PT96395B - Processo de corte de granito com uma armacao de laminas de aco e uma mistura abase de granalha metalica - Google Patents

Description

PROCESSO DE CORTE DE GRANITO COM UMA ARMAÇÃO DE LÂMINAS DE AÇO E UMA MISTURA Ã BASE DE GRANALHA METÁLICA

Um dos trabalhos mais conhecidos dos materiais de pedra ê a transformação de blocos em placas, por meio de armações de serração dotadas com lâminas de aço. Segundo o sistema mais clássico, a armação estã animada de um movimento alternativo, no decurso do qual as lâminas se deslocam ao longo do sulco de corte, mantendo-se em contacto com o fundo do sulco num troço mais ou menos longo, enquanto se fornece uma mistura de ãgua e grãos abrasivos. Como ê conhecido, o corte dos materiais de pedra ê obtido não tanto pela acção directa das lâminas de aço, como pela acção abrasiva da mistura.

De acordo com técnicas mais modernas, utilizam-se pelo contrario as chamadas lâminas diamantadas, isto e'lâminas de aço providas de dentes com a forma de segmentos diamantados, fixados ao longo do bordo inferior da lâmina e somente aos quais ê cometida a acção de corte; a mistura abrasiva ê neste caso substituída por ãgua simples, que desempenha funções de arrefecimento e de transporte dos põs do material de pedra resultantes do corte.

Esta técnica moderna de utilização das lâminas diamantadas resultou muito eficaz para o corte do mármore, onde praticamente deixou de usar-se a técnica de corte com mistura abrasiva.

Mas essa técnica não encontrou, pelo contrário, aplicação no corte de granito, onde os consumos de segmentos diamantados são de todo insuportáveis para a eficácia do corte conseguido.

Portanto, na técnica do corte de materiais graníticos ainda hoje se faz utilização de lâminas de aço de bordo rectilíneo e com uma mistura â base de ãgua, mineral aplicado, granalha de aço ou de ferro e cal. Uma dificuldade importante que se encontra neste tipo de trabalho resulta do facto de a mistura sofrer, no decurso das operações de serração, uma modificação sensível da sua composição, por um efeito de interacção recíproca químico-física dos materiais componentes da mistura.

Um efeito de modificação da mistura particularmente evidente e o aumento da sua viscosidade: julga-se que isso se produzirá ou pela interacção da cal com o põ do mineral granítico, ou pela hidratação deste mesmo mineral finamente subdividido, que tende a agregar-se com outras partículas/ especialmente com elevadas concentrações de sólidos na mistura.

Esta mistura toma então o aspecto de um fluido homogéneo, pesado, viscoso, com caracteristicas pseudoelãsticas e tixotrõpicas.

Como um tal aumento da viscosidade não permite uma operação de serração correcta, podendo mesmo chegar a comprometer o funcionamento da armação, efectuam-se ciclicamente operações de lavagem. Para isso, lava-se com ãgua uma parte da mistura, com a dupla função de eliminar as partículas de mineral granítico pulverizado e contrariar, com a diluição, a tendência da mas-3sa fluida para solidificar.

Como se sabe, esta operação de lavagem ê extremamente delicada, visto que também uma diluição excessiva da mistura tem um efeito negativo; com efeito, um valor apropriado da viscosidade e as características reológicas atras referidas são indispensáveis para manter em suspensão a granalha de aço e permitir assim o transporte regular da mesma na massa da mistura.

Em teoria podem obter-se maiores velocidades de corte aumentando a quantidade de granalha abrasiva na mistura; paralelamente ocorre também aumentar a quantidade de cal na mistura, a fim de se obter uma mistura mais viscosa, apropriada para ter em suspensão, e arrastar apropriadamente essa maior quantidade de granalha. Todavia, na prática o trabalho torna-se muito mais critico visto que, em curto tempo - também por causa do calor desenvolvido pelo atrito - a mistura pode rapidamente chegar a solidificar-se no corte ou nas condutas respectivas de alimentação.

Tentou-se também aumentar a quantidade de granalha presente na mistura, mantendo no entanto esta ultima com uma menor viscosidade. Mas daí resultaram entretanto graves inconvenientes, como um consumo desproporcionado de granalha, a imperfeição da planidade do corte, um consumo excessivo ou a rotura das lâminas, sem por outro lado se obter um aumento da velocidade de corte.

