Indústria de cimento, Trabalhos de Engenharia de Processos

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processo de

fabricação do

cimento

Historia

• Neil O cimento Portland foi desenvolvido e patenteado pelo inglês Joseph Aspdin em 1824. Ele o batizou com esse nome devido à semelhança de cor e resistência com as rochas da ilha britânica de Portland. Aspdin combinou pedras calcárias e argila queimadas, criando um pó que, ao entrar em contato com a água, endurecia como uma pedra sólida.

Oque é o Cimento

O cimento é um material de construção em pó fino, que quando misturado com água, forma uma pasta que endurece, tornando-se um material de construção sólido e resistente. Ele é usado como aglomerante, ou seja, liga outros materiais como areia e brita para formar o concreto, um dos principais componentes estruturais em edificações.

Processo de fabricação

Etapa 1 – Extração A principal matéria prima do cimento é o calcário, ele é extraído de jazidas e pedreiras. Para reduzir os custos de transporte, as cavas são localizadas próximo as fábricas.

Etapa 2 – Carregamento e Transporte Após a detonação, o material desmontado é levado para o caminhão por um equipamento de carregamento que pode ser uma escavadeira, retroescavadeira, pá-mecânica e etc. O transporte deste material é feito por caminhões fora de estrada ou rodoviários até o britador.

Etapa 3 – Britagem O caminhão descarrega o material desmontado no britador, onde este tem a função de reduzir o tamanho dos blocos gerados, o tamanho a ser reduzido deve ser inferior a 90 mm, para melhor eficiência na criação das pilhas e retomada do material pela fábrica.

A armazenagem pode ser combinada com uma função de pré-homogeneização, que consiste em colocar por camadas o calcário e a argila. Estas camadas são depois dosificadas tendo em vista a qualidade do produto a se obter que será o clinque. Essa dosagem é efetuada com base em parâmetros químicos pré - estabelecidos. A armazenagem pode ser feita em silos.

Etapa 5 – Moagem de Cru Define as proporções das matérias-primas, que são transportadas para o moinho, onde se produz uma mistura finamente moída chamada de “cru”. Concomitantemente ao processo de moagem ocorre o aditivo de outros materiais para obter as quantidades pretendidas dos compostos que constituem o “cru” (cálcio, sílica, alumínio e ferro). Os materiais são areia, cinzas de pirita e bauxita.

Etapa 7 – Produção do Clínquer Antes do cru entrar no forno, este será aquecido ao passar pela torre de ciclones, onde é iniciado a fase de pré-aquecimento. A alimentação do forno é feita através do topo da torre de ciclones, a montante do forno horizontal. No topo da torre a temperatura é de 400 ºC e no fundo é de 900 ºC. Por cada 1600 kg de material alimentado no topo apenas 1000 kg chegam ao fundo da torre. O restante material transforma-se em CO2. O material vai cozendo à medida que migra forno abaixo, pois este vai rodando a uma inclinação de 4%. A temperatura da chama é de 2000 º C e o material quando chega junto dela atinge 1500 ºC. A entrada dos arrefecedores, que possuem cerca de 20 metros de comprimento, o clínquer tem uma temperatura de 1200 ºC. O clínquer acaba por arrefecer até aos 150 ºC, passando o calor para o ar que entra. Os fornos têm cerca de 80 metros de comprimento. Com as transformações físico-químicas ocorridas na torre de ciclones devido às variações térmicas, o cru se transforma em “farinha” que é uma mistura muito fina, que está apto a entrar no forno. A farinha desloca-se lentamente no interior do forno, passando por um processo de clinquerização (1300~1500ºC), resultando no clínquer , um produto com aspecto de bolinhas escuras.

torre de ciclones

Etapa 8 – Moagem e Adição O produto cimento resulta da moagem da mistura de clínquer , gesso, materiais alternativos como cinzas volantes das centrais térmicas e escórias da siderurgia, e ainda por outros materiais com propriedades hidráulicas. É comum numa moagem de cimento, ter-se o moinho de bolas para efetuar este processo. As bolas são esferas de aço que estão no meio do material a moer. O moinho de bolas é alimentado por dosadores de materiais alternativos.

Instrumentos utilizados nos processos de fabricação de cimento

Torres de ciclones:

Sensor de temperatura de termopar Um termopar é um sensor de temperatura que utiliza o efeito Seebeck para medir a diferença de temperatura entre dois pontos. Ele é composto por dois metais diferentes unidos em uma extremidade, e quando essa junção é exposta a uma diferença de temperatura, gera uma tensão elétrica proporcional à temperatura. Essa tensão é então usada para determinar a temperatura do ambiente ou objeto que está sendo medido.

Impactos da fabricação de cimento A fabricação de cimento tem diversos impactos ambientais significativos, incluindo emissões de gases de efeito estufa, poluição do ar e da água, consumo de recursos naturais e desmatamento. A produção de cimento é responsável por uma parcela considerável das emissões globais de CO2, e o processo de extração de matérias-primas e a queima de combustíveis para a produção do clínquer contribuem para a poluição atmosférica e a degradação do meio ambiente.