parte 1 cemento
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8/17/2019 Parte 1 Cemento
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Fabricación de Cemento
1Fabricación de Cemento
8/17/2019 Parte 1 Cemento
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Proceso Seco
Fabricación de Cemento 2
Production of Cement by the Dry Process
Raw Materials Storage and Preblending Corrective MaterialsCrushing Plant (s)Quarry (ies)
Feed Bins
Samling Station
Coal
Coal
Mill
Cooler !edusting
Rotary "iln
Cyclone
Preheater
Raw Meal
#omogeni$ing and
Storage Silo
%ater
Conditioning
&ower
'lectrostatic
Preciitator
Raw Mill
Cliner
Storage
ysum
Cement Mill
Filter
Bul !isatch Pacing Machine Bag Palleti$ation
Cement
Silo
Cement
Silo
Mineral
ComonentsCliner Cooler
*ir+to+*ir
Cooler
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Fabricación de Cemento 3
Explotación de Canteras
Planificación.
Tumbe de material.
Barrenación y voladuras.
Tipo de explosivo.Fragmentación y rocas en vuelo.
oladuras y su impacto en las partes interesadas.
Corte mec!nico.
Carga y acarreo.
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Fabricación de Cemento 4
Planificación de canteras.
"b#etivos$
%aximi&ar la vida 'til del yacimiento en función dela calidad.
Cumplir par!metros de dise(o de explotación. "btener el menor costo de operación en la
explotación.
%inimi&ar el impacto en el %edio )mbiente.
Cumplir con los est!ndares de *eguridad.
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Fabricación de Cemento 5
Planificación de canteras.
Principales ciencias de apoyo$
+eolog,a.
Evaluación de reservas.
Dise(o del modelo del yacimiento.
-u,mica.
)n!lisis cualitativos de materiales.
%iner,a.
Dise(o de explotación.
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Fabricación de Cemento 6
Planificación de canteras
argo pla&o /0 a(os o m!s1
%ediano pla&o /de 2 a 0 a(os1
Corto pla&o /menor a 2 a(o1
3erramientas $ *oft4ares /e#. -*"5 -uarry master5
%ixt6up5 etc.1
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Fabricación de Cemento 7
Planificación de canteras
Trituradora
Cantera actual
Calizas
Cantera a
futuro
Cantera actualCantera a
futuro
QSO PLANO DE EXPLOTACION CANTERAS
S
8/17/2019 Parte 1 Cemento
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Fabricación de Cemento 8
Tumbe de material
&ios de &umbe ,
&umbe o arran-ue
-u.mico (/oladura)
&umbe o arran-ue
mec0nico
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Fabricación de Cemento 9
Sondeos de testigo
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Fabricación de Cemento 10
Conceto del rograma de sondeos
1 2 3 4 1 2 3 4
1 3 4 4 1 3 4 4
S o n d e o s d e l a i n v e s t ig a c i ó n g l o b a l
C a l i $ a m a s s i v a
M a r g a
C a l i $ a c o n c h e r t
S o n d e o s d e l a i n v e s t i g a c i ó n d e d e t a l l e
5 . m i t e d e l d e o s i t o a i n v e s t i g a r
/ o l u m e n e s t i m a d o a r a g a r a n t i $ a r r e s e r v a s
m s 6 n 6 m 6
7 2 8 9 4 :
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Fabricación de Cemento 11
Barrenación y voladuras.
Factores ;o controlables6
Caracter.sticas del material
eolog.a Factores clim0ticos
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Fabricación de Cemento 12
Tumbe de material
Tumbe o arranue u!mico a base de barrenación "#oladuras$
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Fabricación de Cemento 13
Barrenación y voladuras.
Factores a controlar6
!ise<o de barrenación6 (!i0metro de barrenación=cuadr.cula= etc6)
*ltura de banco6 (*lcance y caacidad del e-uio decarga)
Sistema de iniciación6 (Punto de salida y tiemos orbarreno)
&io y cantidad de e>losivo6 (ramos9tonelada= ? alto=? ba@o)
!irección de minado6 ('n Aunción a la geolog.aestructural)
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Fabricación de Cemento 14
Sistemas de &rituración
Principios de la trituración Criterios de selección trituradoras Tipos de trituradoras Alimentadores
Trituradoras móviles Prehomogenización
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Fabricación de Cemento 17
Tipo de material que va a sertriturado
Caracter,sticas del material
Estratificado $ +iratoria o
de rodillos .
-uebradi&o$ 9mpacto o
martillo .
