Tema 7.2
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FABRICACION 1º tiene k aver mateias primas adecuadas, caliza y arcilla o dos margas. A veces se acude a mas como silice, arena para reforzar la proporcion de silicatos, bauxita pobre para aumentar los fundentes o mineral de hierro para proporcionar fundentes sin los daños k puede dar una alta dosis de alumina. Las materias se muelen finamente para aliviar el tiempo de clinkerizacion y se mezclan de acuerdo con la dosificacion necesaria. El crudo debe llegar suficientemente molido, correctamente dosificado y perfectamente mezclado. La molienda, dosificacion y mezcla se pueden hacer a la vez alimentando a un tiempo las materias primas en un molino tubular. Para determinar las proporciones en la mezcla de materias primas conviene conocer la conposicion kimica d cada uno d los componentes y comprobar si sus modulos silicico y de fundentes estan en los limites normales, y si no, se piensa en otra materia prima k compense esta falta. El calculo de proporciones se hace con regla de carbonatos, pero lo mas usado cuando hay que dosificar tres componentes es el metodo grafico. La coccion Una vez k el crudo esta bien mezclado, dosificado y molido, el crudo se cuece dando lugar al CLINKER. El proceso de coccion tiene lugar en el horno, k puede ser vertical o rotatorio. El rotatorio es indispensable si se trata de acer una instalacion flexible para cemento de alta calidad y grandes producciones. La ventaja del vertital es su menor consumo de combustible. Los rotatorios son cilindros de acero revestidos por dentro con ladrillos refractarios, con unos 70 m de largo y diametro de unos dos metros y medio, inclinados unos 40mm/m. En el extremo a nivel mas bajo del horno esta el mechero k se alimenta con carbon o fuel oil y por el otro lado se mete el crudo seco. Con la inclinacion y rotacion del horno, el crudo se mueve para donde esta el mechero. En el desplazamiento adkiere mayor temperatura y transformaciones fisicas y kimicas: 1. la arcilla se deshidrata y pasa a metacaolin a unso 600C y las combinaciones de hierro usualmente en la arcilla kedan en forma de oxido. 2. La caliza se disocia en CaO y CO2 a unos 900C. El MgCO3 se descompone a unos 800C y todas las reacciones son endotermicas. 3. Desde los 1250C se inicia la formacion de la fase likida k esta por la fusion de los oxidos de hierro y aluminio en cuyo seno se dan las reacciones entre la cal y arcilla. Las reacciones de sinterizacion k se dan son: a) cada mol de Fe2O3 toma otro mol de Al2O3 y 4 moles de CaO para dar ferritoaluminato tetracalcico AF4C b) si la proporcion molar de Al2O3 es superior a la unidad, la alumina sobrante se combina en la relacion 1:3 con CaO para dar Al2O3. 3 CaO, aluminato tricalcico A3C c) Una vez cubierta la saturacion de cal de los oxidos de gierro y de alumina, el SiO2 toma la cal necesaria para formar: SiO2. 2CaO, silicato bicalcico S2C d) La cal restante se combina con el SiO2. 2CaO para dar SiO2. 3CaO, silicato tricalcico S3C. Si sobra cal queda como cal libre CaO, si falta mas o menos se forman proporciones mayores o menores de ambos silicatos. Los constituyentes principales del clinker de cemento son: silicato tricalcico S3C, silicato bicalcico S2C, Ferrito aluminato tetracalcico AF4C, aluminato tricalcico A3C. Las reacciones de clinkerizacion ocupan poco trecho dle horno, k el k sea lago es por recuperar el calor del combustible xk el coste final del cemento viene a pesar el combustible no menos del 50% Hay numeroso sistemas practicos para recuperar el calor de los gases y el del clinker, dada la importancia de la economia calorifica en la fabricacion del cemento. La coccion sera tanto menos exigente en tiempo y temp cuanto mayor sea la finura de molido, menor sea la dosificacion en cal y mayor la de oxidos fundentes dentro de ciertos limites, al Fe2O3 y al Al2O3 se les llama fundentes xk su fusion permite k en el sistema haya una fase likida k disuelve la cal y la silice y los combina en su seno. El tiempo de coccion se gradua modificando la velocidad de rotacion de lorno. Si el tiempo es insuficiente queda cal sin combinar, perfudicial por las expansiones k producira en la puesta en obra del cemento y tambien silice libre en conjunto de perdida de contenido en silicatos calcicos. La composicion del clinker al salir del horno debe congelarse con un enfriamiento rapido. De no ser asi, el S3C se descompone en S2C y cal libre, por debajo de 1275C. La cal libre no es deseable porke se idrata con lentitud y da expansiones con sus grietas. El enfriamiento se hace en corriente de aire, en cilindros rotatorios, usandose el aire asi precalentado para la combustion del combustible.