Download - Fabricación de Cemento 2011 - (4hrs)
Proceso de Proceso de Fabricación delFabricación del
CementoCemento
Ing. Angel Farías
Cementos de Venezuela
¿QUÉ ES EL CEMENTO?¿QUÉ ES EL CEMENTO?
El cemento es un aglomerante o ligante que posee propiedades hidráulicas, es decir, El cemento es un aglomerante o ligante que posee propiedades hidráulicas, es decir,
que mezclado con una cantidad conveniente de agua forma una pasta que se puede que mezclado con una cantidad conveniente de agua forma una pasta que se puede
endurecer tanto en el aire como en el agua. El cemento utiliza materias primas ricas en endurecer tanto en el aire como en el agua. El cemento utiliza materias primas ricas en
óxido de calcio, de silicio, de aluminio y de hierro, y mediante un proceso de cocción a óxido de calcio, de silicio, de aluminio y de hierro, y mediante un proceso de cocción a
altas temperaturas, se transforma en un producto intermedio llamado altas temperaturas, se transforma en un producto intermedio llamado clínkerclínker, de , de
características químicas determinadas. Ese clínker es molido finamente con pequeñas características químicas determinadas. Ese clínker es molido finamente con pequeñas
cantidades de yeso para producir finalmente el material conocido como cemento. cantidades de yeso para producir finalmente el material conocido como cemento.
Reseña HistóricaReseña Histórica
El cemento tiene sus orígenes en la cal u óxido de calcio (CaO), a partir El cemento tiene sus orígenes en la cal u óxido de calcio (CaO), a partir del cual y luego de cientos de años de estudios empíricos y científicos, se del cual y luego de cientos de años de estudios empíricos y científicos, se llega a la tecnología actual.llega a la tecnología actual.
A través de la historia de los pueblos egipcios, griegos y romanos, se A través de la historia de los pueblos egipcios, griegos y romanos, se utilizó la cal como ligante en sus construcciones. En la América utilizó la cal como ligante en sus construcciones. En la América Prehispánica los Aztecas la emplearon también en la fabricación de Prehispánica los Aztecas la emplearon también en la fabricación de tabiques y techos armados con caña y bambú. tabiques y techos armados con caña y bambú.
En 1824En 1824, un albañil Inglés llamado , un albañil Inglés llamado Joseph AspdinJoseph Aspdin, patentó un producto , patentó un producto que él llamó Cemento Portland, pues al endurecerse adquiría un color que él llamó Cemento Portland, pues al endurecerse adquiría un color semejante al de una piedra de la isla Portland en Inglaterra. semejante al de una piedra de la isla Portland en Inglaterra.
En 1850,En 1850, David SaylorDavid Saylor, un técnico norteamericano, fue el primero en , un técnico norteamericano, fue el primero en fabricar cemento en América. El uso del cemento Portland continuó fabricar cemento en América. El uso del cemento Portland continuó extendiéndose hasta convertirse en el material de construcción más extendiéndose hasta convertirse en el material de construcción más utilizado en el mundo.utilizado en el mundo.
* Planta de Molienda de * Planta de Molienda de Escoria.Escoria.** Planta de Molienda de ** Planta de Molienda de Clinker.Clinker.
