar de 5 a 10 º C

Disminuir de 5 a 10 º C Disminuir de 5 a 10 º C -

El defecto de concavidad se puede solucionar disminuyendo la temperatura de cocción por encima de los rodillos o aumentando debajo de los rodillos, en la zona de cocción, del siguiente modo:

Tª encima de los rodillos

Tª debajo de los rodillos

Calibre correcto

Disminuir de 5 a 10 º C

Aumentar de 5 a 10 º C

Calibre corto

Disminuir de 5 a 10 º C

-

Calibre largo

-

Aumentar de 5 a 10 º C

También contribuye a la solución del problema una regulación del enfriamiento directo, en el primer o segundo minuto, con soplado solo por encima o debajo de los rodillos, dependiendo del tipo de curvatura. También se debe orientar el ángulo de soplado del aire. La eficacia de esta regulación es mayor cuanto menor es el espacio entre las filas de azulejos. Si con estas soluciones no se consigue enderezar el material se debe, antes de volver a modificar la temperatura en esta zona, hacer estas operaciones en las zonas anteriores, de precalentamiento, hasta alcanzar la planaridad deseada, siempre haciendo los aumentos o disminuciones con prudencia. Si el problema radica en un imperfecto acoplamiento, muy acusado, entre esmalte y soporte, solo se puede atenuar este defecto, no corregirlo totalmente, por lo que se deberán usar engobes correctores y/o modificaciones del esmalte. 5.7.2.- Puntas hacia arriba o hacia abajo. Cuando las puntas del azulejo están hacia arriba o hacia abajo (de manera más o menos igual y en una longitud de 2 a 3 centímetros vértices), con la restante superficie prácticamente plana, como se puede ver en la figura 18, hay que buscar el defecto en una excesiva diferencia de temperatura entre la parte por encima de los rodillos y la parte por debajo de los rodillos, por lo que debemos modificar gradualmente esta en la última y/o penúltima zona al final de la cocción.





 

FIGURA 18

El defecto de puntas hacia abajo se puede solucionar aumentando la temperatura de cocción por encima de los rodillos o disminuyendo debajo de los rodillos, en toda la zona de cocción y en el precalentamiento más próximo, del siguiente modo:

Tª encima de los rodillos Calibre correcto Calibre corto Calibre largo

Aumentar de 5 a 10 ºC -

Tª debajo de los rodillos Disminuir de 5 a 10 ºC Disminuir de 5 a 10 ºC

Aumentar de 5 a 10 ºC

-

El defecto de puntas hacia arriba se puede solucionar disminuyendo la temperatura de cocción por encima de los rodillos o aumentando debajo de los rodillos, en la zona de cocción, del siguiente modo:

Tª encima de los rodillos Tª debajo de los rodillos

Calibre correcto

Disminuir de 5 a 10 ºC

Calibre corto

Disminuir de 5 a 10 ºC

Calibre largo

-

Aumentar de 5 a 10 ºC Aumentar de 5 a 10 ºC

Si las deformaciones se producen solamente en el centro del canal o lateralmente, controlar la relación aire/gas, en cada uno de los quemadores, en particular en la zona final de la cocción, ya que si el aire de enfriamiento directo embiste directamente al par termoeléctrico, los quemadores deben trabajar al máximo de potencialidad,

introduciendo en el canal humos a una temperatura mucho más alta que la indicada por el termopar. En este caso es necesario reducir el caudal de gas de los quemadores hasta eliminar el defecto, estableciendo un nuevo set-point de regulación, y reducir el aire de enfriamiento directo o bien inclinar hacia la salida del horno los primeros tubos sopladores. 5.7.3.- Lados paralelos al eje del horno levantados hacia arriba. En este defecto, los lados paralelos al eje del horno presentan una curvatura decidida hacia lo alto, cerca de 7 – 8 cm., mientras los lados paralelos a los rodillos no presentan defectos notables, como se puede ver en la figura 19.

FIGURA 19

La zona del horno implicada es la primera parte de cocción (desde los 850 – 900 ºC y unos 50 – 100 ºC menos de la temperatura máxima de cocción), donde la diferencia de temperaturas no es óptima. Es conveniente aumentar la temperatura por encima del plano de rodillos y disminuirla debajo, haciendo que las piezas adquieran una curvatura ligeramente cóncava, nunca convexa, porque así , durante el avance de las piezas sobre los rodillos son libres de bascular sobre un centro cóncavo, no estando obligadas a bascular sobre las puntas, porque este cabeceo es el que deforma mecánicamente las piezas en la fase de reblandecimiento.

