APTITUD A LA CLINKERIZACIÓN

Se define como la facilidad o dificultad que presenta una combinación de materiales para convertirse en clinker de buena calidad, cumpliendo las condiciones técnicas y ecónomicas viables.

Se ha establecido, determinar la quemabilidad de la harina cruda en base al óxido de calcio que no ha reaccionado (cal libre), después de haber quemado el material durante cierto tiempo a una temperatura específica. 

Es importante determinar la quemabilidad de una harina, cuando se hacen nuevas mezclas de materias primas, que puedan afectar la operación del horno, la vida de refractarios, el consumo de combustible y la cantidad de clinker producido.

Control y operación en Horno de Cemento

Los diferentes sistemas de horno se pueden distinguir por el contenido de humedad de la materia prima, que se alimenta al sistema de horno. Los diferentes tipos de procesos son:

·                  Proceso húmedo 30-40% de humedad

·                  Proceso semi húmedo 17-21% de humedad

·                  Proceso semiseco 10-15% de humedad

·                  Proceso seco, menor 1% de humedad   

Aunque cada tipo de proceso tiene sus propios parámetros de operación particulares, el crudo tiene que sufrir reacciones químicas y físicas similares hasta que el clínker finalmente abandone el sistema del horno.

Las reacciones básicas son:

·                  Secado de la comida cruda.

·                  Calentamiento del material.

·                  Calcinación

·                  Formación de los minerales del clínker.

·                  Enfriamiento del clínker

La principal diferencia entre los diferentes tipos de procesos radica en el tiempo y la energía requeridos, cada reacción debe completarse.

Por lo tanto, el rango operativo de los diferentes parámetros de control varía de un sistema de horno a otro. Lo mismo se aplica al tiempo de respuesta, así como a la frecuencia y magnitud de cualquier ajuste de la variable de control.

Sin embargo, ciertas reglas básicas son aplicables para todos los tipos de sistemas de hornos. Se presentan a continuación y darán un concepto elemental de funcionamiento del horno.

Importancia del Yeso en la Fabricación de Cemento

Interpretación del fraguado y Resistencias del cemento Portland

A través del tiempo se han realizado diferentes investigaciones para encontrar ecuaciones que relacionen el porcentaje de SO3 con los componentes del cemento.

El mínimo contenido de SO3 está relacionado, ya sea con la finura del cemento, o alternativamente con el contenido de C3A, de los álcalis (Na2O, K2O), así como el contenido de SO3 del Clinker.

Ecuaciones que relacionan algunos componentes.

El yeso y los sulfatos de calcio en general, desempeñan un papel importante en la fabricación del Clinker (como mineralizadores y modificadores en el reciclaje de los álcalis) y como reguladores de la reología y velocidad de hidratación del cemento Portland. Parte del sulfato necesario para las reacciones iniciales, se encuentra normalmente en el Clinker como álcali-sulfato, el cual rápidamente se transforma en solución sólida. Parte proviene del sulfato de calcio adicionado durante la molienda, pero su funcionamiento al disolverse en la pasta de cemento, depende de la forma en la cual se encuentre en el cemento.

Correcciones de densidad de gases por condiciones no estándar.

la densidad del aire tiene un valor de 1.293 kg/m3, a condiciones estándar, temperatura de 20 °C (273 °K), y una presión absoluta de 101.325 Kpa (1 atm, 14.7 PSI).

Algunas veces, las velocidades de aire se miden en condiciones significativamente diferentes a las condiciones estándar. Si se ignoran estas condiciones, se pueden introducir graves errores en la determinación de la velocidad real del conducto y el caudal volumétrico en el sistema. La elevación, la presión, la temperatura y el contenido de humedad afectan la densidad de la corriente de aire. Debe aplicarse un factor de corrección si se dan los siguientes casos:

Burning Issues

The problems caused by rings and build-ups in a kiln system always create turmoil and frequently a loss of production. Most of these problems can be controlled if not eliminated.

