Proceso de Fabricacin del Cemento

Ing. Angel Faras Cementos de Venezuela

QU ES EL CEMENTO?

El cemento es un aglomerante o ligante que posee propiedades hidrulicas, es decir, 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 xido de calcio, de silicio, de aluminio y de hierro, y mediante un proceso de coccin a altas temperaturas, se transforma en un producto intermedio llamado clnker, de

caractersticas qumicas determinadas. Ese clnker es molido finamente con pequeas

cantidades de yeso para producir finalmente el material conocido como cemento.

Resea Histrica
El cemento tiene sus orgenes en la cal u xido de calcio (CaO), a partir del cual y luego de cientos de aos de estudios empricos y cientficos, se llega a la tecnologa actual.

A travs de la historia de los pueblos egipcios, griegos y romanos, se utiliz la cal como ligante en sus construcciones. En la Amrica Prehispnica los Aztecas la emplearon tambin en la fabricacin de tabiques y techos armados con caa y bamb.

En 1824, un albail Ingls llamado Joseph Aspdin, patent un producto que l llam Cemento Portland, pues al endurecerse adquira un color semejante al de una piedra de la isla Portland en Inglaterra. En 1850, David Saylor, un tcnico norteamericano, fue el primero en fabricar cemento en Amrica. El uso del cemento Portland continu extendindose hasta convertirse en el material de construccin ms utilizado en el mundo.

La Industria del Cemento en Venezuela Empresas Cementeras

Empresa Fbrica Nacional de Cementos Corporacin Venezolana de Cementos CONCECA CEMENTOS CARIBE CEMENTOS CATATUMBO CEMENTO ANDINO Ubicacin de sus Plantas La Vega - Caracas San Cristbal Ocumare del Tuy Barquisimeto Maracaibo Pertigalete Pto Ordaz San Sebastin Aragua Pto Cumarebo Falcn Villa del Rosario Zulia Monay - Trujillo Fecha de Inicio de Operaciones 1.907 1.949 1.968 1.945 1.947 1.949 1.970 1.970 1.979 1.980 1.981 Cap. Cem. Instalada TPD Inicial 30 300 1.200 50 300 300 1000* 1.200 3.000 1.800 1.800 Cap. Cemento TPD Actual Inactiva 550 3.100 1.625 2.000 9350 1440** 4250 3.000 1.800 1.800

* Planta de Molienda de Escoria. ** Planta de Molienda de Clinker.

Planta Capacidad instalada (MMTm) Planta Lara Terminal Mara Planta Mara (0.83 MMTm) (0.53 MMTm)

Ubicacin de Plantas y Terminales de Cemento

Terminal CLM Terminal PTG Planta PTG (3.00 MMTm)

Terminal Puerto Ordaz

Planta Guayana (0.38 MMTm)

Participacin del Mercado 2008 44.6 %

Capacidad Instalada (MM Tons)

Clinker 4.25 Cemento 4.74

PLANTAS DE CEMENTO (3) MOLIENDA (1) TERMINALES MARITIMOS (4)

Empresas Cementeras
Holcim Cemex

Cementos del Caribe

Lafarge

Fbrica

Mezclas de Cemento
MORTERO Cemento CONCRETO
Cemento + Agua + Arena + Agregados Gruesos

Agua

Arena

CONCRETO ARMADO (HORMIGON)

Cemento + Agua + Arena + Agregados Gruesos + Cabillas Moldeadas

Tipo I: Para construcciones de Concreto en General Pisos , Placas , Paredes , Columnas , etc

Tipo II: Para construcciones expuestas a la accin moderada de algunos elementos qumicos del agua o donde se requiera un calor de hidratacin moderado: Bases de muelles y Puentes, Tanques , Represas ,etc.

Cemento Portland

Tipo III PREMIUM Para construcciones de alta resistencia BLANCO: Inicial: Prefabricado y otros. Para obras decorativas y granitera

Clase G y H: Para cementacin de Pozos Petroleros y de Gas

Cemento Portland Caractersticas

Utiliza como materia primas ciertos materiales con un contenido rico en xidos de: Calcio, Silicio , Aluminio y Hierro.

Mediante un proceso de coccin a una temperatura de aprox. 1.450 C se obtiene un producto de caractersticas qumicas predeterminadas llamado CLINKER.

La molienda fina del Clinker con la conveniente adicin de pequeas cantidades de yeso, produce finalmente el material llamado CEMENTO.