%asivo$ -ui#ada o
mand,bulas .
)brasivo$ -ui#ada o
giratoria .
Pega#oso$ 7odillos .
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Fabricación de Cemento 18
Tipos de trituradoras
Giratorias /
Cono Mandíbulas Rodillos Impacto Móviles
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Fabricación de Cemento 19
Criterios para selección detrituradoras
Material Conditions
!emands
Crusher &ye soAt med6 hard 1,3 1,13 1,24 1,34 low med6 high dry moist wet
Single &oggle Baw
!ouble &oggle Baw
yratory9Cone
Roll
Single ShaAt
#ammer with rate
Single ShaAt mact
!ouble ShaAt mact
(Comound)
Most Suitable
Suitable
;ot Suitable
Material
ClassiAication
Crushing Ratio Material *brasivity Material MoistureDurezaycompact.material
Suave med.duro
Gradoreducción degranulometría
!" "!"#$!" $!"
A%rasividad delmaterial&a'a med.alta
(umedaddelmaterialSeco h)medsat.
*+sutilizada
utilizada
,outilizada
Tipo deTrituradora-ui'ada "placa-ui'ada
placaCono /giratoria0odillos
1mpacto unrotor conparrilla
1mpactodo%le rotor
1mpacto "
rotor
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Fabricación de Cemento 21
2actores a considerar
Tipo de roca
3umedad
+ranulometr,a de
alimentación
Triturabilidad
7elación de reducciónelocidad de la trituradora
Tipo de circuito /abierto o
cerrado1
)brasividad / s,lice
presente1
a humedad puede ba#ar el
rendimiento de un e8uipo entre
el 2:; al <: ; .
a capacidad de la trituradora
debe ser del =0 ; por encima de
lo re8uerido.6
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Fabricación de Cemento 22
Trituradoras de impacto3 *artillos4
*e las utili&a cuando se re8uiere alta relación de reducción / 0:$21
>o son adecuadas para materiales pl!sticos y con m!s del 2= ; dehumedad.
Para rocas blandas a semiduras producen gran cantidad de finos.
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Fabricación de Cemento 23
Trituradora de impacto una etapa
Esta 8uebradora es de martillos5 tiene una
gran capacidad de reducción degranulometr,a 5 con costos de operación muy
ba#os.
Tama(o m!x. de alimentación ? 2.0 m
+rado de reducción$ 20 $ 2 a 0: $ 2
Tama(o del producto ? <0 ; @ 2:: mm
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Fabricación de Cemento 24
Capacidad trituradoras deimpacto
5as capacidadesson %asadas con unmaterial de durezamedia y peso vol de".6 t/m#
Capac. "7$8#6$t/hrCapac. 87$t/hr
Capac. #6$89t/hr
Capac. 7$8":"$$t/hr
Tama;o desc:
3 mm4
Capacidad 3t/hr4
Impact Crusher Capacity
Capacities are based on run ofquarry analysis on friablemedium hard limestone at1'600kgs per cubic metre
50 5 10! 1! 15!
!00
"00
600
#00
1$000
1$!00
1$"00
Crusher %eed Setting &mm
(etric tonne )hr
*ated 1"0)+60 t)hr
*ated !!5)"50 t)hr
*ated +60)!5 t)hr
*ated 5"0)1100 t)hr
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Fabricación de Cemento 25
<tilizada en materiales
%landos y semiduros
con humedad de hasta
un "=.
Con humedades
mayores es posi%le lainstalación de un
sistema de
calentamiento de
chutes y pantallas
Trituradoras de impacto dosrotores
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Fabricación de Cemento 26
Trituradora de martillos
Alta capacidad de
reducción de
granulometría
Poco so%retama;o
,o apta para material
a%rasivo o pega'osos Alto grado de desgaste
&a'a capacidad
comparada con el
tama;o
Alta velocidad del rotor 0eemplazo de
martillos!
A los 6 meses voltear.
" meses cam%io
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Fabricación de Cemento 27
Trituradora giratoria
Para 0ocas a%rasivas y
duras con %a'o contenidode humedad.
,o requiere tolva de
alimentación.
Puede ser alimentada por
dos lados. Aplicación ! trituradora
primaria .
Grado de reducción !" a
9 ! "
0egulación
manual/hidr+ulica "$8
>$ mm 3 6? a ""?4
T i d i i / 3
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Fabricación de Cemento 28
Trituradora giratoria / cono 3 etapas4
Para rocas de alta a%rasividad
Pueden tener grandescapacidades >$$ a 7:$$$ t/h
&a'o grado de reducción de
granulometría!
