Your SlideShare is downloading. ×
Controle da qualidade na industria de cimento Portland – Cimento Sergipe
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Controle da qualidade na industria de cimento Portland – Cimento Sergipe

15,539

Published on

Relatório apresentado ao Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal de Sergipe – UFS, como requisito parcial para obtenção do título de Química Industrial. O qual descreve as …

Relatório apresentado ao Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal de Sergipe – UFS, como requisito parcial para obtenção do título de Química Industrial. O qual descreve as atividades realizadas durante o estágio curricular no laboratório de controle da qualidade da Cimento Sergipe S/A – CIMESA

Published in: Technology
0 Comments
3 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total Views
15,539
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
549
Comments
0
Likes
3
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA Mônica Maria da SilvaCONTROLE DA QUALIDADE NA INDÚSTRIA DE CIMENTO PORTLAND – CIMENTO SERGIPE S/A São Cristóvão, 2004 iv
  • 2. Mônica Maria da SilvaCONTROLE DA QUALIDADE NA INDÚSTRIA DECIMENTO PORTLAND – CIMENTO SERGIPE S/A Relatório de estágio curricular apresentado ao Departamento de Engenharia Química da UFS, como requisito parcial para obtenção do curso de Química Industrial. Supervisora / UFS: Prof.a Dra. Gisélia Cardoso Supervisor / Cimesa: Químico Breno O. Martins São Cristóvão, 2004 iv
  • 3. PERFIL DA INDÚSTRIARazão Social CIMESA S/ALocalização Fazenda Brandão S/N – Zona Rural – Sergipe, a 26 km de AracajuData de fundação 22/11/1985Produto CimentoMarca produzida PotyFuncionários 321 (média / 2004)Situação Integrante do grupo Votorantim ; Grupo líder no Brasil, no mercado de cimentos; Certificada pela ISO 9001; Início do Projeto Exportação em 2002.Capacidade de Produção 4.500 toneladas de clínquer / dia (Abril/2004)FONTE: Cimesa S/A (2004) iv
  • 4. AGRADECIMENTOS Agradecer é o ato supremo do reconhecimento pelo apoio, confiança e contribuiçãorecebida. Por isso agradeço: A Deus, que me abençoou com a vida. Pelas vezes que caí e por quando levantei. Portudo que acertei e pelos momentos que falhei porque estivestes sempre comigo. Sem ti nadaposso, nada sou. Ao meu pai, irmãos, sobrinhos e cunhados pelo amor incondicional presente emtodos os momentos da minha vida. À minha mãe, pelo exemplo de dignidade e fé. Pela dedicação aos filhos, abdicandode sua própria vontade. À minha irmã Magna, pela ajuda e incentivo sempre presentes para a concretizaçãodeste sonho. Todo o meu reconhecimento. Ao meu cunhado Herbet, pelo apoio e estímulo. Um incansável defensor daeducação. Aos amigos conquistados na Cimesa, pelo respeito e cordialidade presentes naequipe. Ao amigo Wander pela atenção demonstrada a todo instante. Aos amigos Norma, Vítor, Bruno, Mônica e Felipe pelos incontáveis momentos dedescontração que trago na memória. Aos mestres pela convicção de que serei sempre uma “eterna aprendiz”. iv
  • 5. “Qualquer coisa que você possa fazer, ou sonha que possa fazer, comece a fazê-la. A ousadia tem em si genialidade, força e magia”. (Goethe)iv
  • 6. RESUMORelatório apresentado ao Departamento de Engenharia Química da Universidade Federal deSergipe – UFS, como requisito parcial para obtenção do título de Química Industrial. O qualdescreve as atividades realizadas durante o estágio curricular no laboratório de controle daqualidade da Cimento Sergipe S/A – CIMESA. Essa empresa integra o grupo Votorantim,líder no Brasil no mercado de cimentos, a qual está certificada pela ISO 9001 na produção docimento portland de marca Poty. Na produção do cimento a empresa deve assegurar ocontrole do processo e a inspeção do produto, em consonância com as normas técnicasexpressas na ABNT, a fim de garantir a qualidade do cimento cumprindo os desejos enecessidades do mercado. Para esse fim, a Cimesa S/A possui instalado um rigoroso programade controle da qualidade, desde a extração das matérias-primas nas jazidas até a ensacadora.Enquanto parte desse controle da qualidade, foram efetuados no laboratório, durante o estágio,ensaios de finura (peneiramento e Blaine), CaO livre, resíduo insolúvel e pérola fundida. Taisensaios foram executados seguindo as instruções contidas no Manual de Procedimentos daABCP – Associação Brasileira de Cimentos Portland, com a finalidade de verificar aspropriedades físicas e químicas do produto acabado e compará-las com os requisitosespecificados para determinar sua conformidade com a qualidade planejada. Pôde-seobservar que a inspeção realizada no cimento é uma técnica limitada, visto que identifica ositens não-conformes somente após estes terem sido produzidos. Por isso, o controle químicodas matérias-primas, farinha e clínquer realizado no laboratório de controle da qualidade éuma prática fundamental, uma vez que prevê as qualidades do futuro produto. A realização doestágio no laboratório de controle da qualidade, mostrou-me a importância da experiência doprimeiro contato com a prática profissional para o ingresso no mercado de trabalho, poisatravés dela tive a oportunidade de desenvolver habilidades necessárias ao exercício eficienteda profissão, as quais não são oferecidas pela academia. A Cimesa S/A foi um valioso espaçode crescimento e aprendizagem devido à vivência com profissionais experientes da área e otreinamento no desenvolvimento de atividades da minha profissão. iv