La Industria del Cemento en La Industria del Cemento en Venezuela Empresas Venezuela Empresas
CementerasCementeras
EmpresaUbicación de sus Plantas
Fecha de Inicio de
Operaciones
Cap. Cem. Instalada
TPD Inicial
Cap. Cemento
TPD Actual
Fábrica Nacional de Cementos
La Vega - La Vega - Caracas Caracas
San San Cristóbal Cristóbal
Ocumare del Ocumare del TuyTuy
1.9071.9071.9491.9491.9681.968
30 30 300 300 1.2001.200
Inactiva Inactiva 550 3.100550 3.100
Corporación
Venezolana de
Cementos
Barquisimeto Barquisimeto Maracaibo Maracaibo Pertigalete Pertigalete
Pto Pto OrdazOrdaz
1.945 1.945 1.947 1.947 1.949 1.949 1.970 1.970
50 50 300 300 300 300
1000* 1000*
1.625 1.625 2.000 2.000 9350 9350
1440** 1440**
CONCECASan Sebastián San Sebastián
AraguaAragua 1.9701.970 1.2001.200 42504250
CEMENTOS CARIBE
Pto Cumarebo Pto Cumarebo FalcónFalcón 1.9791.979 3.0003.000 3.0003.000
CEMENTOS CATATUMBO
Villa del Villa del Rosario ZuliaRosario Zulia 1.9801.980 1.8001.800 1.8001.800
CEMENTO ANDINO
Monay - Monay - TrujilloTrujillo 1.9811.981 1.8001.800 1.8001.800
Ubicación de Plantas y Terminales de Cemento
Terminal PTG
Planta Mara
(0.83 MMTm)
Terminal Mara
Planta Lara
(0.53 MMTm)
Terminal CLM
Planta PTG
(3.00 MMTm)
Planta Guayana
(0.38 MMTm)
Terminal Puerto Ordaz
PLANTAS DE CEMENTO (3)
MOLIENDA (1)
TERMINALES MARITIMOS (4)
Participación del Mercado
2008
Capacidad Instalada (MM Tons)
Clinker Cemento
44.6 % 4.25 4.74
Planta
Capacidad instalada (MMTm)
FábricaFábrica
CemexCemexHolcimHolcim
Cementos Cementos del Caribedel Caribe
LafargeLafarge
Empresas CementerasEmpresas Cementeras
Mezclas de CementoMezclas de Cemento
CONCRETOCONCRETO
MORTEROMORTEROCemento + Agua + Cemento + Agua +
ArenaArena
Cemento + Agua + Arena + Agregados Gruesos + Cabillas Cemento + Agua + Arena + Agregados Gruesos + Cabillas Moldeadas Moldeadas
CONCRETO ARMADO (HORMIGON)CONCRETO ARMADO (HORMIGON)
Cemento + Agua + Arena + Agregados Cemento + Agua + Arena + Agregados GruesosGruesos
Cemento Cemento PortlandPortland
Tipo I:Tipo I:Para construcciones de Concreto en Para construcciones de Concreto en
GeneralGeneralPisos , Placas , Paredes , Columnas , etcPisos , Placas , Paredes , Columnas , etc
Tipo II:Tipo II:Para construcciones expuestas a la Para construcciones expuestas a la
acción moderada de algunos elementosacción moderada de algunos elementosquímicos del agua o donde se requiera unquímicos del agua o donde se requiera uncalor de hidratación moderado: Bases de calor de hidratación moderado: Bases de
muelles y Puentes, Tanques , muelles y Puentes, Tanques , Represas ,etc.Represas ,etc.
Tipo III – PREMIUMTipo III – PREMIUMPara construcciones de alta resistenciaPara construcciones de alta resistencia
Inicial: Prefabricado y otros. Inicial: Prefabricado y otros. BLANCO:BLANCO:Para obras decorativasPara obras decorativas
y graniteríay granitería
Clase G y H:Clase G y H:Para cementación Para cementación
de Pozosde PozosPetroleros y de Petroleros y de
GasGas
Utiliza como materia primas ciertos materiales con un contenido rico en Óxidos de: Utiliza como materia primas ciertos materiales con un contenido rico en Óxidos de:
Calcio, Silicio , Aluminio y Hierro.Calcio, Silicio , Aluminio y Hierro.
Mediante un proceso de cocción a una temperatura de aprox. 1.450 ºC se obtiene un Mediante un proceso de cocción a una temperatura de aprox. 1.450 ºC se obtiene un
producto de características químicas predeterminadas llamado CLINKER.producto de características químicas predeterminadas llamado CLINKER.
La molienda fina del Clinker con la conveniente adición de pequeñas cantidades de yeso, La molienda fina del Clinker con la conveniente adición de pequeñas cantidades de yeso,
produce finalmente el material llamado CEMENTO.produce finalmente el material llamado CEMENTO.