The picture below, indicates the major causes of ring and build-up. There must be a good evaluation programme, which includes a review of the Literature. When this accomplished, there are definitely solutions to the problems of ring and build-up in the kiln. Frequently the solution requires forgetting Some preconceived ideas.

This section will not cover all of the ring and build-ups that can occur, but will Address those most frequently encountered. There are problems  associated  with the burning of waste fuel which can attributed to flame position, alkalis, chlorides and Sulphur.

Índice de Unformidad de Crudo y Clinker

Metodología que busca reducir los consumos energéticos y mejorar la calidad de los productos.

• Controla la quimica del crudo entrada a horno
• Controla la calidad del clinker
• Mediante el indicador se controla la operación de los procesos
• Evidencia dificultades para el control de la química del proceso y la operación del horno
• Prioriza actividades de proceso para disminuir la variabilidad de materiales en proceso y producto final.

Factor Crudo Clinker

Sin duda uno de los mayores retos del ingeniero de procesos en plantas de cemento, lo constituye la correcta determinación del factor crudo Clinker, sobre todo en plantas donde no hay posibilidad de desviar la producción de Clinker hacia volquetas que puedan ser pesadas en balanzas confiables.

Algunas plantas modernas tienen equipos sofisticados para determinar en forma másica o volumétrica el crudo alimentado y el Clinker que sale del horno. Sin embargo, inestabilidad en la operación, causan variaciones de cantidad y calidad, causando que los datos obtenidos solo sean referencias en periodos más o menos largos de tiempo.

Auditoría de molienda

                                                                                                                        Por: Ing. Luis Alvarez M 

La molienda de cemento, representa una de las operaciones de mayor demanda de energía eléctrica para el proceso de fabricación de cemento, solo un pequeño porcentaje de esta energía es utilizada efectivamente  en la reducción de tamaño. La principal preocupación de la industria cementera es incrementar la productividad del proceso de molienda para reducir el margen entre la energía suministrada y la realmente útil. 

Un Molino de Cemento, normalmente está limitado por la potencia del accionamiento, de tal forma que cualquier reducción en el consumo energético representa un incremento en la capacidad de producción, también una reducción en el costo de la energía.

Un excesivo consumo energético puede ser originado por:

Secado de materias primas en procesos de molienda

                     

Las materias primas utilizadas en la industria cementera contienen, cantidades apreciables de humedad al ser explotadas en las canteras. Las arcillas pueden tener hasta 10-25 % de humedad, las calizas hasta 6-10 %, las arenas hasta 20 %, etcétera. Para los procesos actuales por vía seca, los materiales deben ser secados antes o durante el proceso de molienda.

Existen tres tipos de secado en el proceso de molienda:

Ventilación en molinos de cemento

Por: Ing. Dairo Montes

Su objetivo es sacar las partículas finas, desempolvar el molino y asegurar el enfriamiento del material y del molino.

La importancia de la ventilación del molino radica en que ayuda a disminuir el coating al sacar las partículas finas que se adhieren a los cuerpos moledores, también junto con el agua de enfriamiento previene la deshidratación del yeso y el riesgo de fraguado en los silos de cemento al disminuir la temperatura del cemento.

La necesidad de ventilar adecuadamente un sistema de molino de bolas es maximizar la eficiencia de trituración y aprovechar al máximo el potencial de secado y enfriamiento.

Prehidratación del cemento

                                                                            

Fig 1. Cemento hidratado

La pre hidratación del cemento se define como las reacciones no deseadas entre el cemento y el agua o vapor de agua que se producen antes que comience la hidratación propiamente dicha.

El proceso de pre hidratación del cemento está relacionado con la hidratación parcial del aluminato tricíclico (C₃A) y su reacción con los sulfatos alcalinos langbeinita K₂Ca₂ (SO₄)₃ y arcanita (K₂SO₄) del Clinker y el yeso del cemento.

El fenómeno de pre hidratación se manifiesta en el cemento especialmente a través de la disminución de resistencias mecánicas y el alargamiento de los tiempos de fraguados. La influencia en las resistencias mecánicas a edades tempranas puede muchos casos representar una disminución del 25% dependiendo de la intensidad del fenómeno.