Producción de Clinker
El piroproceso es la etapa de fabricación del clinker, componente básico para la fabricación del cemento, y se encuentra compuesto por cuatro equipos principales: precalentador o torre precalentadora, calcinador, horno y enfriador.
En el interior de los equipos los procesos son en vía seca e involucran reacciones físicas y químicas. Las reacciones físicas están relacionadas a las propiedades físicas del crudo como la finura en el molino de crudo. Por otra parte, los cambios químicos durante la quema están relacionados a la formación de las fases sólidas y líquidas de los minerales intermediarios y finales.
Fabricación
La alimentación del crudo procedente del molino, a una temperatura aproximada de 40°C, al piroproceso se realiza mediante una torre de ciclones de cinco etapas para realizar un intercambio de calor por el contacto a contracorriente con los gases procedentes del horno rotatorio.
En la torre el crudo primero se seca, luego se deshidrata y finalmente se descarbonata. El material crudo que proviene del precalentador pasa al calcinador para aumentar el % de descarbonatación en un rango de 90 – 95 %. El crudo una vez descarbonatado llega al tubo del horno rotatorio, donde alcanza temperaturas de hasta 1450°C, lo suficientemente elevadas como para que se lleven a cabo las reacciones de sinterización responsables de la formación del clinker. En el horno rotatorio, coexisten las fases sólida y líquida del clinker.
La etapa final del proceso es el enfriamiento del clinker, el cual se efectúa en la parte final del horno y el enfriador. Dentro del horno, el clinker disminuye su temperatura de 1450 °C a 1200 °C, aproximadamente, hasta la solidificación de su fase líquida para ser descargado al enfriador tipo parrilla, donde la temperatura disminuye hasta menos de 100 °C. El enfriador posee 4 cámaras inferiores que cumplen la función de inyectar aire para el enfriamiento, proporcionado por los 4 ventiladores. Además de la función de enfriamiento, el enfriador de clinker tiene otras funciones como recuperar el calor, transportar el clinker de la descarga del horno a la trituradora, mejorar la calidad del clinker a través de un tiempo adecuado de enfriamiento, y mantener un régimen permanente y estable en el horno.
Aspectos de calidad
Las propiedades del clinker van establecidas por sus minerales principales, silicato tricálcico (C3S), silicato bicálcico (C2S), aluminato tricálcico (C3A) y ferro aluminato tetracálcico (C4AF), y por sus componentes menores. La calidad del clinker se va a modificar si la proporción de alguno de ellos cambia. Por lo tanto, se debe garantizar la alimentación al horno con un crudo con la calidad especificada y con un mínimo de variación en cualquiera de sus parámetros de control.
La nodulización proporciona un clinker con buenas condiciones de molturabilidad, y cuyo cemento tiene mejores condiciones de hidratación y de resistencias. Así miso, el enfriamiento es importante para que el material obtenga sus propiedades físicas y químicas, referente a la molturabilidad, resistencia mecánica y durabilidad química.
En últimas, la correcta operación del horno, junto a la adecuada preparación del crudo, dará como resultado la calidad óptima y deseada del clinker, la cual se verá reflejada en una alta calidad de cemento.