Cemento PortlandCemento PortlandCaracterísticasCaracterísticas
Métodos de FabricaciónMétodos de Fabricación
•Método AntiguoMétodo Antiguo•Alto Consumo de CombustibleAlto Consumo de Combustible•Materiales Procesados con Materiales Procesados con aguaagua
•Método ModernoMétodo Moderno•Bajo Consumo de Bajo Consumo de CombustibleCombustible•Materiales Procesados sin Materiales Procesados sin aguaagua
Harina Harina CrudaCruda
Vía Vía Húmeda:Húmeda:•Planta LARAPlanta LARA•Planta MARAPlanta MARA•Pertigalete IPertigalete I
Vía Seca:Vía Seca:•Pertigalete IIPertigalete II
Pasta CrudaPasta Cruda
CEMENTOPORTLAND
+ +
Argot del CementoFórmula
3CaO.SiO2
2CaO.SiO2
3CaO.Al2O3
4CaO.Al2O3.Fe2O3
Nombre
Silicato Tricálcico
Silicato Dicálcico
Aluminato Tricálcico
Ferrialuminato Tetracálcico
C3S (Alita)
C2S (Belita)
C3A
C4AF
Nomenclatura de los minerales sintéticos o Nomenclatura de los minerales sintéticos o compuestos potenciales en el clinker Portland.compuestos potenciales en el clinker Portland.
Contenido promedio de compuestos potenciales para los Contenido promedio de compuestos potenciales para los cinco Tipos de Cemento Portland.cinco Tipos de Cemento Portland.
(Recetas Químicas del Cemento)(Recetas Químicas del Cemento)
C3S C2S C3A C4AF
55 22 10 7
51 24 7 11
60 19 11 7
28 49 4 12
60 30 3 10
Cemento Ordinario. (Tipo I)
Cemento de Moderada Resistencia a los Sulfatos y de Moderado Calor de Hidratación. (Tipo II)
Cemento de Alta Resistencia inicial. (Tipo III)
Cemento de Bajo Calor de Hidratación. (Tipo H)
Cemento de Alta Resistencia a los Sulfatos. (Tipo G)
Tipo de Cemento Portland.
HORNO
TRITURACION
PRECALENTADOR
SILOSCRUDO
MOLINOCRUDO
MOLINOS CEMENTO
SILOSCEMENTO
DOSIFICACION
YESO
PREHOMO
SILOSCLINKER
ALMACEN Y TALLERES
ENVASE Y DESPACHO
PROCESO DE FABRICACION DE CEMENTO
1. Explotación 1. Explotación de Materias de Materias
PrimasPrimas
Preparación de materias primasPreparación de materias primas
EXTRACCIÓN Y PREPARACIÓN DEMATERIA PRIMA
DEFINICIÓNDE
YACIMIENTOS
PREPARACIÓNDE
MATERIAL CRUDO
Asegurar el suministro de materias primas a través de una
explotación racional, con el menor costo operativo, asegurando una
calidad homogénea y constante.
Objetivo.
04/13/23
Materia Prima: Minerales que cumplen con especificaciones químicas y físicas para la
preparación de Harina Cruda, pero teniendo la característica de presentar una mínima
variación (s) tanto química como física, dando estabilidad al Proceso de Fabricación del
Cemento.
Preparación de materias primasPreparación de materias primas
Óxidos básicos para la fabricación de clinker.
Óxido de calcio: CaO
Óxido de silicio: SiO2
Óxido de aluminio: Al2O3
Óxido de férrico: Fe2O3
Preparación de materias primasPreparación de materias primas
Minerales ricos en estos óxidos básicos.
Mineral. Aporta. .
Caliza. CaO
Arcilla. SiO2, Al2O3, Fe2O3
Mineral de hierro. Fe2O3
Arena sílica. SiO2
Perforadora vertical
Preparación de materias primasPreparación de materias primas
Preparación de materias primasPreparación de materias primas
2. Transporte2. Transporte
Cargador frontal
Unidad de transporte
Transporte de materias primasTransporte de materias primas
3. Trituración3. Trituración
Trituración Trituración
Por CompresiónMandíbulas
Cono
Por ImpactoMartillo
Choque
Quijada
Cono
Rodillos
Impacto (martillos) Impacto (martillos y barras)
Diferentes tipos de trituradoras.