  • 7. LISTA DE FIGURASFigura 01 a Nomenclatura do cimento portland composto............................................06Figura 01 Mina de extração de calcário......................................................................10Figura 02 Forno de clínquer........................................................................................11Figura 03 Moagem de clínquer...................................................................................13Figura 04 Análises executadas pelo controle da qualidade........................................14Figura 05 Análises executadas pelo controle da qualidade........................................15Figura 06 Peneirador pneumático...............................................................................17Figura 07 a Equipamento Blaine manual......................................................................18Figura 07 b Equipamento Blaine automático................................................................19 iv
  • 8. LISTA DE TABELASTabela 01 Composição do cimento portland.................................................................19Tabela 02 Especificação do cimento portland.............................................................. 23Tabela 03 Software PI...................................................................................................24 iv
  • 9. SUMÁRIORESUMO..................................................................................................................................ivLISTA DE FIGURAS................................................................................................................vLISTA DE TABELAS..............................................................................................................vi1 INTRODUÇÃO....................................................................................................................011.1 Conceitos............................................................................................................................011.2 Histórico.............................................................................................................................021.2.1 Origem do cimento portland...........................................................................................021.2.2 Implantação da Cimesa...................................................................................................031.3 Tipos de cimento portland produzidos na cimesa..............................................................051.4 Objetivos............................................................................................................................071.4.1 Geral................................................................................................................................071.4.2 Específicos......................................................................................................................071.5 Justificativas.......................................................................................................................072 REVISÃO DA LITERATURA.................................................................................... .......082.1 Controle da Qualidade.......................................................................................................082.2 Processo de fabricação do cimento portland.....................................................................102.2.1 Mineração.................................................................................................................. ....102.2.2 Clínquer................................................................................................................. .........112.2.3 Cimento...........................................................................................................................123 METODOLOGIA E DESENVOLVIMENTO ....................................................................143.1 Desenvolvimento experimental..........................................................................................163.1.1 Ensaios físicos.................................................................................................................163.1.2 Ensaios químicos.............................................................................................................214 RESULTADOS E DISCUSSÕES.........................................................................................235 CONCLUSÃO......................................................................................................................25REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.....................................................................................26 iv
