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ETAPAS DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE CIMENTO – POR JONY PETERSON

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
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

Comentários

  1. Parabéns, Jony Peterson! Excelente contribuição! Sempre surpreendendo com atitudes que agregam valor!

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