Olá
pessoal como vão?
No
artigo de hoje falaremos um pouco sobre o processo de fabricação do cimento,
área na qual estou trabalhando atualmente. Então vamos lá.
O
cimento (derivado do latim cæmentu) é
um material cerâmico que, em contato com a água, produz reação exotérmica de
cristalização de produtos hidratados, ganhando assim resistência mecânica. É o
principal material de construção usado como aglomerante. É uma das principais commodities mundiais, servindo até mesmo
como indicador econômico.
As
matérias-primas necessárias para a produção de cimento (carbonato de cálcio,
sílica, alumínio e minério de ferro) são geralmente extraídas de rocha calcária
ou argila.
Normalmente é necessário corrigir um ou dois destes elementos
recorrendo-se a outras pedreiras ou ao mercado.
Ao
extrair a pedra, habitualmente através de explosivos,obtém-se blocos com
dimensão inferior a 0,5 m3. A matéria extraída é passada por um
britador com o propósito de se obter material cuja dimensão seja inferior a 9
cm. Ao mesmo tempo que se efetua a redução procura-se que a mistura dos
materiais extraídos se aproxime da composição química desejada.O
processo de fabricação do cimento, via de regra, é executado nas etapas
descritas a seguir:
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.
A
lavra do calcário é feita com explosivos, sendo necessário furação para
introdução das cargas explosivas e são regidas por um plano de fogo e acompanhadas
por responsável técnico habilitado. Estas detonações são controladas pela
medição das vibrações provocadas pelas explosões.
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.
Etapa
4 – Transporte e Pré-Homogeneização
O material britado é transportado para a fábrica por telas de
borracha, sendo armazenado em silos verticais ou armazéns horizontais.
Normalmente
as telas possuem detectores de metais que as fazem parar para que possam ser
retirados. Estes metais, que podem ser peças das máquinas da mina, a
prosseguirem nos circuitos provocariam danos nos moinhos de cru.
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 clinquer. 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 6 – Homogeneização
A
partir da mistura do cru, estão dosadas e com granulometria desejadas, deve-se
ter a sua homogeneização assegurada para permitir uma perfeita combinação dos
elementos formadores do clínquer. A
homogeneização é executada em silos verticais de grande porte, através de
processos pneumáticos e por gravidade. Esta etapa é muito importante na
economia de combustível e na qualidade do clínquer.
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.
O
clínquer é subitamente resfriado por rajadas de ar num arrefecedor, pois esta
diminuição brusca de temperatura lhe confere características importantes ao
cimento.
O
calor transportado pelo clínquer é
transferido para o ar que é recuperado, melhorando assim o rendimento térmico
do processo.
A
qualidade do clínquer é controlada
pelo peso de um litro de material, pela cal livre, pela composição química e
pelo aspecto dos cristais vistos ao microscópio.
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.
Uma
das melhores maneiras de conhecer as características e propriedades dos
diversos tipos de cimento Portland é
estudar sua composição.
O tipo de cimento Portland determina a composição da mistura,
sendo quase sempre o clínquer
maioritário.
Existem
no Brasil vários tipos de cimento Portland, diferentes entre si, principalmente
em função de sua composição.
O mercado nacional dispõe de 8 opções, que atendem com
igual desempenho aos mais variados tipos de obras. O cimento Portland comum (CP
I) é referência, por suas características e propriedades, aos 11 tipos básicos
de cimento Portland disponíveis no mercado brasileiro. São eles:
1. Cimento Portland Comum (CP I)
a. CP I – Cimento Portland Comum
b. CP I-S – Cimento Portland Comum com Adição
2. Cimento Portland Composto (CP II)
a. CP II-E – Cimento Portland Composto com Escória
b. CP II-Z – Cimento Portland Composto com Pozolana
c. CP II-F – Cimento Portland Composto com Fíler
a. CP I – Cimento Portland Comum
b. CP I-S – Cimento Portland Comum com Adição
2. Cimento Portland Composto (CP II)
a. CP II-E – Cimento Portland Composto com Escória
b. CP II-Z – Cimento Portland Composto com Pozolana
c. CP II-F – Cimento Portland Composto com Fíler
3. Cimento Portland de Alto-Forno (CP III)
4. Cimento Portland Pozolânico (CP IV)
5. Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI)
6. Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS)
7. Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC)
8. Cimento Portland Branco (CPB)
4. Cimento Portland Pozolânico (CP IV)
5. Cimento Portland de Alta Resistência Inicial (CP V-ARI)
6. Cimento Portland Resistente a Sulfatos (RS)
7. Cimento Portland de Baixo Calor de Hidratação (BC)
8. Cimento Portland Branco (CPB)
Esses tipos se diferenciam de acordo com a proporção de clínquer e sulfatos de cálcio, material
carbonático e de adições, tais como escórias, pozolanas e calcário,
acrescentadas no processo de moagem. Podem diferir também em função de
propriedades intrínsecas, como alta resistência inicial, a cor branca etc.
O próprio Cimento Portland Comum (CP I) pode conter adição
(CP I-S), neste caso, de 1% a 5% de material pozolânico, escória ou fíler
calcário e o restante de clínquer.
O Cimento Portland Composto (CP II- E, CP II-Z e CP II-F)
tem adições de escória, pozolana e filer, respectivamente, mas em proporções um
pouco maiores que no CP I-S.
Já o Cimento Portland de Alto-Forno (CP III) e o Cimento
Portland Pozolânico (CP IV) contam com proporções maiores de adições: escória,
de 35% a 70% (CP III), e pozolana de 15% a 50% (CP IV).
As adições ao cimento melhoram certas características do
concreto e preservam o ambiente ao aproveitar resíduos e diminuir a extração de
matéria-prima.
Etapa 9 – Embalagem e Expedição
O cimento, após a moagem, é colocado nos silos, sob a forma de
granel e pode ser embalado em sacos de 25, 35, 40 ou 50 kg.
Para a
expedição deste cimento, ele estando a forma de granel, é transferido
diretamente do silo de armazenagem para caminhões-cisterna para transporte
rodoviário ou para navios de transporte de cimento.
Na forma de saco, o cimento é
embalado (através de máquinas ensacadeiras) e depositado em paletes de madeira.
Resumidamente estas são
as etapas de fabricação do cimento, espero que tenham gostado e qualquer dúvida
ou critica, favor enviar um e-mail para jony_lima@yahoo.com.br.
“Não basta ter quilos de
conhecimento quando se tem gramas de atitudes” – Marcio Kuhne
Fontes para o artigo:
CALCÁRIO DOLOMÍTICO Carolina Soares Juliana
Caldeira Olga Regina. - http://slideplayer.com.br/slide/10764537/
JONY PETERSON
Parabéns, Jony Peterson! Excelente contribuição! Sempre surpreendendo com atitudes que agregam valor!
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