  • 10. 1 INTRODUÇÃO1.1 Conceitos Entende-se por aglomerantes ou materiais cimentícios os compostos de uma ou maissubstâncias capazes de endurecer de forma rápida ou lenta e, em conseqüência, unir materiaisheterogêneos de distintas naturezas. Podem ser de origem orgânica, como as resinas epolímeros, ou inorgânicas, com destaque para os de composição cálcica, amplamenteutilizados na construção civil, tais como cales, gessos, cimentos naturais, cimento portland eoutros cimentos industrializados [1]. Esses aglomerantes podem ser classificados como hidráulicos e não hidráulicos. Osprimeiros são aqueles que não só endurecem através de reações com água, como tambémformam um produto resistente à água. Os aglomerantes não hidráulicos geram produtos dehidratação não resistentes à água. O cimento portland pode ser definido especificamente como o aglomerantehidráulico obtido pela moagem do clínquer portland ao qual se adiciona quantidade adequadade uma ou mais formas de sulfato de cálcio necessária para controlar o endurecimento inicialdo cimento, quando em contato com a água. Outros materiais como escória de alto-forno,materiais pozolânicos e filer calcário podem complementarmente compor o cimento portland,dependendo do tipo de cimento produzido. O principal constituinte do cimento portland é o clínquer portland, materialsinterizado e paletizado, resultante da calcinação até aproximadamente 1450 0C de umamistura dosada de calcário e argila e, eventualmente, de componentes corretivos de naturezasilicosa, aluminosa ou ferrífera, empregados de modo a garantir o quimismo da mistura dentrode limites específicos e resultar em clínquer de ótima qualidade. iv
  • 11. 1.2 Histórico1.2.1 Origem do cimento portland A palavra CIMENTO é originada do latim CAEMENTU, que designava na velhaRoma espécie de pedra natural de rochedos e não esquadrejada. A origem do cimento remontahá cerca de 4.500 anos. Os imponentes monumentos do Egito antigo já utilizavam uma ligaconstituída por uma mistura de gesso calcinado. As grandes obras gregas e romanas, como oPanteão e o Coliseu, foram construídas com o uso de solos de origem vulcânica da ilha gregade Santorino ou das proximidades da cidade italiana de Pozzuoli, que possuíam propriedadesde endurecimento sob a ação da água. O grande passo no desenvolvimento do cimento foi dado em 1756 pelo inglês JohnSmeaton, que conseguiu obter um produto de alta resistência por meio de calcinação decalcários moles e argilosos. Considerando a falta de organização da época, no que se refere à troca deinformações cientificas, as descobertas feitas na Inglaterra não foram conhecidas por outrospaíses. Assim, as revelações anunciadas por Smeaton em 1756 foram redescobertas no iníciodo século XIX Bogue. Em 1818, o francês Vicat obteve resultados semelhantes aos de Smeaton, pelamistura de componentes argilosos e calcários. Ele é considerado o inventor do cimentoartificial. Em 1824, o construtor inglês Joseph Aspdin queimou conjuntamente pedrascalcárias e argila, transformando-as num pó fino. Percebeu que obtinha uma mistura que, apóssecar, tornava-se tão dura quanto às pedras empregadas nas construções. A mistura não se iv
  • 12. dissolvia em água e foi patenteada pelo construtor no mesmo ano, com o nome de cimentoPortland, que recebeu esse nome por apresentar cor e propriedades de durabilidade e solidezsemelhantes às rochas da ilha britânica de Portland [2]. No Brasil, a primeira tentativa de aplicar os conhecimentos relativos à fabricação docimento Portland ocorreu aparentemente em 1888, quando o comendador Antônio ProostRodovalho empenhou-se em instalar uma fábrica em sua fazenda em Santo Antônio, Estadode São Paulo. Posteriormente, várias iniciativas esporádicas de fabricação de cimento foramdesenvolvidas. Assim, chegou a funcionar durante três meses em 1892 uma pequena instalaçãoprodutora na ilha de Tiriri, na Paraíba. A usina de Rodovalho operou de 1897 a 1904,voltando em 1907 e extinguindo-se definitivamente em 1918. Em Cachoeiro do Itapemirim, ogoverno do Espírito Santo fundou, em 1912, uma fábrica que funcionou até 1924, sendo entãoparalisada, voltando a funcionar em 1936, após modernização. Todas essas etapas não passaram de meras tentativas que culminaram, em 1924, coma implantação pela Companhia Brasileira de Cimento Portland de uma fábrica em Perus,Estado de São Paulo, cuja construção pode ser considerada como o marco da implantação daindústria brasileira de cimento. As primeiras toneladas foram produzidas e colocadas nomercado em 1926. Até então, o consumo de cimento no país dependia exclusivamente doproduto importado.1.2.2 Implantação da Cimesa O interesse do Grupo Votorantim pela área de cimento, data desde a década de 60,quando em janeiro de 1967, funcionou na cidade de Aracaju, o primeiro forno produzindoclínquer, com capacidade nominal de 200 t/dia, utilizando-se o processo por via úmida etecnologia da F.L. Smidth. Esta fábrica funcionou até março de 1984, com o nome deCompanhia de Cimento Portland de Sergipe, tendo seu forno desativado em virtude do iv