Embora o mecanismo na base do qual se produz a acção de corte seja ainda hoje objecto de discussão, a teoria mais segui-4 da sustenta que a mistura, comprimida e movimentada pelas lâminas, arranca gradualmente o mineral por acção do impacto das partículas metálicas contra a superfície do granito.

Portanto, para se obter boas características de corte seria desejável poder trabalhar com misturas com características que hoje aparecem como incompatíveis, isto ê, por um lado, um peso específico elevado e uma grande energia cinética e, por outro lado, uma viscosidade relativamente baixa para evitar o risco de solidificação.

objectivo da presente invenção consiste em desenvolver um processo que satisfaça ao máximo essas exigências. Tal objectivo ê atingido se a referida mistura abrasiva, à base essencialmente de ãgua, mineral arrancado, granalha de aço ou de ferro e cal, incluir além disso, como aditivo estabilizador da viscosidade, um agente tensioactivo e/ou um polielectrÕlito, de preferência um polielectrÕlito aniõnico.

A quantidade do referido aditivo estabilizador da viscosidade adicionada à mistura ê geralmente inferior a 5%, em peso, relativamente ao peso da mistura, e de preferência situa-se entre 0,1 e 2%, em peso.

Os referidos aditivos estabilizadores da viscosidade têm frequentemente um carácter polimérico e contêm grupos funcionais -SO^H, -COOH, -OH, -OH fenõlico, que são afins das partículas sólidas anidras ou pouco hidratadas dos materiais graníticos arrancados. Os aditivos preferidos são, por exemplo, as substâncias do grupo que compreende:

-5- sais do ãcido lenhinossulfónico, derivados do tratamento da madeira para a extracção da celulose (lenhinossulfonatos de Na, Ca, Fe e Cr)

- tanatos que se formam tratando com bases os taninos naturais ou artificiais, as substâncias galotânicas, os estratos vegetais (óleo de Quebracho e similares)

- humatos de sódio derivados do tratamento, com bases, de turfa natural ou oxidada, ou dos ácidos húmicos purificados

- polímeros sulfonados hidrossoluveis, artificiais ou sintéticos, com grupos sulfónicos sobre anéis aromáticos ou heterociclicos

- polissacarídeos, derivados solúveis da celulose

- sais de ácidos alquilarilsulfónicos ou naftalenossuifõnicos

- sais dos ácidos hidroxicarboxílicos

- produtos de condensação de alquilfenõis com polímeros etoxilados

- sais de amónio quaternários

- poliacrilatos, aos quais podem eventualmente juntar-se iões metálicos alcalino-terrosos ou terrosos.

Durante experiências práticas foi possível verificar que, com a adição de tais estabilizadores, ê possível regular a viscosidade no grau desejado e mantê-la constante por alguns dias, sem qualquer intervenção, ao contrário do que se verifica com as misturas conhecidas, que por vezes tendem a solidificar em pou-6/ y

.... _r .-¾ cas horas, se forem deixadas em repouso.

Das mesmas experiências resultou que ê possível manter a viscosidade no grau desejado também diminuindo de 10 - 15% a quantidade de ãgua na mistura. Isto constitui uma outra vantagem evidente, na medida em que permite dispor de uma mistura que, em igualdade de viscosidade, contêm uma maior quantidade de sólidos (em particular granalha metálica) que aumenta a eficácia do corte.

Dado que o grau de viscosidade e desse modo melhor controlado, é portanto possível prever um trabalho com uma viscosidade mais elevada da mistura. Isso traduz-se numa melhor distribuição em suspensão da granalha metálica, ou dos sólidos em geral, no interior da mistura e portanto num arrastamento mais correcto destes materiais sólidos durante a operação de serração. Daí resulta, para a mesma potência absorvida, um aumento de 20%, ou mais, da viscosidade de corte; ou, o que ê equivalente, uma redução de pelo menos 20% da potência absorvida, para a mesma velocidade de corte; ou ainda, sendo todos os outros factores iguais, uma segurança absoluta da precisão do corte.

Uma outra vantagem importante Ó dada pelo facto de que são desse modo afastados os perigos de entupimento das fendas de corte ou de solidificação da mistura na instalação de circulação da mesma. Também o funcionamento do ciclone separador é melhorado, dada a menor compacidade da mistura, sendo permitida uma melhor recuperação da granalha.