5.7.4.- Convexidad y concavidad presentes al mismo tiempo. El defecto está caracterizado por la convexidad de los lados paralelos al sentido de avance y la concavidad de los lados paralelos a los rodillos, como se puede ver en la figura 20.

FIGURA 20

La deformación cóncava se produce en la primera parte de la cocción, mientras que la parte convexa se produce en la parte final de la cocción.

Para corregir este defecto es necesario actuar primero sobre la parte cóncava, como ya sabemos, y cuando esta está corregida sobre la parte convexa. Es un defecto difícil de aparecer, pero al mismo tiempo muy difícil de eliminar.

5.7.5.- Efecto rodillo. Los lados del azulejo paralelos al sentido de marcha del horno asumen una característica doble S con una curvatura hacia arriba, a unos 6 – 8 cm. de los lados delantero y trasero y una curvatura hacia abajo a unos 2 – 3 cm. de los mismos lados, estando la zona central recta o con una ligera concavidad. Los lados paralelos a los rodillos no presentan defectos notables, como se puede ver en la figura 21.

FIGURA 21 La causa de este fenómeno puede tener más de un origen: 1. Las filas de los azulejos están demasiado juntas y se aprietan entre si, en la fase de consolidación, en la zona de enfriamiento directo o apenas después. En tal caso es conveniente separar las filas, mediante los motores de esta zona. 2. Puede tratarse simplemente de la exageración del defecto de puntas hacia abajo, si el tiempo de cocción es demasiado alto (7 – 10 minutos). Para corregir este defecto se debe actuar del siguiente modo:

a. Aumentar la temperatura por encima de los rodillos en la parte final de la zona de cocción, hasta eliminar la parte convexa en los últimos 2 – 3 cm. del lado. b. Corregir el salto térmico en la primera parte de la curva de cocción, aumentando con pequeños incrementos la temperatura debajo de los rodillos. 3. Puede tratarse de las combinaciones de las deformaciones de puntas hacia abajo, combinado con lados paralelos al eje del horno levantados hacia arriba, y procederemos como en el caso anterior.

5.7.6.- Combinaciones de diversas deformaciones.

Con experiencia en el manejo del horno cualquier tipo de deformación puede ser corregida, mediante la modificación de la curva de cocción, siempre que el acuerdo esmalte – soporte está dentro de unos ciertos límites, ya que sino será necesario cambiar o modificar el engobe y/o el esmalte.

5.8.- Calibres y descuadres. El calibrado, es decir el control de la dimensión final del azulejo, se ejecuta introduciendo en el horno baldosas obtenidas en el mismo plato del molde de la prensa y cumpliendo con el sentido de extracción del molde. Si queremos controlar las anomalías de prensado se deben introducir piazas en el horno giradas 90 º y 180 º, en el sentido de extracción del molde, para poder comprobar si las anomalías , en calibres, son debidas al horno o al prensado. En el caso de cocción en el horno, la mala regulación del horno tranversalmente puede generar calibres; esta mala regulación se pone en evidencia por las distintas medidas del azulejo obtenido con el mismo punzón, la misma prensa y de prensados obtenidos con los mismos parámetros. Se pueden producir las siguientes condiciones:

5.8.1.- Calibrado distinto entre la parte derecha e izquierda del canal. Cuando se produce un calibrado diferente entre la parte derecha e izquierda se deben realizar las siguientes operaciones: 1. Controlar que el cortafuegos montado en la zona de cocción y el enfriamiento directo está integro. 2. Controlar la presión del horno; para resolver este problema, la presión del horno, a nivel de rodillos en la zona de cocción, tiene que ser igual o próxima a “cero”. Hay que evitar que el horno está demasiado presionado, porque produciría sobrecalentamiento de la manipulación, desgaste de los cojinetes, dispersiones térmicas elevadas, desgaste anormal de los rodillos. 3. Controlar la regulación del gas, comprobando que la presión de este es igual en cada uno de los quemadores, tanto en la parte derecha como la izquierda del horno. 4. Medir la temperatura del canal utilizando las mirillas de inspección montadas en la zona de precalentamiento y cocción. Sobre la base de estas observaciones, trazar los diagramas de cocción para el lado derecho e izquierdo, tanto de la parte superior como inferior del horno. Si las relaciones aire – gas no son iguales llevarlas en los dos lados del horno, regularlas, igualándolas. 5. Reducir la cantidad de aire de los quemadores en zona de cocción (donde el material soporta la contracción) en el lado que el material está menos cocido y

aumentar el aire en la parte que el material está más cocido, realizando reducciones o aumentos de la presión del aire de 2 a 3 m.m. c.d.a.