  • 13. crescimento populacional [3]. Estudaram várias alternativas para a instalação de uma fábrica nova, e finalmenteescolheu-se o município de Laranjeiras, pelo fato da existência de reservas de calcário, fatoque se tornou viável a implantação da indústria de cimento, além de facilitar o seuescoamento através das rodovias BR-101 e BR-235, ferrovia, e em virtude da topografia daregião, plana e quase sem impactos ambientais. A nova companhia recebeu o nome de Cimento Sergipe S/A – Cimesa e atualmentecomercializa o cimento de marca Poty, trazendo para o Estado de Sergipe e para a RegiãoNordeste um crescimento econômico acentuado, com uma tecnologia de primeira geração esistemas automatizados, através do processo por via seca e uma capacidade de 4500 t/dia declínquer. A Votorantim Cimentos (VC) líder no mercado interno visando expandir seusnegócios busca mercados fora do país. Por isso, iniciou no ano passado sua estratégia deexportação. Depois de fortes investimentos em melhorias internas, a Cimesa, maior fábrica daVC no Nordeste, será a base das exportações brasileiras da companhia [4]. Esta fábrica foiestrategicamente escolhida para as exportações, pois seu produto escoar de um portolocalizado mais próximo da América do Norte e da Europa, em relação aos principais portosde outras regiões brasileiras. No ano passado, a VC construiu um terminal de abastecimento, específico para oenvio de cimento e clínquer no porto de Barra dos Coqueiros, em Aracaju, que é atualmente aporta de saída do cimento da companhia para a América do Norte. Por enquanto, a companhiadesembarca o cimento brasileiro em mercados como os Estados Unidos e Canadá, por meiode uma trade norte-americana, o volume de cimento exportado em 2003 chegou aaproximadamente 280 mil toneladas. O faturamento com as exportações de cimento daVotorantim chegaram a US$ 1,2 bilhão [5]. A fim de manter a estratégia de crescimento no mercado internacional, a Cimesaampliará suas instalações neste ano com a construção da terceira linha. O início da operaçãoda terceira linha – que faz conexão de todo o processo produtivo, da mineradora à ensacadora iv
  • 14. – vai ampliar a sua produção para 340 mil toneladas por mês.1.3 Tipos de cimento portland produzidos na Cimesa Antigamente havia no Brasil, praticamente, um único tipo de cimento portland. Coma evolução dos conhecimentos técnicos sobre o assunto, foram sendo fabricados novos tiposde cimento portland definidos por norma, diferentes entre si, principalmente em função de suacomposição. Os principais tipos de cimento definidos pela NBR, exceto cimento exportação,disponibilizados no mercado pela Cimesa são:a) Cimento portland composto Atualmente este tipo de cimento é o mais encontrado no mercado, respondendo poraproximadamente 70% da produção brasileira; são utilizados na maioria das aplicações usuaiscomo: argamassas de revestimento, assentamento de tijolos e azulejos, concreto armado, pré-moldados de concreto e solo-cimento. A Figura 01 apresenta a nomenclatura técnica para estetipo de cimento.b) Cimento portland para poços petrolíferos Constitui um tipo de cimento portland de aplicação bastante específica, o consumodesse tipo de cimento é pouco expressivo quando comparado ao dos outros tipos de cimentosnormalizados no país. Na sua composição não observam outros componentes além doclínquer e do gesso para retardar o tempo de pega. No processo de fabricação do cimento parapoços petrolíferos são tomadas precauções para garantir que o produto conserve aspropriedades reológicas (plasticidade) necessárias nas condições de pressão e temperatura iv
  • 15. elevadas presentes a grandes profundidades, durante a aplicação nos poços petrolíferos.c) Cimento portland exportação Por ser um produto tipo exportação, foi desenvolvido obedecendo às normas ASTMe algumas exigências do mercado consumidor internacional. É composto somente porclínquer e gesso.d) Cimento portland pozolânico Também conhecido como cimento portland resistente aos sulfatos – que tem apropriedade de oferecer resistência aos meios agressivos sulfatados, tais como os encontradosnas redes de esgotos de águas servidas ou industriais, na água do mar e em alguns tipos desolos. Grupo II CPIIF - 32 32 Mpa à 28 dias Cimento Portland Adição de Filler Figura 01 (a): Nomenclatura técnica do cimento portland composto. iv
  • 16. Tabela 01: Composição do Cimento Portland. Tipo de Material Material Clínquer + Sulfato Cimento Sigla Classe Pozolânico Carbonático de cálcio (%) Portland (%) (%) Composto CP II-F 32 94-90 - 6-10 Poços CPP 32 100 - - Petrolíferos Exportação CP I/II 32 100 - - Pozolânico CP-IV 32 70-75 26-30 -FONTE: Laboratório de Controle da Qualidade da Cimesa (Ano 2004). As adições são outras matérias-primas que, misturadas ao clínquer na fase demoagem, permitem a fabricação dos diversos tipos de cimento portland hoje disponíveis nomercado. Essas outras matérias-primas são o gesso, as escórias de alto-forno, os materiaiscarbonáticos e os materiais pozolânicos. Os aditivos contribuem em geral para melhoraralgumas propriedades e características específicas de aplicação do cimento portland. A Tabela01 indica a composição em massa destas adições.1.4 Objetivos1.4.1 Objetivo geral Dar suporte em atividades no laboratório de controle da qualidade da Cimesa –Cimento Sergipe S/A.1.4.2 Objetivo específico  Avaliar a qualidade dos produtos obtidos; iv