Os aditivos de estabilização da viscosidade da mistura

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resultam também vantajosos nas fases finais dos trabalhos, isto ê, por um lado, na limpeza das placas cortadas, que podem ser lavadas de maneira muito mais simples com um jacto de ãgua e, por outro lado, no tratamento das lamas resultantes da limpeza, com filtros-prensas, que fica assim notavelmente facilitado.

Uma vantagem não desprezável dos aditivos segundo a presente invenção, do ponto de vista escologico, ê dada pelo facto de eles não serem tóxicos para os operadores encarregados, nem corrosivos para o material com que estarão em contacto. Os mesmos têm além disso uma boa biodegradabilidade e são, em qualquer caso, recicláveis depois de uma filtração e separação dos outros sólidos contidos na mistura.

No desenho anexo representa-se, a título de exemplo, o comportamento de uma mistura de serração segundo a presente invenção, aplicada ao corte de granito tipo Labrador chiar-verde marina. 0 gráfico apresentado no desenho tem em abscissas o tempo, com medidas de 15 em 15 minutos, e em ordenadas a viscosidade em cps.

A linha contínua, com a referência (A), refere-se a uma mistura da técnica conhecida, com a seguinte composição, em peso:

% de H₂0 % de mineral arrancado % de granalha metálica % de cal

A linha a tracejado, com a referência (B), refere-se a

-8uma mistura como no caso (A), mas â qual se juntou 0,1 %, em peso, de um aditivo segundo a presente invenção, mais precisamente um lenhinossulfonato de cálcio.

Nota-se de maneira evidente gue a mistura (A), embora inicialmente com uma viscosidade relativamente baixa, da ordem de 1 030 cps, portanto apenas suficiente para assegurar o arrasto correcto da granalha, com o decorrer do tempo aumenta rapidamente a viscosidade, chegando a cerca de 1 180 cps jã ao fim de duas horas e meia.

Nas mesmas condições e no mesmo tempo, pode observar-se que a mistura (B) segundo a presente invenção mantêm pelo contrário praticamente inalterada a viscosidade, com um valor de 1 100 cps.

Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. - Processo de serração de material lapídeo, em particular de granito, caracterizado pelo facto de se utilizarem armações oscilantes com lâminas de aço rectilíneas e uma mistura abrasiva essencialmente à base de água, cal e granalha de aço ou de ferro fundido, compreendendo a referida mistura além disso um aditivo estabilizador da viscosidade, um agente tensioactivo e/ou um polielectrólito.
2. 2. - Processo de acordo com a reivindicação 1, carac terizado por o referido aditivo estabilizador da viscosidade ser adicionado numa quantidade inferior a 5%, em peso, de /

   / -10preferencia compreendida entre 0,1 e 2%, em peso.
3. 3. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracte rizado por o aditivo estabilizador da viscosidade ser constituído por uma substância do grupo formado pelos polielectrõlitos aniónicos.

   J
4. 4. - Processo de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por os referidos aditivos estabilizadores da viscosidade terem um carácter polimérico e conterem grupos fun cionais -SO^H, —COOH, -OH e -OH xenólico, que sejam afins das partículas sólidas anidras ou pouco hidratadas dos materiais graníticos desmontados.
5. 5·- Processo de acordo com uma.qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por os referidos aditivos estabilizadores da viscosidade serem substâncias do grupo que compreende:

   - sais do ácido lenhinossulfónico derivados do tratamento da madeira pela extracção da celulose (lenhinossulfonatos de Na, Ca, Pe e Cr);

   - tanatos que se formam tratando com bases os taninos naturais ou artificiais, as substâncias galotânicas, os estratos vegetais (Óleo de Quebracho e similares);

   - humatos de sódio derivados do tratamento com bases de turfa natural ou. oxidada, ou de ácidos húmicos purificados;

   - polímeros sulfonados hidrossolúveis, artificiais e sintéticos, com grupos sulfõnicos em anéis aromáticos ou hetero cíclicos;

   - polissacãridos, derivados solúveis-da celulose;

   - sais de ácidos alquilarilsulfónicos. ou naftalenossulfõnicos ;

   - sais de ácidos hidroxicarbossilícicos;

   - produtos da condensação de alquilfenois com polímeros etoxilados;

   - sais de.amónio quaternários;

   - poliacrilatos.

   Processo de acordo coma reivindicação 5, caracte rizado por aos referidos aditivos· estabilizadores da viscosida de serem adicionados iões de metais alcalino-terrosos ou terro sos.