Mtodos de Fabricacin

Va Hmeda:
Planta LARA Planta MARA Pertigalete I

Mtodo Antiguo Alto Consumo de Combustible Materiales Procesados con agua

Pasta Cruda
Va Seca:
Pertigalete II

Mtodo Moderno Bajo Consumo de Combustible Materiales Procesados sin agua

Harina Cruda

CEMENTO PORTLAND

Nomenclatura de los minerales sintticos o compuestos potenciales en el clinker Portland.

Nombre
Silicato Triclcico

Frmula
3CaO.SiO2 2CaO.SiO2 3CaO.Al2O3

Argot del Cemento C3S (Alita) C2S (Belita) C3A C4AF

Silicato Diclcico
Aluminato Triclcico

Ferrialuminato Tetraclcico 4CaO.Al2O3.Fe2O3

Contenido promedio de compuestos potenciales para los cinco Tipos de Cemento Portland.
(Recetas Qumicas del Cemento)

Tipo de Cemento Portland. Cemento Ordinario. (Tipo I) Cemento de Moderada Resistencia a los Sulfatos y de Moderado Calor de Hidratacin. (Tipo II) Cemento de Alta Resistencia inicial. (Tipo III) Cemento de Bajo Calor de Hidratacin. (Tipo H) Cemento de Alta Resistencia a los Sulfatos. (Tipo G)

C3S
55 51 60 28 60

C2S
22 24 19 49 30

C3A
10 7 11 4 3

C4AF
7 11 7 12 10

PROCESO DE FABRICACION DE CEMENTO

PRECALENTADOR MOLINO CRUDO SILOS CRUDO PREHOMO TRITURACION

HORNO

SILOS CLINKER

ALMACEN Y TALLERES

YESO DOSIFICACION

SILOS CEMENTO

MOLINOS CEMENTO ENVASE Y DESPACHO

1. Explotacin de Materias Primas

Preparacin de materias primas

DEFINICIN DE YACIMIENTOS

EXTRACCIN Y PREPARACIN DE MATERIA PRIMA

PREPARACIN DE MATERIAL CRUDO

Objetivo. Asegurar el suministro de materias primas a travs de una explotacin racional, con el menor costo operativo, asegurando una

calidad homognea y constante.

Preparacin de materias primas

Materia Prima: Minerales que cumplen con especificaciones qumicas y fsicas para la preparacin de Harina Cruda, pero teniendo la caracterstica de presentar una mnima variacin (s) tanto qumica como fsica, dando estabilidad al Proceso de Fabricacin del Cemento.

xidos bsicos para la fabricacin de clinker.

xido de calcio: CaO

xido de silicio:
xido de aluminio: xido de frrico:

SiO2
Al2O3 Fe2O3

Preparacin de materias primas

Minerales ricos en estos xidos bsicos.

Mineral.
Caliza. Arcilla. Mineral de hierro. Arena slica.

Aporta.
CaO

SiO2, Al2O3, Fe2O3 Fe2O3 SiO2

Preparacin de materias primas

Perforadora vertical

Preparacin de materias primas

2. Transporte

Transporte de materias primas

Cargador frontal

Unidad de transporte

3. Trituracin

Trituracin

Por Compresin

Mandbulas Cono

Por Impacto

Martillo Choque

Trituracin
Quijada Rodillos

Diferentes tipos de trituradoras.

Cono

Impacto (martillos)

Impacto (martillos y barras)

Trituracin

Trituradoras de Quijada o Mandbula

TRITURADORAS DE MANDIBULA

TRITURADORAS DE IMPACTO

TRITURADORAS DE IMPACTO

TRITURADORAS DE IMPACTO

TRITURADORAS TIPO CONO

Trituracin

Trituradora de Rodillos

Trituradora de Martillos

4. Prehomogenizacin

Prehomogeneizacin.
Consta de 2 acciones: Apilamiento y reclamo.

Apilamiento.
Apilador Apilador

Pila de material

Cada de material 7 6 5 4 3 2 1 Mtodo chevron

Apilamiento

Apilamiento

Arreglo Circular

CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE PILAS CONICAS

Apilador
Pila Circular Capacidad 15,000 m3 Dimetro 75m

Recuperador

25,000 m3
50,000 m3

90m
110m

INSTALACIONES DE PILAS CONICAS

Prehomogeneizacin.
Reclamo. Sistema de cadena sinfn con rascadores.