  • 17.  Verificar o atendimento das normas técnicas.1.5 Justificativas Na produção do cimento é uma obrigação do produtor assegurar que as propriedadesdo cimento sejam mantidas constantes em certo nível e com variações tão pequenas quantopossível para atender as demandas expressas nas normas técnicas, cumprindo os desejos enecessidades do mercado. O cimento, ainda que produto é também matéria-prima na obtenção do concreto paraobras de engenharia civil e industrial, argamassas industrializadas, artefatos de cimento epeças pré-moldadas. Por isso, torna-se importante assegurar a qualidade desde o processo defabricação até a sua estocagem. Sendo o controle da qualidade responsável pelos parâmetrosde controle e pela avaliação da qualidade do cimento, será dada ênfase sobre as atividades efunções desenvolvidas no laboratório da fábrica de cimento Cimesa, incluindo análises físicae química do produto acabado.2 REVISÃO DA LITERATURA2.1 Controle da qualidade A qualidade do cimento portland é avaliada através da sua performance durante oprocesso de hidratação e inclui propriedades como o comportamento do cimento em relação àpega, o desenvolvimento das resistências mecânicas, o calor de hidratação liberado, aestabilidade de volume e durabilidade. Grande parte desse desempenho depende da qualidadede seu principal constituinte, o clínquer portland. A transformação da farinha em clínquer envolve um grande número de etapas noprocesso industrial que devem estar em harmonia de modo a permitir a obtenção de umproduto de qualidade, homogêneo e com custos de processo otimizados. Para a obtençãodesse desempenho, torna-se necessário definir os principais parâmetros de influência e amaneira mais adequada de controle da qualidade. iv
  • 18. A Cimesa tem instalado em seu processo de produção – desde a extração do calcáriona jazida, até o ensacamento do cimento no final da linha – um complexo sistema de controleda qualidade, de modo que as exigências feitas pelas normas brasileiras aos cimentos portlandsejam cumpridas. O controle da qualidade é definido como sendo um sistema amplo e complexo; queabrange todos os setores de uma empresa, em um esforço comum e cooperativo; tendo emvista estabelecer, melhorar e assegurar a qualidade da produção, em níveis econômicos, parasatisfazer aos desejos dos consumidores [6]. Praticar o controle da qualidade é gerenciar osprocessos de forma a mantê-los sob controle, atuando-se na eliminação e bloqueio da causafundamental dos problemas. O procedimento de controle da qualidade mais comum entre as fábricas de cimentoabrange quatro tarefas relacionadas entre si: (1) começa antes de se iniciar a produção; (2) emseguida vem a verificação, na recepção, do material a ser utilizado na produção; (3) depois, ocontrole se exerce durante o processo de fabricação, e (4), realiza-se, enfim, no produtoacabado. O controle da qualidade iterativamente se exerce, em fases sucessivas, mas o pontocrítico destas fases se observa durante o processo de fabricação. O principal parâmetro decontrole deste processo nas fábricas de cimento é o controle químico das matérias-primas,farinhas e clínquer. Estando a farinha no início do processo de produção, seu controle químicoe de suas matérias-primas é fundamental para o sucesso das etapas subseqüentes.Naturalmente, a técnica de controle do processo interessa especialmente ao produtor e éexercido durante todo processo produtivo, com o objetivo de manter a qualidade do futuroproduto dentro dos limites de uniformidade indicados na especificação de fabricação. A última tarefa do procedimento de controle da qualidade é a inspeção de qualidade,realizada em produto já existente, através de observância das normas da ABNT. A inspeçãopossui como objetivo verificar se a qualidade dos produtos apresentados atende à faixa deespecificação. Esta inspeção interessa especialmente ao consumidor e constituiresponsabilidade exclusiva do fabricante. iv
  • 19. A utilização do sistema de controle da qualidade em qualquer setor industrial éprática vital para a manutenção da qualidade dos produtos obtidos e para perfeita operaçãodos equipamentos. Sua adoção gera resultados como a redução dos custos de fabricação,redução das perdas, resíduos e refugos; diminuição da reelaboração e do desperdício em gerale redução das paradas nas linhas de produção [6].2.2 Processo de fabricação do cimento portland O processo de fabricação do clínquer portland mais comum hoje em dia é o via seca,preferido ao processo via úmida devido ao seu consumo energético específicosignificativamente inferior. Nele, a matéria-prima entra no forno na forma de uma farinhamuito fina, enquanto que o processo via úmida se utiliza de uma pasta (farinha + água). Oprocesso de sinterização do clínquer é uma operação complexa que consiste na extração ebritagem das matérias-primas com posterior queima. Na cimesa, são definidas 3 principaisunidades produtivas:2.2.1 Mineração As principais matérias-primas utilizadas no processo de fabricação do cimento sãocalcário, argila e minério de ferro que advêm da mineração. As etapas da unidade demineração podem ser resumidas em: iv