Trituración Trituración
Trituradoras de Quijada o Mandíbula
Trituración Trituración
TRITURADORAS DE MANDIBULA
TRITURADORAS DE IMPACTO
TRITURADORAS DE IMPACTO
TRITURADORAS DE IMPACTO
TRITURADORAS TIPO CONO
Trituración Trituración
Trituradora de RodillosTrituradora de Martillos
4. 4. PrehomogenizacióPrehomogenizació
nn
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Prehomogeneización.Prehomogeneización.
Consta de 2 acciones: Apilamiento y reclamo.
Apilador
Pila de material
Apilador
Pila de material
54
76
Métodochevron
Caída de material
1
32
Apilamiento.
ApilamientoApilamiento
ApilamientoApilamiento
Arreglo CircularArreglo Circular
Pila Circular
Capacidad Diámetro
15,000 m3 Ø 75m
25,000 m3 Ø 90m
50,000 m3 Ø 110m
CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE PILAS CONICAS
Apilador Recuperador
INSTALACIONES DE PILAS CONICAS
04/13/23
Descargaa banda
transportadora del reclamador
Cadena sinfíncon rascadores
Banda elevadora
Bandatranspor-tadora del
reclamador
Banda transportadora a tolvas de molinos
Malacate
Malacate
Cadena sinfíncon rascadores Banda
elevadora
Reclamo.
Sistema de cadena sinfín con rascadores.
Prehomogeneización.Prehomogeneización.
ReclamoReclamo
CANTERAS Materiales Blandos
CANTERASMateriales Duros
Perforadora
Cargador Frontal
Transporte
Triturador Secundario
CalizaTriturada
TrituradorPrimario
Criba
Tolva
Banda Metálica(Dosificador)
Banda Transportadora
Pila Triturada
A silos de
materiasprimas de molinos
de harina cruda
Prehomogeneización
Transporte
Tolva Banda Metálica(Dosificador)
Triturador
Apilador Móvil
Reclamador
Prehomogeneización
MaterialesCorrectivos
Resumen Resumen
6. Molienda de 6. Molienda de Materia PrimaMateria Prima
Preparación de CrudoPreparación de Crudo
Proveedor de materias
prima
Preparación de crudo
Calcinación
•Caliza•Arcilla•Mineral de fierro
Crudo
Objetivo del área
FinuraReacciones físicas
sólido-sólido
ComposiciónReacciones químicas
Homogeneidaden características
del crudo
De Almacén o Prehomogeneización PREPARACIÓN DE
CRUDO
Silos o Tolvas de Materia
Prima
Alto CaCO3Bajo CacO3
Correctores
Tolva
Molino de Crudo
Dosifica-dores
Gases Calientes delPrecalentador del horno
Gases con
Sólidos
Batería de
Ciclones
A Silo de Homogenei-
zación
Ventilador del Molino
(VTF)
Elevador de
Cangilones
Gases hacia Colector Principal del Horno
Gases
Sólidos
Harina Cruda
Molino con dos compartimientos.
Cortesía F.L.Smidth.
Molino soportadopor zapatas dedeslizamiento
Segundo compartimiento
Primercompartimiento
Alimentación
Entradade aire
Diafragma central
Diafragma de salida
Molienda de Materia PrimaMolienda de Materia Prima
7. Homogenización7. Homogenización
Transportadores de
multideslizadores alimentan la
cámara central y distribuyen el
material que forma capas en su
descenso.
Durante la descarga las válvulas
de flujo controlado operan
secuencialmente, creando algunos
efectos de embudo a través de las
capas almacenadas y originan que
ocurra el efecto de
homogeneización.