FIGURA 22

5.8.2.- Calibrado distinto entre la parte central y los lados del canal. Cuando el calibrado es diferente entre la parte central y las partes del canal, cerca de las paredes, además de las regulaciones descritas en el apartado anterior, es necesario realizar las siguientes operaciones: 1. Aumentar la permanencia en la zona de cocción, compatiblemente con los problemas derivados con el calentamiento. 2. Evitar concentraciones de llama detectables como “picos” de cocción por los trazados de los diagramas. 3. Controlar que la combustión de los quemadores sea completa, sin que penetre en el canal mezcla de gas – aire no quemada. 4. Controlar que el taponamiento de los rodillos, con lana de cerámica, en la zona de cocción sea completa, y por lo tanto no haya dispersión de calor. Lo mismo debe hacerse en la zona de precalentamiento, para asegurarse que no se produce la entrada de aire frío. 5. Introducir aire frío en el canal con presión elevada, de manera que el flujo alcance el centro del canal y cree turbulencia. La entrada de aire con presión baja o insuficiente crea las condiciones para una caída del aire frío cerca de las paredes, dada la alta relación entre los pesos específicos del aire frío y caliente. 6. Colocar delante de los quemadores, debajo de los rodillos de la zona de cocción, ladrillos especiales de detención de llama, a unos 20 cm. de las

paredes, para desviar la llama hacia el lado más cercano a la pared y por tanto más frío, procurando que estén distantes de los termopares de regulación. Se pueden colocar difusores especiales para enviar la llama sobre las paredes, para que estas se calienten. 5.8.3.- Calibrado variable en el tiempo. En este caso es necesario: 1. Comprobar que el diagrama de las temperaturas en un periodo de tiempo suficientemente largo, para ver si es constante, controlando los parámetros de regulación de las temperaturas, en caso contrario. 2. Controlar si las variaciones se producen después de una falta de carga o vacío en el horno. Si se comprueba esta condición, hay que comprobar los parámetros de regulación de temperatura y variarlos hasta optimizar la estabilidad de la temperatura de cocción controlada automáticamente. 3. Comprobar que las rampas de gas, después de una falta de carga (vacío) pueden ser alimentadas con el caudal de gas necesario para el alcance rápido de la temperatura de funcionamiento normal, es decir , que el tiempo de respuesta para restablecer las condiciones de funcionamiento sea el más breve posible.

5.9.- Destonificados. La destonificación puede tener su origen en diferencias de espesor de la capa de esmalte aplicada sobre el soporte o de diferencias de temperatura de cocción, en la sección del horno. La influencia de la temperatura sobre la destonificación de una pieza determinada puede estudiarse mediante la cocción de una probeta alargada a distintas temperaturas en un horno de gradiente. En los hornos de rodillos el defecto puede aparecer al variar la temperatura de cocción para ajustar la contracción lineal de la pieza o al producirse vacíos en el horno. En pastas rojas se pueden presentar variaciones del tono del esmalte de algunos modelos si cambia la absorción de agua del soporte, ya que este se obscurece o aclara con dichas modificaciones. Si el esmalte es transparente o translucido puede acusar la destonificación. Esta variación es más frecuente en los productos gresificados, donde la variación del color del soporte depende es mayor con la temperatura. Otro defecto semejante se da en piezas con porosidad del 4 % o más, con esmaltes translucidos, ya que al absorber agua cambian el tono del soporte, produciendo temporalmente una mancha más obscura, que desaparece con el secado. 5.10.- Condensaciones de esmaltes.

En el transcurso de la cocción parte de los componentes más volátiles de los esmaltes se evaporan, condensándose en las zonas del horno más frías, que suele ser en la zona del precalentamiento cercana a la chimenea de aspiración de gases de combustión.

Estas condensaciones en el horno van dejando caer gotas o residuos de color verdoso, sobre las piezas esmaltadas, dando lugar a este defecto. Este defecto es fácil de evitar soplando con aire en las zonas donde se produce la acumulación de condensaciones. Ver figura 23.

FIGURA 23