Giratoria primaria! 7 ! " a !
" Secundaria cono/martillos 7 !
"
Tama;o del producto @ =
a mm
Se requieren materiales con%a'o contenido de humedad.8
Primary Crusher
Single shiAt 4 734 mts9hr &wo shiAt I 314 mts9hr
RJQ
+ K3 mm to Preblending
Secondary
Crusher
24 mts9hr Fines
124 mts9hr
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Fabricación de Cemento 29
Trituradora de rodillos
Son muy )tiles en el mane'ode materiales arcillosos y
margosos de dureza media :
h)medos o a%rasivos.
8/17/2019 Parte 1 Cemento
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Fabricación de Cemento 31
Trituradoras de qui'ada omandí%ulas
&a'a capacidad de
trituración . Bquipo caro .
Grado de reducción > !
" <sada en dos etapas
de trituración 3 concono4
Para rocas duras ya%rasivas .
0egulación dea%ertura
mec+nica/hidr+ulica
8/17/2019 Parte 1 Cemento
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Fabricación de Cemento 32
Circuito cerrado de trituraciónBste sistema automatiza el mane'o y reduce el porcenta'e denos en el producto nal!
1ncrementa la eciencia0educe el costo de energía
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Fabricación de Cemento 33
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Fabricación de Cemento 34
Molino &ubular, Molino !escarga Final ('!M)
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Fabricación de Cemento 36
Molino /ertical de Rodillos (/RM)
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Fabricación de Cemento 37
Prensa Rodillos (RP)
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Fabricación de Cemento 38
L4 Mt9hN 3 Mt9hN 14 Mt9hN
:4 O R O 144 Mt9hN
2=: tAhD
2: tAhD
134 Mt9hN
24 Mt9hN
:3P444 Mm29hN
134 M(%N 34 MmbarN/ariador Arecuencia
K8 M(%N
1P134 MrmN
E0 tAhD
134 Mt9hN
134 Mt9hN
> K= QK MmN
8P444 Mm29hN
1K4 MmKN 73 MCN
Clin(er Seso Cali$a
Ceni$as
14 M(%N
K3 MmbarN T 34 M(%N
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%olino de &olas
Fabricación de Cemento 39
Clin'er
(t)
(*C)
(+)
(t,-)
."/sum
(t)
%in$Com$
(t)
.rindinaid(+)
(l,-)
(+)
(t,-)
(+)
(t,-)
(Σ t,-)
(Σ
t,-) (Σ t,-) (l,-)
(')
(mbar) (*C)
(*C)
(l,-)
(*C)
(r/m)
(r/m)
(m3,-)
(m,m3)
(mbar)(*C)
(mbar)
(*C)
(*C)
(')
(*C)
(mbar)
(')
(*C)
(r/m)
(r/m)
(t,-)
(*C)
(+)
Set/oint
Process alues
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Control en %olienda
Fabricación de Cemento 40
Grindin
g aid
aterin'ection
temperatu
re
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%olino &olas
Fabricación de Cemento 41
Coarse
rindin
%edium
rindin
Fine
rindin
E @$ F 6$ mmH%alls
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Fabricación de Cemento 42
*ill crosssection
nsecciones dentro de Molino de Bolas
2m :.0 :.0:.0 2m 2m 2m 2m 2m :.02m
2.2
2m 2m
2.= 2. 2. =.2 =.= =. =. =.0 =.G =.