Vía seca – Silos de Vía seca – Silos de HomogenizaciónHomogenización
Vía húmeda – Balsas de Vía húmeda – Balsas de MezcladoMezclado
8. Calcinación8. Calcinación
COCCION.- Proceso de fabricación de “Clinker” a partir de una
fusión incipiente de un material finamente molido
llamado “Crudo”.
CLINKER.- Mineral sintético formado por silicatos de calcio
hidráulicos (C3S y C2S), aluminato tricálcico (C3A)
y ferrialuminato tetracálcico (C4AF), siendo la
base para la fabricación del Cemento Portland.
CocciónCocción
CocciónCocción
SISTEMA DE CALCINACIÓN
PREPARACIÓNDE CRUDO
MOLIENDAFINAL
ClinkerMaterial Crudo
Combustible(s)
Producir un clinker que cumpla con las características físicas
y químicas y con las normas y estándares de calidad
establecidos por el laboratorio y comprometidos con el área
de Molienda Final.
Objetivo del área de calcinación.
04/13/23
Precalentamiento Vía Precalentamiento Vía HúmedaHúmeda
Precalentador de aspas
Cadenas colgadas en
forma de guirnalda
Cámara dedesempolvado
Llanta
Alimentaciónde pasta
Protecciónde la coraza
Pasta
Gases
04/13/23
Harina cruda procedente del silo de
homogeneización
Pesador de Flujo de
Sólidos
Bomba para el transporte de la harina cruda
Torre de Acondicionamiento de Temperatura de
Gases
Horno
Ventiladorde Tiro
Inducido(VTI)
I
II
III
IV
Primera Etapa
Segunda Etapa
TerceraEtapa
Cuarta Etapa
Precalentamiento Vía SecaPrecalentamiento Vía Seca
CocciónCocción
1
2
3
4
Vista interior
(desde el lado de la
descarga de
clinker) de un
horno
rotatorio en
operación
Cocción Horno rotatorioHorno rotatorio
Zona de alta temperatura de la flama, 2100oC.
Tubo del quemador.
Zona de alta temperatura del material, 1450oC.
Ladrillo refractario.
1
2
3
4
Enfriador de satélites en etapa de montaje, UNAX®®, FULLER.
CocciónCocción
Enfriador de parrillas reciprocantes.
Clinker
HornoCarátula
Enfriador
Plataforma
Placas fijas para nivelar la cama
de clinker
Inicia sección de placas
reciprocantes Compuerta niveladora de cama de
clinker
Aire excedente o aire exhaustor
Clinker frío
Quemador
CocciónCocción
De Molinos de Harina Cruda
Silo deHomogeneización
Pesador
Precalentador
Ventiladordel Horno
(VTI)
Horno Rotatorio
Calcinador
Enfriador de Clinker
Aire Caliente al Calcinador(Aire Terciario)
Harina calienteClinker
Aire caliente
Clinker
Colector
Clinker hacia Silo o Almacén
Salida AireLimpio
Hacia secador
Colector Principal
Ventilador del Colector
Aire Caliente HaciaMolino de Harina Cruda
Salida Aire Limpio
9. Molienda de 9. Molienda de CementoCemento
Molienda de Cemento
CocciónClinker Molienda
Final
Envase
y Embarque
Yeso
Cemento
Adiciones:
Puzolana. Escoria granulada. Ceniza volante. Vapores de sílice. Caliza. Polvillo de Horno
Molienda de Molienda de CementoCemento
Objetivo:
Reducir el tamaño de las partículas e incrementar el área de contacto hasta lograr una
distribución de tamaños o granulometría que permita la adecuada reacción de
hidratación para cumplir con el desarrollo de resistencia comprometida.
Dosificar, es decir, cumplir con la proporción de materiales, de acuerdo al diseño del
laboratorio, de Clinker (CK), Yeso (Y) y Adiciones (A).
Enviar el cemento a los silos del área de Envase y Embarque con la temperatura
comprometida.
Cumplir con el programa de suministro de cemento(s).