  • 20. Figura 01: Mina de extração de calcário no município de Laranjeiras/SE.a) Extração em minas de calcário e argila: o material é extraído em blocos de vários tamanhose transportado até britadores, onde sofrem redução para dimensões centimétricas. A Figura 01mostra a mina de calcário localizada em terreno da fábrica.b) Britagem e moagem da matéria-prima: após redução de tamanho, o calcário é empilhadopara pré-homogeneização e depois conduzido ao moinho de matérias-primas; após devidadosagem com argila e materiais corretivos, é moído até granulometria micrométrica.2.2.2 Clínquer Esta unidade começa com a adição das matérias-primas fornecidas pela unidade demineração para serem moídas na obtenção do cru, produzindo a farinha, que é armazenada emsilos de homogeneização e usada para alimentar o forno de produção do clínquer. iv
  • 21. a) Aquecimento em ciclones pré-aquecedores e pré-calcinadores: O produto intermediáriofarinha é transportado por esteiras até um silo de homogeneização. A farinha é transportada Figura 02: Forno de clínquer da Cimesa.para o alto dos trocadores de calor (torre de ciclones), onde entra em contato com os gasesprovenientes do forno de clínquer e sofre pré-aquecimento. Fornos modernos contam cominstalação de pré-calcinador que se compõe de queimadores secundários e câmaras decombustão, nos quais até 60% do combustível é consumido.b) Queima em forno rotativo de clínquer: a farinha desce pelos ciclones e entra no forno, quegira a uma rotação de 1 a 4 rpm em torno de seu eixo, com inclinação aproximada de 3 a 4 o ,de forma que o material atravessa o cilindro por efeito da rotação e da gravidade, a Figura 02indica o forno de clínquer instalado na Cimesa S/A. Ao atingir a região mais baixa, o materialencontra a chama de um maçarico, posicionado longitudinalmente, que produz o calornecessário à clinquerização. O maçarico é alimentado por diferentes tipos de combustíveis ouuma mistura deles. A temperatura atingida pelos materiais processados é de cerca de 1450 oC,que se deslocam através da zona de queima por 10 a 15 minutos. É nesta fase que ocorre atransformação completa da farinha em clínquer. iv
  • 22. c) Resfriamento do clínquer: o material passa pelos resfriadores, que são intercambiadores decalor para reduzir, o mais rápido possível, a temperatura do material que sai do forno,impedindo a reconversão das fases mineralógicas formadas durante a sinterização. Os gasesprovenientes dos resfriadores retornam ao sistema.2.2.3 Cimento A unidade de cimento começa na moagem do clínquer juntamente com aditivos –calcário de baixo teor, gesso e pozolana para obtenção dos diversos tipos de cimentoproduzidos pela fábrica. O produto é então estocado em silos de cimento e enviadoposteriormente para expedição onde será comercializado tipo granel ou ensacado.a) Moagem final com introdução de adições: o clínquer, juntamente com 3 a 6% de sulfato decálcio, eventuais adições ativas (escória de alto forno ou materiais pozolânicos) e fillercalcário em teores variados, é submetido a processo de moagem, normalmente em moinhos debolas de aço, a Figura 03 ilustra o moinho da unidade de cimento da Cimesa S/A. A moagemtransforma o clínquer e demais adições em um pó ultrafino denominado de cimento portland. iv
  • 23. Figura 03: Moagem de clínquer na Cimesa (Ano 2004).b) Condicionamento para venda e expedição: o cimento é transportado para silos dearmazenamento que asseguram a integridade físico-química do produto. A comercialização éefetuada com o produto ensacado ou granel, dependendo da solicitação do cliente. iv
  • 24. 3 METODOLOGIA E DESENVOLVIMENTO DE ATIVIDADES Moagem de Mineração Pré-Homogeneização cru Calcário (pó de furação) Argila Calcário Retomado Análises Químicas Análises Físicas Calcário Empilhado Análises QuímicasFigura 04: Análises executadas no laboratório de controle da qualidade das unidades demineração e clínquer. O laboratório de controle da qualidade possui funções pré-estabelecidas dentro detodas as etapas de fabricação do cimento, enfim, é um prestador de serviços dentro dos setoresde produção da Cimesa. Dentre suas principais atividades e funções de rotina, pode-sedestacar:  Avaliar a qualidade dos produtos adquiridos pela fábrica e matérias-primas;  Controlar a confecção da farinha;  Acompanhar o processo de produção; iv
  • 25.  Avaliar a qualidade dos produtos obtidos;  Verificar o atendimento das normas;  Dar suporte aos trabalhos de otimização do processo;  Apoio comercial. O laboratório realiza ensaios físicos e químicos desde a extração de calcário nasjazidas até o produto final, por isso a rotina de controle da qualidade é absolutamentefundamental para garantir o atendimento às normas de controle e fabricação. As Figuras 04 e05 demonstram resumidamente a atuação do controle da qualidade nos diferentes segmentosde produção do cimento portland.Figura 05: Análises executadas pelo laboratório de controle da qualidade das unidades declínquer e cimento. iv