Cadena sinfn con rascadores

Banda elevadora Malacate

Cadena sinfn con rascadores

Banda elevadora

Malacate
Banda transportadora del reclamador

Descarga a banda transportadora del reclamador

Banda transportadora a tolvas de molinos

Reclamo

Resumen
Transporte

CANTERAS Materiales Blandos

Tolva

Banda Metlica (Dosificador) Triturador Materiales Correctivos

Perforadora Cargador Frontal

CANTERAS Materiales Duros

Reclamador Transporte Tolva Apilador Mvil Prehomogeneizacin Triturador Primario Criba Caliza Triturada Triturador Secundario A silos de materias primas de molinos de harina cruda Prehomogeneizacin Pila Triturada

Banda Metlica (Dosificador)

6. Molienda de Materia Prima

Preparacin de Crudo

Proveedor de materias prima

Caliza Arcilla Mineral de fierro

Crudo

Preparacin de crudo

Calcinacin

Objetivo del rea

Finura
Reacciones fsicas slido-slido

Homogeneidad en caractersticas del crudo

Composicin
Reacciones qumicas

De Almacn o Prehomogeneizacin

PREPARACIN DE CRUDO
Gases hacia Colector Principal del Horno Ventilador del Molino (VTF) Gases con Slidos Gases Batera de Ciclones

Bajo CacO3 Alto CaCO3 Correctores

Silos o Tolvas de Materia Prima Dosificadores

Tolva

Slidos

A Silo de Homogeneizacin

Molino de Crudo

Elevador de Cangilones

Harina Cruda

Gases Calientes del Precalentador del horno

Molienda de Materia Prima

Molino con dos compartimientos.
Alimentacin Primer compartimiento Segundo compartimiento

Entrada de aire

Diafragma central

Diafragma de salida Molino soportado por zapatas de deslizamiento

Cortesa F.L.Smidth.

7. Homogenizacin

Va seca Silos de Homogenizacin

Transportadores de multideslizadores alimentan la

cmara central y distribuyen el

material que forma capas en su descenso. Durante la descarga las vlvulas de flujo controlado operan secuencialmente, creando algunos efectos de embudo a travs de las capas almacenadas y originan que ocurra el efecto de homogeneizacin.

Va hmeda Balsas de Mezclado

8. Calcinacin

Coccin

COCCION.- Proceso de fabricacin de Clinker a partir de una

fusin incipiente de un material finamente molido llamado Crudo. CLINKER.Mineral sinttico formado por silicatos de calcio hidrulicos (C3S y C2S), aluminato triclcico (C3A) y ferrialuminato tetraclcico (C4AF), siendo la base para la fabricacin del Cemento Portland.

Coccin

Combustible(s)

PREPARACIN Material SISTEMA DE CALCINACIN Crudo DE CRUDO

Clinker

MOLIENDA FINAL

Objetivo del rea de calcinacin.

Producir un clinker que cumpla con las caractersticas fsicas y qumicas y con las normas y estndares de calidad establecidos por el laboratorio y comprometidos con el rea de Molienda Final.

Precalentamiento Va Hmeda
Precalentador de aspas Alimentacin de pasta Proteccin de la coraza

Gases

Cadenas colgadas en forma de guirnalda

Pasta

Cmara de desempolvado

Llanta

Precalentamiento Va Seca
Torre de Acondicionamiento de Temperatura de Gases

I II

Primera Etapa

Segunda Etapa

III
Ventilador de Tiro Inducido (VTI)

Tercera Etapa

IV

Cuarta Etapa

Harina cruda procedente del silo de homogeneizacin

Pesador de Flujo de Slidos Bomba para el transporte de la harina cruda Horno

Coccin

Coccin

Horno rotatorio

Vista interior (desde el lado de la

descarga de
clinker) de un horno rotatorio en operacin
4 1 2 3 Tubo del quemador. Ladrillo refractario. Zona de alta temperatura de la flama, 2100oC. 1 3

Zona de alta temperatura del material, 1450oC.

Coccin
Enfriador de satlites en etapa de montaje, UNAX, FULLER.

Coccin
Enfriador de parrillas reciprocantes.

