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Fabricacion De Cemento
 

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    Fabricacion De Cemento Fabricacion De Cemento Presentation Transcript

    • El término cemento Portland se empleó por primera vez en 1824 por el fabricante inglés de cemento Joseph Aspdin, debido a su parecido con la piedra de Portland, que era muy utilizada para la construcción en Inglaterra. Puede decirse que el prototipo del cemento moderno fue producido a escala industrial por Isaac Johnson quien en 1845 logra conseguir temperaturas suficientemente altas para clinkerizar a la mezcla de arcilla y caliza empleada como materia prima. Los primeros hornos rotatorios surgieron hacia 1880.
    • ESPECIFICACIONES DEL PRODUCTO CALIDAD DEL COMPOSICION COMPONENTES CLINKER Y QUIMICA DEL DE LA MATERIA NTC 121 Y 321 CEMENTO CRUDO PRIMA “TIPO DE CEMENTO”
    • Explotación El proceso inicia con la explotación de la materia prima; la caliza o rocas duras se explotan por sistemas de voladuras de fracturación y la arcilla o rocas blandas se extraen con cargadores o bulldozer. Trituración El material extraído se reduce de tamaño por impacto y/o presión hasta obtener la granulometría apropiada para el proceso (Tamaño Máximo 1 a 2 pulgadas).
    • Pre homogenización Las materias primas se mezclan por separado; para garantizar la uniformidad de cada una de ellas y minimizar la variabilidad en su composición química. Las materias primas se almacenan y luego se transportan por separado a las tolvas, para ser dosificadas en los diferentes procesos (Fabricación Clinker y Molienda de Cemento). 1
    • Caliza Es un carbonato de calcio (CaCO3), siendo las formas mas puras de la caliza el espato calizo (Calcita). Contiene alrededor del 85-98% CaCO3 e impurezas de arcilla y sílice. Color generalmente gris y su peso especifico varia entre 2,6 a 2,8 Arcilla Está constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratado, procedente de la descomposición de minerales de aluminio. Se utilizan para corregir SiO2 y Al2O3. Otros materiales correctores como: Bauxita, Caolín, Marga, Areniscas.
    • Mineral de Hierro Mineral arcilloso que contienen agregados de óxido de hierro (45 -70% Fe2O3). Se utiliza como material corrector de Fe2O3. (Funciona como fundente para la formación de la fase liquida) Carbón Sustancia fósil, dura, bituminosa y térrea, de color oscuro o casi negro, que resulta de la descomposición lenta de la materia leñosa, y arde con menos facilidad, pero dando más calor que el carbón vegetal.
    • El carbón como combustible además de producir altas temperaturas, por medio de sus productos de combustión, influye en la calidad del clinker Las cenizas del carbón, su composición y finura afectan la quemabilidad de la harina. Con composición química:  SiO2= 35-60%  Al2O3=15-35%.
    • Diseño y Dosificación de Harina Se realiza un diseño de mezcla (harina) para encontrar la dosificación de las materias primas que proporcionen la composición deseada de la harina. El diseño de crudo permite el manejo de los recursos y así garantizar mayor vida útil de los materiales en las minas. La composición química de la harina es: CaO: 42 %-44% SiO2: 12%-14% Al2O3: 3% -5% Fe2O3: 2%-3%
    • Molienda de Crudo El material dosificado de las tolvas es transportado al molino vertical, donde el material se muele mediante la presión que ejercen cinco rodillos sobre una mesa giratoria hasta pulverizarlo. El material se obtiene con un retenido en Tamiz 170 (90 µ) de 10-12%.
    • Homogenización El material molido es transportado al filtro de mangas mediante la succión de gases calientes provenientes del horno, en donde se separa el material del aire y transportado al silo de homogenización. En el silo se homogeniza la harina, mediante un sistema de fluidificación que permite el continuo movimiento de la harina, garantizando una mayor uniformidad en su composición química y así proporcionarle al horno una harina de mayor calidad.