  • 26. 3.1 Desenvolvimento experimental Dentre a rotina de atividades do laboratório são executadas análises diárias em todosos tipos de cimento portland a fim de verificar sua qualidade após a última etapa de produção.Esta verificação é de suma importância, pois quando o cimento não atende às normastécnicas, suas propriedades como comportamento de pega, desenvolvimento de resistência,desenvolvimento de calor, estabilidade volumétrica (expansibilidade) e durabilidade ficamcomprometidas de forma a pesar na possibilidade de aplicação usual do produto. Durante o período de estágio foi prestado suporte dentro do laboratório de controleda qualidade na execução de análises físicas e químicas do cimento produzido [7]. . As amostras do produto foram coletadas e fornecidas pela unidade de cimento e suasmédias preparadas pelo analista físico do laboratório.3.1.1 Ensaios Físicosa) Determinação de Finura por Peneiramento Este ensaio tem por objetivo determinar a porcentagem em massa, de cimento cujasdimensões de grãos são superiores a 45µm e 75µm (fração retida). O grau de moagem exerce influência sobre a rapidez de hidratação dos grãos decimento e conseqüentemente, sobre o desenvolvimento de calor, retração e aumento deresistência com a idade. Um elevado grau de finura torna os concretos mais sensíveis aofissuramento. A) Execução do ensaio 1) Utiliza-se peneiras de # 200 e # 325, tomando-se 20 e 10g de amostras,respectivamente; iv
  • 27. 2) Efetua-se o peneiramento através de um peneirador pneumático que opera compressão negativa gerando vácuo de 200 mmHg em intervalo de tempo pré-determinado; 3) No final da operação de peneiramento, faz-se uma limpeza na peneira pararetirada de todo material presente em sua malha; 4) Pesa-se a fração retida na peneira; 5) Cálculo: m x10 Índice de finura (%)  Eq.(1) F Onde: m = massa de fração retida; F = fator da peneira. iv
  • 28. Figura 06: Peneirador pneumático de cimento e matérias-primas instalado no laboratório de controle da qualidade da Cimesa.b) Determinação de Finura pelo Permeabilímetro de Blaine Manual No método de Blaine a finura do cimento é determinada como a superfícieespecífica, observando-se o tempo requerido para uma determinada quantidade de ar fluiratravés de uma camada de cimento compactada, de dimensões e porosidade especificadas.Sob condições normalizadas, a superfície especificada do cimento é proporcional a t, onde t éo tempo para determinada quantidade de ar atravessar a camada compactada de cimento. O número e a faixa de tamanho dos poros individuais em uma camada especificadasão determinados pela distribuição dos tamanhos das partículas de cimento, que tambémdetermina o tempo para um dado fluxo de ar. As Figuras 07 (a) e (b) mostram equipamentosde Blaine manual e automático instalados no laboratório de controle da qualidade,respectivamente. iv
  • 29. Figura 07 (a): Equipamento de blaine manualFigura 07 (b): Equipamento de blaine automático. iv
  • 30. A) Execução do ensaio 1) O ensaio é executado com uma preparação prévia da amostra. Para tanto, o discocoloca-se o disco perfurado no fundo da célula e sobre ele um disco de papel de filtro.Determinada quantidade de cimento é colocada na célula com leves pancadas para nivelar eum segundo disco de papel de filtro é colocado sobre o cimento nivelado; 2) O êmbolo é então introduzido e pressionado até que a face inferior da cápsulaesteja em contato com a célula, retirado vagarosamente e novamente pressionado até que acamada esteja compactada e pronta para o ensaio; 3) A célula é então inserida no topo do manômetro, assegurando-se suaestanqueidade, e o topo do cilindro é fechado com um tampão. O registro é aberto e por meiode aspiração deve-se levantar o nível do líquido manométrico para a marca mais alta.Fechando o registro, se houver estanqueidade, o nível deve permanecer constante; 4) Após isto deve-se remover o tampão do topo do cilindro e o líquido manométricocomeçará a fluir, devendo-se marcar os tempos decorridos até que o líquido atinja a segunda eterceira posições; 5) Cálculo: Finura (cm2/g) = t (s)1/2 . K Eq. (2) Onde: t = tempo requerido para deslocar o fluido; K = constante.3.1.2 Ensaios Químicosa) Resíduo Insolúvel (R.I) Determina a fração residual ao ataque ácido no cimento portland. Este ensaio é iv
  • 31. regido pela dissolução dos compostos do clínquer (silicatos e aluminatos) em ácido clorídrico.A maior parte dos insolúveis advém provavelmente do sulfato de cálcio (gesso) e do aditivoadicionado no final do processo.Execução do ensaio 1) Toma-se (1g ± 0,001g) de amostra e dissolve-se com HCl concentrado; 2) Acrescenta-se água e aquece a solução por alguns minutos; 3) Filtra-se a solução com papel de filtro de filtração média; 4) Após a filtração, macera-se o papel de filtro num béquer contendo solução deNaOH e leva-se para aquecer; 5) Adiciona-se algumas gotas de indicador vermelho de metila e acidifica com HCl; 6) Filtra-se à quente em papel de filtração média com NH4NO3; 7) Coloca-se o resíduo insolúvel em um cadinho tarado (m1) e calcina-se a 950 0 C; 8) Após arrefecimento, pesa-se o cadinho (m2). 9) Cálculo: m2  m1 % R.I  x 100 Eq.(3) m iv
  • 32. Onde: m = massa tomada para ensaio (g); m1 = massa do cadinho tarado (g); m2 = massa do cadinho tarado + resíduo calcinado (g).b) Determinação de CaO Livre Este método objetiva determinar o óxido de cálcio que não se combinou durante aformação da fase líquida do clínquer. É baseado na dissolução do CaO pelo etileno glicol àquente.Execução do ensaio 1) Transfere-se (1g ± 0,001g) de amostra para um erlenmeyer e adiciona-se etilenoglicol; 2) Aquece-se a solução com agitação por 30 minutos; 3) Num funil de Buchnner, realiza-se a filtração e recolhe-se o filtrado; 4) Em seguida, titula-se com solução de HCl até mudança de cor; 5) Cálculo: FxV % CaO livre  Eq.(4) m Onde: F = fator do HCl; iv
