IT9020440A1 - Procedimento di taglio di granito con telaio a lame d'acciaio e miscela a base di graniglia metallica - Google Patents
Procedimento di taglio di granito con telaio a lame d'acciaio e miscela a base di graniglia metallicaInfo
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Description
Descrizione dell'invenzione avente per titolo:
"PROCEDIMENTO DI TAGLIO DI GRANITO CON TELAIO A LAME D'ACCIAIO E MISCELA A BASE DI GRANIGLIA METALLICA"
Una delle lavorazioni più note del materiale lapideo è la trasformazione di blocchi in lastre per mezzo di telai di segagione dotati di lame d'acciaio. Secondo il sistema più classico, il telaio è dotato di un movimento alternativo, nel corso del quale le lame scorrono lungo il solco di taglio restando a contatto con il fondo del solco per un tratto più o meno lungo, mentre viene alimentata una miscela di acqua e grani abrasivi. Come noto, il taglio del materiale lapideo è ottenuto non tanto per l'azione diretta delle lame di acciaio, quanto per l'azione abrasiva della miscela.
Secondo tecniche più moderne si fa invece impego di cosidette lame diamantate, cioè lame d'acciaio dotate di denti in forma di segmenti diaraantati, fissati lungo il bordo inferiore della lama ed ai quali soltanto è affidata l'azione di taglio; la miscela abrasiva è in questo caso sostituita da semplice acqua, che svolge funzione di raffreddamento e di asportazione della polvere di materiale lapideo risultante dal taglio.
Questa tecnica moderna di impiego delle lame diamantate è risultata certamente molto efficace per il taglio di marmo, ove è praticamente andata in disuso la tecnica di taglio con miscela abrasiva. Essa non ha invece trovato effettiva applicazione nel taglio di granito, ove i consumi dei segmenti diamantati risultano del tutto sproporzionati all'efficacia di taglio conseguita.
Pertanto, nella tecnica di taglio di materiale granitico si fa tuttora impiego di lame d'acciaio a bordo rettilineo e di una miscela principalmente a base di acqua, minerale asportato, graniglia di acciaio o di ghisa, e calce. Una notevole difficoltà che si riscontra in questo tipo di lavorazione è data dal fatto che la miscela subisce, nel corso della operazione di segagione, una sensibile modificazione della sua composizione, per un effetto di una reciproca interazione chimico fisica dei materiali componenti la miscela.
Un effetto di modificazione della miscela che risulta particolarmente evidente è quello di un aumento della sua viscosità: si ritiene che esso venga a prodursi sia per la interazione della calce con la polvere di minerale granitico, sia per l'idratazione di questo stesso minerale finemente suddiviso, che tende ad aggregarsi con altre particelle, specialmente ad alte concentrazioni di solido nella miscela.
Questa miscela assume allora l'aspetto di un fluido omogeneo, pesante, viscoso, con caratteristiche pseudoplastiche e tissotropiche.
Poiché un tale aumento della viscosità non consente una corretta operazione di segagione, ma anzi può arrivare a compromettere il funzionamento del telaio, si procede ad eseguire ciclicamente delle operazioni di "lavaggio". A questo scopo si lava con acqua una parte della miscela, con la duplice funzione di eliminare le particelle di minerale granitico polverizzato e di contrastare con la diluizione la tendenza della massa fluida a solidificare.
Come noto, questa operazione di "lavaggio" è estremamente delicata, poiché anche una eccessiva diluizione della miscela ha un effetto negativo; in effetti, un adatto valore di viscosità e le caratteristiche reologiche menzionate sopra sono indispensabili per mantenere in sospensione la graniglia d'acciaio e consentirne cosi il regolare trasporto nella massa della miscela.
In teoria si possono ottenere maggiori velocità di taglio aumentando la quantità di graniglia abrasiva nella miscela; parallelamente occorre anche aumentare la quantità di calce nella miscela, cosi da ottenere una miscela più viscosa, atta a tenere in sospensione ed a trascinare adeguatamente tale maggiore quantità di graniglia. Tuttavia in pratica la lavorazione diventa molto più critica poiché in breve tempo - anche a causa del calore sviluppato dall'attrito - la miscela può rapidamente arrivare a solidificare nel taglio o nei rispettivi condotti di alimentazione.
