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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