Aire excedente o aire exhaustor

Cartula Quemador Horno Clinker

Plataforma

Enfriador
Clinker fro

Compuerta niveladora de cama de clinker

Inicia seccin de placas reciprocantes Placas fijas para nivelar la cama de clinker

De Molinos de Harina Cruda

Precalentador

Silo de Homogeneizacin

Aire Caliente Hacia Molino de Harina Cruda Salida Aire Limpio Ventilador del Horno (VTI) Ventilador del Colector Colector Principal

Pesador Salida Aire Limpio Hacia secador Colector Aire caliente Enfriador de Clinker

Calcinador
Aire Caliente al Calcinador (Aire Terciario) Clinker Harina caliente Horno Rotatorio

Clinker hacia Silo o Almacn

Clinker

9. Molienda de Cemento

Molienda de Cemento Molienda de Cemento

Yeso
Coccin Clinker Molienda Final Cemento Envase y Embarque

Adiciones:
Puzolana. Escoria granulada. Ceniza volante. Vapores de slice. Caliza. Polvillo de Horno

Molienda de Cemento

Objetivo: Reducir el tamao de las partculas e incrementar el rea de contacto hasta lograr una distribucin de tamaos o granulometra que permita la adecuada reaccin de hidratacin para cumplir con el desarrollo de resistencia comprometida. Dosificar, es decir, cumplir con la proporcin de materiales, de acuerdo al diseo del laboratorio, de Clinker (CK), Yeso (Y) y Adiciones (A). Enviar el cemento a los silos del rea de Envase y Embarque con la temperatura comprometida. Cumplir con el programa de suministro de cemento(s).

Clinker Procedente de Calcinacin o de Patio Puzolana Triturada Yeso Triturado Puzolana Yeso Clinker Separador Sepax (Separador Dinmico) Material Grueso Silo de Clinker

MOLIENDA DE CEMENTO
Salida de Aire Limpio Ventilador de tiro forzado Cemento hacia Silos

Colector de Polvo Material Fino y Aire

Slidos

Dosificadores

Separador Esttico Aire atmosfrico Elevador de Cangilones Reductor Motor

Molino de Cemento

Gruesos y finos

Molienda de Cemento
Alimentacin Primer compartimiento Segundo compartimiento

Entrada de aire

Diafragma central

Diafragma de salida Molino soportado por zapatas de deslizamiento

Cortesa F.L.Smidth.

10. Envase y Despacho

Almacn, envase y despacho de cemento

MOLIENDA Cemento FINAL

ALMACN, ENVASE Y EMBARQUE DE CEMENTO

Cemento en Sacos

Cemento a granel

Clientes Concretero Distribuidor Constructor Gobierno Exportacin

Objetivo.

CUMPLIR CON LA VARIEDAD Y OPORTUNIDAD DE EMBARQUE PARA SATISFACER LAS

NECESIDADES DE NUESTROS CLIENTES

De Molinos de Cemento

Colectores de polvo con ubicacin estratgica

ENSACADO

ENVASE Y EMBARQUE DE CEMENTO

Silo de Cemento

Silo de Cemento

Criba Tolva

Bscula

Desviador Trampa de Sacos

Ensacadora

Separador Papel

CARGA A SEMIGRANEL

Paletizadora
CARGA A GRANEL

Lnea Automtica de Carga de Sacos

Lnea Automtica de Carga de Sacos

Almacn de Paletizado

CARGA EN SACOS A CAMIONES CARGA EN PALETAS A FURGONES DE FFCC Y CAMIONES

Tipos de Despacho

Sacos de Papel: Big-Bag: Paletas. A Granel:

42.5 Kg y 21.25 Kg 1.500 Kg.

Va Terrestre (Camiones Cisternas) Va Martima (Barcos)

Almacn, envase y embarque de cemento

Lneas de flujo en envase y embarque.
Sacos
Paletizado Cemento Ensacado Embarque en Sacos Embarque Big Bag Embarque a Granel Control de envase
Camin Furgn

Tarimas

Almacenado de Palets

C L I E N

Almacenamiento

Camin
Furgn Tolva

T
E S
Pipa Control de embarque

Almacn, envase y embarque de cemento

Ensacadora de primera generacin.

Colocacin de sacos. Operador.

Manual. En un solo lugar.

Desprendimiento Automtico. de sacos. Pesaje de sacos. Mecnico. Variacin en peso. Alta.

Nivel de produccin.

Vara de acuerdo a la destreza y capacidad del operador.

Almacn, envase y embarque de cemento

Almacn, envase y embarque de cemento

Ensacadora de segunda generacin.
Colocacin de sacos. Manual. Operador. Desprendimiento de sacos. En un solo lugar.

Automtico.
Mecnico. Alta.

Pesaje de sacos.
Variacin en peso.

Nivel de produccin. Vara de acuerdo a la destreza y capacidad del operador.

Almacn, envase y embarque de cemento

Paletizadora.

Almacn, envase y embarque de cemento

Carga de cemento a granel.

Almacn, envase y embarque de cemento

Carga de cemento a granel.

Terminal martima.