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Fabricación de Cemento 43
nsecciones nternas del Molino
Si t d % li d
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Sistema de %oliendaertical
Fabricación de Cemento 44
8/17/2019 Parte 1 Cemento
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Fabricación de Cemento 45
Mill internal visual nsection
*aterial sticIingon the ta%le
*aterial level J distri%ution
Grinding tools0K55B0S*aterial: current /
eLpected liMetime:initial Neight: netNear: state 3cracIs:etc.4: LationTA&5B *aterial: current /eLpected liMetime:initial Neight: netNear: state: Lation
Scrappers state:material %uild ups
*ill housingNearpattern
Separator conegeometry andNear pattern
,ozzle andarmour ringsgeometry andNear pattern
2eed chutegeometry andposition
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Fabricación de Cemento 46
Searador 9 /isual insection 9 1st eneration
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Fabricación de Cemento 47
Searator 9 /isual insection 9 Knd eneration
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Fabricación de Cemento 48
Searator 9 /isual insection 9 Knd eneration
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Fabricación de Cemento 49
Searador 9 /isual insection 9 2rd eneration
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Fabricación de Cemento 50
Fabricación de Cl.ner U Formación de Cl.ner
16 ntroducción
K6 /.as de reacción durante la Aormación de cl.ner
26 Mecanismos de reacción
L6 Minerali$ación de cl.ner
36 CinVtica de la cocción del cl.ner
:6 &ermodin0mica de la Aormación de cl.ner
86 'valuación de la atitud a la cocción del crudo
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Fabricación de Cemento 51
WPor-uV estudiar el tema de la cocción del cl.nerX
Para comrender la inAluencia de los cambios en las
condiciones de oeración del horno
Jeración normal del horno
nAluencia de la comosición -u.mica= la Ainura y los cambios
mineralógicos nAluencia de nuevos comonentes en la me$cla (u$$olana=
arena= combustibles y materiales alternativos= etc6)
/eración anormal del -orno
Conocer las causas ue conducen a un cl!n'er maluemado
Com/render /oru se orman anillos " de/ósitos Ser ca/a de /ro/oner medidas remediadoras
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Fabricación de Cemento 52
&ransAormación -u.mica
%ineralesnaturales %ineralessintticos -idrulicos
Temperatura 3T4
Tiempo 3t4
Presión 3p4
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*sectos -ue caracteri$an el roceso de Aormación de
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Fabricación de Cemento 54
*sectos -ue caracteri$an el roceso de Aormación de
cl.ner
Sistema comle@o (serie de diversos mecanismos)Y Re-uiere energ.a mec0nica= tVrmica y elVctrica
5a velocidad de reacción es lenta (necesidad de altas
temeraturas= material Ainamente diserso)
5os minerales de cl.ner no son estables a temeratura
ambienteY
5a calidad del roducto est0 determinada or,
5a comosición -u.mica del cl.ner 5a microestructura del cl.ner
8/17/2019 Parte 1 Cemento
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Fabricación de Cemento 55
Control del roceso de cocción
)spectos tecnológicos delmaterial
Comortamiento encocción de la harina cruda
Quemabilidad Formación de olvo Formación de costra ranulación del cl.ner=
etc6 Cantidad y roiedades de
la Aase l.-uida
)spectos tecnológicos del proceso
PerAil de temeraturas
*tmósAera del horno
&io de combustible Caracter.sticas de la llama
etc6
8/17/2019 Parte 1 Cemento
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Fabricación de Cemento 56
Secuencia b0sica de reacciones
alita H belita
H
l,8uido /2F0:IC1
reactivos H productos
H
productos intermedios
/F0:I 6 2B::IC1
%e&cla cruda
/=:IC1
cl,nJer
enfriado
Secuencia de reacciones -ue ocurren en un horno
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Calentamiento /IC1
K4 + 144 'vaoración de #KJ144 + 244 PVrdida de agua absorbida A.sicamente
L44 + 744 Remoción de #KJ estructural (#KJ y gruos J#)
de minerales arcillosos
T344 Cambios estructurales en los minerales sil.ceos
:44 + 744 !isociación de carbonatos
T44 Formación de belita= roductos intermedios= aluminato y
Aerrita
T1K34 Formación de Aase l.-uida (Ausión de aluminato y Aerrita)
Z1L34 Conclusión de la reacción y recristali$ación de alita y belitaEnfriamiento /IC1
1244 + 1KL4 Cristali$ación de la Aase l.-uida= rincialmente en
aluminato y Aerrita
Fabricación de Cemento 57
Secuencia de reacciones -ue ocurren en un horno
rotativo
8/17/2019 Parte 1 Cemento
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Fabricación de Cemento 58
&ermodin0mica de la Aormación de cl.ner
!urante la roducción de cl.ner= se absorbe calor (intercambios
endotKrmicos) y se roduce calor (intercambios exotKrmicos)6
Temp. 3OC4Tipo de reacción1ntercam%io de calor
20 100 #a/oración de :2 libre ndotrmico
100 300 Prdida de :2 absorbida !sicamente ndotrmico
400 900 ;emoción de :2 estructural <:2= ru/os :
de minerales arcillosos>ndotrmico600 900 ?isociación de C2 a /artir de carbonatos ndotrmico
@ 800 Formación de /roductos intermedios= belita=aluminato " errita Aotrmico
@ 1250 Formación de ase l!uida <aluminato " errita> ndotrmicoFormación de alita Aotrmico
1300 1240 Cristaliación de ase l!uida= /rinci/almente enaluminato " errita <ciclo de enriamiento> Aotrmico
8/17/2019 Parte 1 Cemento
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Fabricación de Cemento 59
Typical 1ndicators oM a Stage Preheater NithPrecalciner
Suspension Preheater
OC"$$$$$$
Stage "
Stage
Stage #
Stage 7
Stage
PC5
Gas
*eal
#.6=
#."=
.6=
.#=
.$=
.=
K
=H
8
Pressm%arH
8 7#
8 #6
8 @
8
8
#$
79
6
9$
TGas
OCH
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.