Molienda de Molienda de CementoCemento
PuzolanaYeso Clinker
Silo de ClinkerPuzolana Triturada
Clinker Procedente de Calcinación o de Patio
Yeso Triturado
MOLIENDA DE CEMENTO
Dosifica-dores
Separador Sepax
Colector de Polvo
Molino deCemento
Separador Estático
Ventilador de tiro forzado
Elevador de
Cangilones
Salida de Aire Limpio
Cemento hacia Silos
Aire atmosférico
(Separador Dinámico)
ReductorMotor
Gruesos y finos
Sólidos
Material Grueso
Material Fino y Aire
Cortesía F.L.Smidth.
Molino soportadopor zapatas dedeslizamiento
Segundo compartimiento
Primercompartimiento
Alimentación
Entradade aire
Diafragma central
Diafragma de salida
Molienda de Cemento
10. Envase y 10. Envase y DespachoDespacho
Almacén, envase y Almacén, envase y despacho de cementodespacho de cemento
CUMPLIR CON LA VARIEDAD Y OPORTUNIDAD
DE EMBARQUE PARA SATISFACER LAS
NECESIDADES DE NUESTROS CLIENTES
Objetivo.
MOLIENDAFINAL
Clientes
• Concretero
• Distribuidor
• Constructor
• Gobierno
• Exportación
Cemento en SacosALMACÉN, ENVASE
Y EMBARQUEDE CEMENTO Cemento
a granel
Cemento
ENVASE Y EMBARQUEDE CEMENTO
Silo de Cemento
De Molinos de Cemento
Silo de Cemento
CARGA A GRANEL
CARGA A SEMIGRANEL
Tolva
Criba
Ensaca-dora
Colectores de polvo con ubicación estratégica
ENSACADO
CARGA EN SACOS A CAMIONES
Báscula Desviador
Trampa de Sacos
Separador
Línea Automáticade Carga de Sacos
Papel
Línea Automáticade Carga de Sacos
CARGA EN PALETAS A FURGONES DE FFCC Y CAMIONES
Paletizadora
Almacén de Paletizado
Tipos de DespachoTipos de Despacho
• Sacos de Papel: Sacos de Papel: 42.5 Kg y 21.25 42.5 Kg y 21.25 KgKg
• Big-Bag: Big-Bag: 1.500 Kg.1.500 Kg.• Paletas.Paletas.• A Granel: A Granel:
– Vía Terrestre (Camiones Cisternas)Vía Terrestre (Camiones Cisternas)– Vía Marítima (Barcos)Vía Marítima (Barcos)
Almacena-miento
Ensacado
Paletizado
Embarqueen Sacos
EmbarqueBig Bag
Embarquea Granel
Camión
Furgón
Camión
Furgón
Tolva
Pipa
Cemento
Tarimas
Sacos
Almacenadode Palets
Camión
Furgón
C
L
I
E
N
T
E
S
Control de
embarque
Control de
envase
Líneas de flujo en envase y embarque.
Almacén, envase y Almacén, envase y embarque de cementoembarque de cemento
Almacén, envase y Almacén, envase y embarque de cementoembarque de cemento
Ensacadora de primera generación.
Colocación de sacos.
Manual.
Operador. En un solo lugar.
Desprendimiento de sacos. Automático.
Pesaje de sacos. Mecánico.
Variación en peso.
Alta.
Nivel de producción.
Varía de acuerdo a la destreza y capacidad del operador.
Almacén, envase y Almacén, envase y embarque de cementoembarque de cemento
Almacén, envase y Almacén, envase y embarque de cementoembarque de cemento
Ensacadora de segunda generación.
Colocación de sacos. Manual.
Operador. En un solo lugar.
Desprendimiento de sacos. Automático.
Pesaje de sacos. Mecánico.
Variación en peso. Alta.
Nivel de producción. Varía de acuerdo a la destreza y capacidad del operador.
Almacén, envase y Almacén, envase y embarque de cementoembarque de cemento
Paletizadora.
Almacén, envase y Almacén, envase y embarque de cementoembarque de cemento
Carga de cemento a granel.
Almacén, envase y Almacén, envase y embarque de cementoembarque de cemento
Carga de cemento a granel.
Terminal marítima.