    • Des carbonatación y Clinkerización El material molido y homogenizado se transporta a un sistema de torre pre calentador de 5 etapas con el fin de llevar la harina a una temperatura de 870 C para alimentar el horno, este proceso se da por flujos en contracorriente (Ascendente: los gases calientes del horno y descendentes: La harina), luego esta ingresa al horno rotatorio en el cual alcanza una temperatura de 1450 C que permite la transformación de la harina en Clinker.
    • El material a salida del horno se recibe en un enfriador rotatorio, un cilindro con elementos levantadores para exponer el material a una corriente de aire que enfría el Clinker hasta una temperatura de 120 C; Esta corriente de aire se conoce como aire secundario
    • Nomenclatura del Clinker Nomenclatura Nomenclatura en química Nombre química del cemento estándar C Oxido de Calcio CaO S Oxido de Silicio SiO2 A Oxido de Aluminio Al2O3 H Agua H2O F Oxido de Hierro Fe2O3 2
    • Reacciones en un horno rotatorio
    • FORMACION FASES MINERALES DEL CLINKER CaO Base Acido + SiO2 + SiO2 +Al2O3 +Al2O3 +Fe2O3 C3S C2S Sales C3A C4AF (ALITA) (BELITA) “Silicatos” Clinker 3
    • Factores que afectan la calidad del clinker Composición Mineralógica de Calizas, Arcillas y Correctivos. Composición Química y Granulométrica de la harina. Tratamiento Térmico: Temperatura de combustión, Velocidad de calentamiento. Formación de la fase Liquida. Cenizas del carbón: Cantidad, Composición y Finura. Atmósfera del Horno: Oxidante y Reductora. Cantidad de harina alimentada. Cantidad de Carbón alimentada. Operación inestable del horno. Muestreo de crudo no representativo. Atascamiento en las tolvas.
    • El cemento Portland I se obtiene de la molienda del clinker, yeso y adiciones. Clinker Yeso Mineral artificial formado por: Mineral constituído principalmente  CaO : 62-66% (C) sulfato de cálcio dihidratado.  SiO2 : 20-22% (S) CaSO3.2H2O.  Al2O3: 5-7% (A) Se adiciona para regular el fraguado.  Fe2O3: 3-4% (F) Resumidos en cuatro minerales:  Silicato tricálcico (C3S)  Silicato dicálcico (C2S)  Aluminato tricálcico (C3A)  Ferro aluminato tetracálcico (C4AF).
    • Puzolana Escoria Material silico-aluminoso que por sí solo Residuo del proceso industrial no posee o tiene poca propiedad producción de acero (Alto horno) hidráulica, pero finamente molido y en formado por calcio, hierro y presencia de humedad reacciona aluminio. químicamente con el hidróxido de calcio y formar compuestos con propiedades Cenizas de cascara de arroz cementantes. Producida por la calcinación Cenizas volante (fly ash) controlada de la cascara de arroz. Subproducto de centrales termoeléctricas Sílice amorfa >90% que utilizan carbón pulverizado como combustible.
    • Dosificación Las materias primas se dosifican de acuerdo a las características que se desean en el cemento y teniendo en cuenta las especificaciones establecidas en la NTC 321 y NTC 121. Molienda Las materias primas se alimentan al proceso de molienda según las proporciones establecidas para el tipo de cemento a producir y se determina la finura del cemento (retenido del 8 al 16 % en Tamiz 325 (45µm)). En el proceso de molienda de cemento el material es seleccionado a través de un clasificador de partículas que separan las gruesas retornándolas al molino y las partículas finas se transportan al silo de almacenamiento.
    • Almacenamiento El cemento se empaca en sacos de 50 Kg. El proceso de empaque se realiza mediante un empacado manual. Empaque El cemento se almacena en bodega cubierta, máximo 2 filas de estibas (20 Sacos por estiba). Despacho Se programa y se ordena el cargue de cemento de acuerdo a los pedidos del cliente.
    • Cemento Material aglomerante con propiedades hidráulicas de adherencia y cohesión, que le permiten unir fragmentos minerales entre sí para formar un todo compacto. Sus principales propiedades son:  Resistencia a la compresión  Durabilidad.