Si è anche tentato di aumentare la quantità di graniglia presente nella miscela, m ntenendo tuttavia quest'ultima a viscosità più basse. Ne sono risultati tuttavia altrettanto gravi inconvenienti, come uno sproporzionato consumo di graniglia, la non perfetta planarità del taglio, un eccessivo consumo o la rottura delle lame, senza d'altra parte ottenere un aumento della velocità di taglio.
Benché il meccanismo in base al quale si produce l'azione di taglio sia ancora oggi oggetto di discussione, la teoria più accreditata sostiene che la miscela, compressa e movimentata dalle lame, asporti gradualmente il minerale per azione d'urto delle particelle metalliche contro la superficie del granito.
Ber ottenere dunque elevate caratteristiche di taglio sarebbe auspicabile poter lavorare con miscele aventi caratteristiche che appaiono oggi incompatibili, e cioè da un lato elevato peso specifico e grande energia cinetica e, d'altro lato, viscosità relativamente bassa per evitare il rischio di solidificazione.
Scopo della presente invenzione è di mettere a punto un procedimento che soddisfi al massimo queste esigenze. Tale scopo viene raggiunto per il fatto che detta miscela abrasiva, a base essenzialmente di acqua, minerale asportato, graniglia di acciaio o di ghisa, e calce, comprende inoltre, come additivo stabilizzante di viscosità, un tensioattivo e/o un polielettrolita, preferibilmente un polielettrolita anionico.
La quantità di detto additivo stabilizzante di viscosità aggiunto alla miscela è generalemente inferiore al 5% in peso.
rispetto al peso della miscela, e preferibilmente compresa tra 0,1 e 2% in peso.
Detti additivi stabilizzanti di viscosità hanno spesso carattere polimerico e contengono gruppi funzionali -S03H, -COOH, -OH, -OH fenolico, che sono affini alle particelle solide anidre o appena idratate dei materiali granitici asportati. Additivi preferiti sono ad esempio le sostanze del gruppo comprendente:
- sali dell'acido ligninsolfonico derivati dal trattamento del legno per l'estrazione della cellulosa (ligninsolfonati di Na, Ca, Fe, Cr)
- tannati che si formano trattando con basi i tannini naturali o artificiali, le sostanze gallotanniche, gli estratti vegetali (olio di Quebracho e simili)
- umati di sodio derivati dal trattamento con basi, di torba naturale od ossidata, o di acidi umici purificati
- polimeri solfonati idrosolubili, artificiali e sintetici, con gruppi solfonici su anelli aromatici od eterociclici,
- polisaccaridi, derivati solubili della cellulosa
- sali di acidi alchilarilsolfonici o naftalinsolfonici
- sali di acidi idrossicarbossilici
- prodotti di condensazione di alchilfenoli con polimeri etossilati
- sali di ammonio quaternari
- poliacrilati,
alle quali tutte possono essere eventualmente aggiunti ioni di metalli alcalino-terrosi o terrosi.
Durante prove pratiche si è potuto rilevare che con l'aggiunta di tali stabilizzanti è possibile regolare la viscosità al grado desiderato e mantenerla costante per alcuni giorni, senza alcun intervento, a differenza di guanto si verifica con le miscele note, che talavolta tendono a solidificre in poche ore se lasciate a riposo.
Dalle stesse prove è risultato che è possibile mantenere la viscosità al grado desiderato anche diminuendo del 10 - 15% la quantità di acqua nella miscela. Ciò costituisce un evidente ulterrore vantaggio, in quanto consente di disporre di una miscela che, a parità di viscosità, contiene un maggiore quantitativo di solidi (in particolare graniglia metallica) che aumenta l'efficacia di taglio.
Dato che il grado di viscocità risulta in tal modo meglio controllato, è dunque possibile prevedere una lavorazione con una viscosità maggiore della miscela. Ciò si traduce in una migliore distribuzione in sospensione della graniglia metallica, o dei solidi in genere, all'interno della miscela e dunque in un più corretto trascinamento di questi materiali solidi durante l'operazione di segagione. Ne risulta, a parità di potenza assorbita, un aumento del 20% ed oltre della velocità di taglio; oppure, ciò che è equivalente, una riduzione di almeno il 20% della potenza assorbita a parità di velocità di taglio; oppure ancora, a parità di altri fattori, una assoluta sicurezza sulla precisione del taglio.
Un altro importante vantaggio è dato dal fatto che vengono in tal modo scongiurati i pericoli di intasamento delle fessure di taglio e di solidificazione della miscela nell'impianto di circolazione della stessa. Anche il funzionamento del ciclone separatore è migliorato, data la minore compattezza della miscela, ed è consentito un migliore recupero della graniglia.