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Pressm%arH
8 7#
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8 @
8
8
#$
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66$
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Gas
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8
TGas
OCH
8/17/2019 Parte 1 Cemento
http://slidepdf.com/reader/full/parte-1-cemento 60/71
Fabricación de Cemento 60
Typical 1ndicators oM a 7 Stage PreheaterNithout Precalciner
OC"$$$$$$
Stage "
Stage
Stage #
Stage 7
SP4
#.7=
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TGas
OCH
8/17/2019 Parte 1 Cemento
http://slidepdf.com/reader/full/parte-1-cemento 61/71
Fabricación de Cemento 61
/ariación semi+cuantitativa de minerales con la temeratura
C l i ió
8/17/2019 Parte 1 Cemento
http://slidepdf.com/reader/full/parte-1-cemento 62/71
Fabricación de Cemento 62
Preheater Precalciner Kiln
CA5C1,AC1,Ba calcinación continuar-asta ue todo el carbonato
de calcio se con#ierta en cal "dióAido de carbono$
%ientras dure este/roceso de disociación=
la tem/eratura de la-arina caliente/ermanecer entre750 900DEC$
G 800 °C= la calia sedescom/one en cal
libre " dióAido decarbono$CaC3 → Ca D C2
Calcinación
8/17/2019 Parte 1 Cemento
http://slidepdf.com/reader/full/parte-1-cemento 63/71
Fabricación de Cemento 63
+
>800°C
CaC3 → Ca DC2
Com/onentes arcillosos
8/17/2019 Parte 1 Cemento
http://slidepdf.com/reader/full/parte-1-cemento 64/71
Fabricación de Cemento 64
Preheater Precalciner Kiln
%ientras tiene luar la
calcinación= los com/onentesarcillosos se descom/onen=ormando l23= Fe23 " Si2$
Com/onentes arcillosos
;eacción de la cal " la
8/17/2019 Parte 1 Cemento
http://slidepdf.com/reader/full/parte-1-cemento 65/71
Fabricación de Cemento 65
tem/eraturasele#adas del/roceso= la calreacciona con las!lice /ara ormar
belita CS
;eacción de la cal " las!lice
Cal aluminio e
8/17/2019 Parte 1 Cemento
http://slidepdf.com/reader/full/parte-1-cemento 66/71
Fabricación de Cemento 66
tem/eraturas ele#adasdel /roceso= la cal tambinreacciona con el aluminio "el -ierro /ara ormar unaserie de /roductosintermedios$ Bos mieralessintticos resultantes C3 " C4F
son no sólo loscom/onentes cla#e delcemento= sino tambin los/recursores de la asel!uida del /roceso desinteriación$
C#A
Cal= aluminio e-ierro
Calcio H S!lice
8/17/2019 Parte 1 Cemento
http://slidepdf.com/reader/full/parte-1-cemento 67/71
Fabricación de Cemento 67
+
2CaO + SiO2 2CaO•SiO
2= C
2S
Calcio Libre
Calcio H S!lice
8/17/2019 Parte 1 Cemento
http://slidepdf.com/reader/full/parte-1-cemento 69/71
Fabricación de Cemento 69
nriamiento
Mna #e com/leta laormación de C3S= no
tiene sentido /rolonarel /roceso a estatem/eratura ele#ada$
ste /roceso Jnal se denominaenMriamiento= no sólo /arareducir la tem/eratura= sino/ara conelar el crecimiento delos cristales " #ol#er a con#ertirla ase l!uida en un sólido=/ara acilitar el trans/orte$
n este /unto= la C3 " la C4F
se enr!an /ara ormar sólidos$
l obNeti#o a-ora esdetener el
crecimiento de los
cristales de C3S "atra/ar el %disuelto /resenteen estado amoro$
alita
alita
%elita%elita
aluminato
aluminato
MerritaMerrita
8/17/2019 Parte 1 Cemento
http://slidepdf.com/reader/full/parte-1-cemento 70/71
Fabricación de Cemento 70
+
C2S + CaO C
3S
C2S= Calcio libre O C3S
Bo ue -ace un buen