Etapas da Fabricação do Cimento

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Etapas da Fabricação do Cimento
Tipos de Cimento Portland
Reações Químicas 
Operações Unitárias
Preparação da matéria prima (extração, transporte e britagem);
Dosagens das misturas;
Controle da temperatura de calcinação mediante decomposição;
Desidratação da argila;
Descarbonização ou calcinação do calcário;
Preparação
Objetivos:
Aumentar a reatividade do material (misturação e calcinação);
Assegurar condições ideais para formação dos compostos do cimento (clinquerização);
Etapas:
Extração 
Dosagem
Moagem
Homogeneização
Extração
O calcário é extraído de pedreiras com utilização de explosivos e reduzido a pedras do tamanho de 0,5 m3.
 Em seguida o material extraído é transportado para os britadores.
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Britagem
O britador de martelos tem o objetivo de reduzir, de 0,5 m3 para menos de 90 mm, a matéria extraída da pedreira.
Transporte do Material Britado
O material britado é normalmente transportado para a fábrica por telas de borracha, sendo armazenado em silos verticais ou armazéns horizontais.
Sistema de pré homogeneização;
Separação magnética de metais;
Pré homogeneização
Visa garantir que o material a ser enviado para a próxima fase (moagem do cru), tenha uma composição química definida ao longo de todo depósito;
A areia e o minério de ferro são obtidos de terceiros e estocados em silos próprios;
Dosagem da Mistura Crua
Depende da constituição química da matéria prima e do cimento que se deseja obter;
Definir a composição química do cimento;
Finura da farinha de cru;
Monitorar em laboratório a composição a cada hora;
- Titulação;
- Saturação de cal;
- Módulo de sílica;
- Módulo de alumínio;
Moagem do Cru
Materiais estocados são transportados ao moinho de cru nas proporções estabelecidas de acordo com dosagem estabelecida em laboratório.
Misturados e reduzidos a 50 microns (farinha ou cru);
Moagem por via seca: necessário eliminar umidade do material a ser moído através de torres de arrefecimento;
Na moagem por via úmida se faz a filtração da lama e parte da água é removida;
Material é enviado para forno;
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Moinho de bolas e de rolos
Titulação 
Ensaio químico para determinar o teor de carbonato na farinha. Com base nesse valor pode ser calculada a saturação de carbonato na farinha.
Saturação KS
Corresponde a quantidade de cal necessária para reagir com os outros componentes da farinha.
KS = % CaO / (2,8 SiO2 + 1,18 Al2O3 + 0,65 Fe2O3) x 100
Quando se usa carvão como combustível com cerca de 35% de cinzas o valor da saturação deve se situar entre 116 e 120.
Módulo de Sílica
É a relação entre a sílica e os fundentes e influi diretamente no processo de clinquerização.
MS = SiO / (Al2O3 + Fe2O3) = (2,49 a 2,7)
Módulo de Alumínio
É a relação entre óxidos de alumínio e de ferro, além de ter certa influencia na clinquerização, influirá no cimento após a adição de água.
MA = Al2O3 / Fe2O3 = (1,5 a 1,8)
Cozedura 
Homogeneização da mistura;
Regularidade na queima;
CLINQUERIZAÇÃO
MOAGEM FINAL
Na torre dá-se a descarbonatação do material e inicia-se a pré-calcinação do material.
No topo da torre a temperatura é de 400 ºC e no fundo é de 900 ºC. O material vai cozendo à medida que migra forno abaixo, pois este vai rodando a uma inclinação de 4%. A temperatura da chama é de 2000 ºC e o material quando chega junto dela atinge 1500 ºC.
À entrada dos arrefecedores, que possuem cerca de 20 metros de comprimento, o clínquer tem uma temperatura de 1200 ºC. 
O clínquer acaba por arrefecer até aos 150 ºC, passando o calor para o ar que entra.
Os fornos têm cerca de 80 metros de comprimento.
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Forno de cozedura
Clinquerização
Farinha homogeneizada e dentro dos parâmetros estabelecidos é submetida à queima em fornos com sistemas de caldeiras, filtros e precipitadores eletrostáticos; 
FORMAÇÃO DAS FASES MINERALOGICAS DO CIMENTO
Pré aquecimento e evaporação da água livre até 300 ºC;
Pré aquecimento e desidratação dos compostos argilosos (500-600 ºC); forma CaO, CO2 e C2S
Cristalização dos produtos minerais decompostos e decomposição do carbonato (600-1000 ºC); CaO reage com C2S para formar C3S
Reação do CaO com os silico-aluminatos (900-1200 ºC);
Clinquerização ou formação dos compostos do cimento e formação de líquido acima de 1280 a 1450 ºC
Resfriamento do clínquer 1450 a 200 ºC
Forno de clinquerização
Moagem Final
Pulverização do clínquer;
Moagem fina – adição de gesso, carreadores de ar e impermeabilizadores;
Dependendo da composição o cimento pode receber escórias de alto forno, compostos carbonáticos etc.;
FLUXOGRAMA
PRODUÇÃO DO CIMENTO