    • Tipos de Cementos Tipo Aplicación Tipo I Construcción general como: pavimento, puentes, trabajos de mampostería, edificios de concreto reforzado, columnas y placas. Etc. Tipo II Es usado en obras de concreto expuestas al ataque moderado de sulfatos y en donde se requiera moderado calor de hidratación, como muelles o muros de contención. Tipo III Se utiliza cuando se requiere mayor resistencia a edades tempranas, se emplea en obras en las que se necesite desencofrar a corto tiempo, en construcciones masivas o en secciones estructurales de gran tamaño. Tipo IV Desarrolla bajo calor de hidratación; Posee buena resistencia a los sulfatos, por esta razón, es especial para usarse en grandes masas de concreto como presas de gravedad. Tipo V Ofrece alta resistencia a los sulfatos: se usa en estructuras hidráulicas, revestimientos de canales, alcantarillas, túneles, sifones y en construcciones que están en contacto con los suelos y aguas subterráneas.
    • Características Uniformidad: Garantizar variaciones mínimas en las propiedades del cemento. Resistencia: EL cemento tiene buena resistencia a la compresión. Pero su desempeño bajo flexión es pobre, por esta razón, necesita ser reforzado con hierro. Desarrollo de Resistencia: Es el tiempo que tarda en desarrollar la resistencia. Manejabilidad: Es la fluidez o viscosidad del mortero o concreto y el tiempo que mantiene esta fluidez. Fraguado: Hace referencia al refuerzo de la pasta de cemento que pasa de ser una masa plástica a convertirse en un material rígido. 4
    • Factores que afectan las propiedades Temperatura 21 a 25 C Humedad >95% Relación de Agua cemento 0.5 Ventajas del cemento adicionado Mayor manejabilidad de morteros y concretos Menor segregación y exudación durante la manipulación y colado Menor calor de hidratación y reducción del fisura miento Crecimiento progresivo de resistencia a corto plazo Mayor desarrollo de resistencias a largo plazo  Durabilidad 5
    • La calidad es nuestro principal compromiso, por eso disponemos de un completo laboratorio para garantizar que nuestro producto cumpla con las Normas NTC 121 y 321 y satisfaga las necesidades de nuestros clientes.
    • Norma Técnica Colombiana NTC 321 Óxidos NTC 321 Cementos del Oriente MgO Máx. 7.00 1.27 SO3 Máx. 3.50 2.01 Norma Técnica Colombiana NTC 121 Cementos Propiedades NTC 121 del Oriente Superficie especifica (cm2/g) Min. 2800 3915 Inicial (min) Min. 45 270 TITULADOR AUTOMATICO Fraguado Vicat Final (min) Max. 480 300 Expansión al autoclave (%) Max. 0.80 0.21 R 3 Días Min. 80 102 Resistencia a la compresión (Kgf/cm2) ESPECTOFOTOMETRO R 7 Días 662 150 Min. 162 R 28 Días Min. 240 264
    • RESISTENCIA A LA COMPRESION CEMENTO PORTLAND TIPO I 300 275 250 RESISTENICA (Kgf/cm2) 225 200 175 150 125 100 75 50 25 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 DIAS NTC 121 C.O Logarítmica (NTC 121) Logarítmica (C.O)
    • Área Preparación de Muestras Cabina Extractora TITULADOR AUTOMATICO
    • Área de Ensayos Químicos NTC 321, NTC 184, ASTM C597 TITULADOR AUTOMATICO ESPECTOFOTOMETRO 662
    • Ensayos Químicos TITULADOR AUTOMATICO
    • Ensayos Químicos Cabina Extractora TITULADOR AUTOMATICO
    • Área de Ensayos Físico -Mecánicos Balanza Analítica Micron air jet sieve NTC 294, NTC 226
    • Ensayos Físico - Mecánicos Balanza Analítica
    • Ensayos Físico - Mecánicos Balanza Analítica Cabina Extractora Micron air jet sieve NTC 294, NTC 226 ESPECTOFOTOMETRO 662 Mufla
    • Ensayos Físico - Mecánicos Resultado del ensayo Cubo sin fallar Cubo fallado Ensayo a la compresión NTC 220