PRODUCCIÓN DEL CEMENTO

1. MATERIAS PRIMAS

El proceso de fabricación del cemento comienza con la obtención de las materias primas necesarias para conseguir la composición deseada para la producción del clinker.

Los componentes básicos para el cemento Pórtland son: CaO, obtenida de materiales ricos en cal, como la piedra caliza rica en CaCO3, con impurezas de SiO2,  Al2O3   y  MgCO3,  de  Margas,  que  son  calizas  acompañadas  de  sílice  y  productos  arcillosos, conchas marinas, arcilla calcárea, greda, etc.
SiO2   y  Al2O3,  obtenidos  de  Arcilla,  arcilla  esquistosa,  pizarra,  ceniza  muy  fina  o  arena para proporcionar sílice y alúmina Fe2O3, que se  obtiene de  mineral  de  hierro, costras  de laminado  o algún  material  semejante  para suministrar el hierro o componente ferrífero.


Con los dos primeros componentes se produce cemento Pórtland blanco, el tercero es un material fundente que  reduce  la  temperatura  de  calcinación  necesaria  para  la  producción del  cemento  gris. Esta disminución en la temperatura, hace que sea más económico en su fabricación, en relación al cemento blanco, aunque ambos poseen las mismas propiedades aglomerantes.

El número de materias primas requeridas en cualquier planta depende de la composición química de estos materiales y de los tipos de cemento que se produzcan. Para llevar a cabo una mezcla uniforme y adecuada, las materias primas se muestrean y analizan en forma continua, y se hacen ajustes a las proporciones mientras se realiza el mezclado.

2. EXTRACCIÓN

El proceso industrial comienza con la extracción de las materias primas necesarias para la fabricación del cemento, tales como piedra caliza, yeso, oxido de hierro y puzolana. La extracción se realiza en canteras a cielo abierto mediante perforaciones y voladuras controladas, para luego ser transportadas por palas y volquetas a la trituradora.

3. PROCESAMIENTO

3.1. TRITURACIÓN Y MOLIENDA

La finalidad de la trituración y posterior molienda es reducir el tamaño de las partículas de la materia prima,  para  que  las  reacciones  químicas  de  cocción  en  el  horno  puedan  realizarse  de  forma adecuada.

Trituración.- Después  de  la  excavación,  la  primera  operación  de  procesamiento  es  la  trituración. Esta se realiza en dos etapas, primeramente la piedra bruta se pasa por la trituradora primaria, donde los fragmento se reducen desde un tamaño de 1.5m a 15cm, y en seguida el producto triturado pasa a la trituradora secundaría, la cual lo reduce hasta un tamaño de alrededor de 1,5cm hasta alcanzar la granulometría deseada.

Los materiales son almacenados en tolvas de control, para pasar a la molienda, separados en sus cuatro componentes: piedra caliza chancada, arcilla desmenuzada, óxido de hierro y yeso chancado.

Molienda.-  En  esta  etapa  se  seleccionan  las  características  de  la  harina  cruda  que  se  desea obtener, mediante  un  sistema  que  consta  de  cuatro  balanzas  dosificadoras,  que  suministran  los materiales que se incorporan al proceso del molino para lograr la mezcla final.

La molienda de materias primas (molienda de crudo) se realiza en equipos mecánicos rotatorios, en los  que la  mezcla  dosificada  de  materias  primas  es  sometida  a  impactos  de  cuerpos  metálicos (molino  de bolas  Fuller en  la  planta  de  cemento  “El  Puente”)  o  a  fuerzas  de  compresión  elevadas

En  la  línea  de  transporte  del  polvo  crudo  se  toman  muestras  representativas  para  controlar  la composición química y la finura del producto. El polvo crudo es almacenado en silos.

3.2. PROCESOS DE FABRICACIÓN DEL CLINKER (VÍA SECA) CALCINACIÓN
Se usa un molino vertical de rodillos, para secar y reducir  el material hasta que de 80 a 90% de este pase por  el  tamiz  Nº200.  A  medida  que  el  material  es  forzado  hacia  la  corriente  de  gas  caliente proveniente del horno, produciéndose la deshidratación y la descarbonatación.

El material procesado en el horno rotatorio alcanza una temperatura entorno a los 1450ºC. La materia prima, durante su calcinación, sufre reacciones químicas formándose granos duros, del tamaño de una  nuez,  de  un  nuevo  material  llamado  Clinker.  El  Clinker  que  se  forma  sale  del  horno  a  esta temperatura,  y  entra  dentro  del  enfriador  donde  es  enfriado  hasta  una  temperatura  de  80°C  en enfriadores de parrillas (“Viacha”) o rotativo (“El Puente”).

Posteriormente,  luego  de  pasar  por  una  chancadora,  el  clinker  es  transportado  a  un  parque  de almacenamiento  para  su  tratamiento  en  el  siguiente  proceso.  Desde  este  depósito  y  mediante  un proceso de extracción controlada, el clinker es conducido al área de molienda.

En función de la composición, la resistencia y otras características adicionales, el cemento se clasifica en distintos  tipos.  Mediante  balanzas  automáticas  denominadas  dosificadoras  se  adicionan  los agregados requeridos según el tipo de cemento que se requiera fabricar.

FIGURA 1.1   Esquema del proceso de fabricaron del cemento Pórtland, mostrando los posibles puntos de control de calidad, en los cuales el productor extrae muestras.

3.3. MOLIDO DE ACABADO (MOLIENDA DE CEMENTO)

La  molienda  de  cemento  se  realiza  en  equipos  mecánicos  en  las  que  la  mezcla  de  materiales  es sometida a impactos de cuerpos metálicos o a fuerzas de compresión elevadas.

El clinker se muele junto con un 5 a 7% de yeso. La función de este último es de controlar el tiempo de fraguado y mejorar las características de resistencia y cambio de volumen.

3.4. SISTEMAS DE CONTROL

Se  cuenta  con  un  sistema  de  control  de  calidad  permanente,  mediante  el  análisis  de  muestras tomadas a lo largo de todo el proceso productivo, lo que permite contar con productos que están bajo especificaciones de la Norma.

Para  ello  se  cuenta  en  cada  planta  con  laboratorios  de  ensayos  físicos  y  químicos  provistos  de maquinaria y equipo adecuado y específico para realizar los ensayos establecidos por norma.

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