Gli additivi di stabilizzazione della viscosità della miscela risultano anche vantaggiosi nelle fasi finali delle lavorazioni e cioè, da un lato, nella pulitura delle lastre tagliate, che possono essere molto più semplicemente lavate con un getto d'acqua e, d'altro lato, nel trattamento dei fanghi di spurgo con filtropresse, che ne risulta notevolmente facilitato.
Un non trascurabile vantaggio degli additivi secondo l'invenzione, dal punto di vista ecologico, è dato dal fatto che essi non sono tossici per gli operatori addetti, nè sono corrosivi per il materiale che viene con essi a contatto. Essi hanno inoltre una buona biodegradabilità e sono, in ogni caso, riciclabili dopo filtrazione e separazione dagli altri solidi contenuti nella miscela.
Nel disegno allegato è mostrato, in via esemplificativa, il corporiamente di una miscela di segagione secondo la presente invenzione, applicata al taglio di granito tipo "Labrador chiaro-verde marina". Il grafico riportato nel disegno porta in ascisse il tarpo, con scansione ogni 15 minuti primi, ed in ordinate la viscosità della miscela in cps.
La linea continua, indicata con A, si riferisce ad una miscela della tecnica nota, avente la seguente cocrpoaizione in peso:
42% H2O
43% minerale asportato
14% graniglia metallica
1% calce
La linea punteggiata, indicata cone B, si riferisce ad una miscela come nel caso A, alla quale è stato tuttavia aggiunto il 0,1% in peso di un additivo secondo la presente invenzione, e precisamente un ligninsolionato di calcio.
Si nota in modo evidente che la miscela A, pur avendo inizialmente una viscosità relativamente bassa, dell'ordine di 1030 cps, dunque appena sufficiente per assicurare il corretto trascinamento della graniglia, con il passare del tempo aumenta rapidamente la viscosità, arrivando a circa 1180 cps già nel giro di 2 ore e mezza.
Nelle stesse condizioni e nello stesso tempo, si può rilevare che la miscela B secondo l'invenzione mantiene invece praticamente inalterata la viscosità, ad un valore di circa 1100 cps.
Claims (3)
- RIVENDICAZIONI 1) Procedimento di segagione di materiale lapideo, in particolare di granito, mediante telai oscillanti a lame d'acciaio rettilinee e miscela abrasiva a base essenzialmente di acqua, calce e graniglia di acciaio o di ghisa, caratterizzato da ciò che detta miscela comprende inoltre, come additivo stabilizzante di viscosità, un tensioattivo e/o un polielettrolita.
- 2) Procedimento come in 1, in cui detto additivo stabilizzante di viscosità è aggiunto in misura inferiore al 5% in peso e preferibilmente compresa tra 0,1 e 2% in peso.
- 3) Procedimento come in 1, in cui detto additivo stabilizzante di viscosità è costituito da lina sostanza del grippo dei polielettroliti anionici, 4) Procedimento come in 1, 2 o 3, in cui detti additivi stabilizzanti di viscosità hanno carattere polimerico e contengono gruppi funzionali -S03H, -COOH, -OH, -OH fenolico, che sono affini alle particelle solide anidre o appena idratate dei materiali granitici asportati. 5) Procedimento come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti additivi stabilizzanti di viscosità sono sostanze del gruppo comprendente: - sali dell'acido ligninsolfonico derivati dal trattamento del legno per l'estrazione della cellulosa (ligninsolfonati di Na, Ca, Fe, Cr) - tannati che si fontano trattando con basi i tannini naturali o artificiali, le sostanze gallotanniche, gli estratti vegetali (olio di Quebracho e simili) - umati di sodio derivati dal trattamento con basi, di torba naturale od ossidata, o di acidi umici purificati - polimeri solfonati idrosolubili, artificiali e sintetici, con gruppi solfonici su anelli aromatici od eterociclici, - polisaccaridi, derivati solubili della cellulosa - sali di acidi alchilarilsolfonici o naftalinsolfonici - sali di acidi idrossicarbossilici - prodotti di condensazione di alchilfenoli con polimeri etossilati - sali di ammonio quaternari - poliacrilati. 6) Procedimento come in 5, in cui a detti additivi stabilizzanti di viscosità sono aggiunti ioni di metalli alcalino-terrosi o terrosi
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Legal Events
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Effective date: 19970516 |