  • 33. V = volume de HCl gasto na titulação (mL); m = massa de amostra tomada para ensaio.c) Pérola Fundida Este ensaio promove a fusão do material à alta temperatura em forma de pastilha,que através de leitura no espectrômetro de raios-x é possível determinar a composiçãoquímica do cimento portland.Execução do ensaio 1) Calcina-se (4g ± 0,001g) de amostra e toma-se 1,6700g do material calcinado; 2) Pesa-se os fundentes apropriados e junta-se a amostra dentro do cadinho Pt-Au; 3) Seleciona-se o programa adequado no equipamento para executar a fusão domaterial; 4) Encaminha-se a pastilha a sala de raios-x para leitura no espectrômetro iv
  • 34. 4 RESULTADOS E DISCUSSÕES Os ensaios físicos e químicos geram dados da qualidade do produto para seremcomparados com sua especificação, que consiste em um documento que estabelece osrequisitos com os quais o produto ou serviço tem de estar conforme. É baseada nas normas defabricação do cimento portland, veja Tabela 02. Tabela 02 : Especificação do cimento portland. 1 Faixas de Especificação Tipos de cimento # 325 # 200 CaO livre R.I. 2 Blaine portland (%) (%) (%) (%) (cm2/Kg) CP II -F 32 15,0  1,5 3,5  1,5 3650  300 < 2,3 1,60  0,75 CPP 19,0  1,5 5,0  1,0 3 2800  ≤ 1,9 ≤ 0,75 300 CP I/II 3,0  1,0 - 3900  200 - ≤ 0,75 CP - IV 8,0  2,0 1,5  1,0 ≥ 4200 ≤ 1,5 22,5  2,5FONTE: Laboratório de controle da qualidade, Cimesa (Ano 2004) Após esta comparação, os dados do produto tanto em estado de concordância entre aqualidade real produzida e a qualidade alvo (planejada), ou em discordância com os requisitosespecificados - são registrados no software de apoio PI, conforme se observa na Tabela 03.Este programa possui um sistema de gerenciamento de dados utilizado para armazenar eavaliar dados de processo e qualidade permite que as informações cheguem oportunamente iv
  • 35. aos centros de decisão da fábrica. Além do programa PI, existe o registro de não conformidade interna para o produtonão-conforme. O objetivo é rastrear o agente principal que afeta as características daqualidade ou os resultados de um processo (efeito), consiste em eliminar problemasrestabelecendo o estado de conformidade e o pleno atendimento da qualidade.Tabela 03 : Software PI para registro de dados da qualidade do produto na indústria. O laboratório utiliza painéis para divulgação da situação do controle da qualidadesob forma de gráficos, estes contêm resultados alcançados na semana anterior ou mesmo nodia anterior. Essa informação visa apresentar estímulo para a melhoria da qualidade e daprodutividade em geral. iv
  • 36. 5 CONCLUSÃO Através do estágio na fábrica Cimesa S/A foi possível observar, estudar e analisar asetapas de fabricação do cimento a partir do controle da qualidade, instalado em todas as suasunidades de produção. O controle da qualidade possui quatro tarefas dentro da fábrica e ao longo do períodode estágio, prestou-se suporte no controle do produto acabado. Este controle foi realizado pelainspeção no cimento através de ensaios físicos e químicos. Pode-se concluir, que essa inspeção é uma estratégia limitada, pois identifica itensnão-conformes após estes terem sido produzidos, e os separa dos itens conformes. Por isso, ocontrole químico das matérias-primas, farinha e clínquer realizado pelo laboratório decontrole da qualidade tornam-se importantíssimos, uma vez que prevê as características daqualidade do produto acabado. A Cimesa S/A produz quatro tipos diferentes de cimento e apesar da complexidadeinerente à necessidade de adequação dos processos, dificilmente seu produto apresenta-se forade especificação, chegando ao mercado consumidor um cimento de qualidade, apto àsdiversas aplicações. A realização do estágio na Cimesa mostrou-me a importância da experiência doprimeiro contato com a prática profissional para o ingresso no mercado de trabalho, poisatravés dela tive a oportunidade de desenvolver habilidades necessárias para o exercícioeficiente da profissão, as quais não são oferecidas na academia. A Cimesa S/A foi um valiosoespaço de crescimento e aprendizagem devido à vivência com profissionais experientes daárea e o treinamento no desenvolvimento de atividades inerentes à minha profissão. iv
  • 37. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS[1] CENTURIONE, Sérgio Luiz. A mineralização do clínquer portland e seus benefíciostecnológicos. Tese de doutorado – Programa de pós-graduação em Mineralogia e Petrologia,São Paulo: Universidade de São Paulo, 1999, (2,10,11, p).[2] http://www.abcp.com.br. Acesso em: 05 abril de 2004.[3] Cimesa S/A. Programa trainee 2004, Sergipe, 2004. CD-ROM.[4] Jornal Visão Comum, Ano 5, no 25, 2003.[5] http://www.crbca. Acesso em: 10 jan. 2004.[6] FILHO, Ruy de C. B. Lourenço. Controle estatístico de qualidade. Rio de Janeiro: LivrosTécnicos e Científicos, 1985, (13-21, 35, 81 p).[7] ABCP, Manual de Procedimentos, análises químicas de cimentos e matérias-primas. SãoPaulo: Associação Brasileira de Cimento Portland, 2001 (13, 78 p). iv

×