Transformación del clínker en cemento
Para producir cemento se parte del clínker. Al material proveniente de la pulverización del clínker se le agrega yeso sin calcinar, así como otros materiales que no sean nocivos para el comportamiento posterior del cemento y obtener uno de los tipos de cemento que se refieren a la Norma Mexicana.
El yeso que se mezcla funciona como retardador del fraguado. La combinación de clínker y yeso alcanza una proporción óptima. Es decir, para obtener un cemento con mayor resistencia se requiere agregar el yeso necesario solamente.
cierta relación de clínker y yeso ofrecen una resistencia inicial un día después de fraguar. Para mejorar resistencia a los 28 días la proporción debe ser otra.
Yeso
El yeso que usa La Cruz Azul es el sulfato de calcio dihidratado. Es decir, un yeso natural, porque también hay yesos sintéticos (proveniente como subproducto de un proceso). Regula la hidratación y el fraguado del cemento mediante una reacción con el aluminato tricálcico. Al formar el sulfoaluminato tricálcico, la mezcla se va hidratando poco a poco y además acelera la hidratación del silicato tricálcico.
El yeso para hacer cemento necesita ser muy puro. La Cruz Azul lo consigue con valores que oscilan entre 80 y 90% de pureza. Se suministra de los estados de Morelos y de Puebla, donde hay yacimientos enormes.
Puzolana
Hay puzolanas naturales y artificiales, hechas a base de arcillas activadas. La puzolana natural es un material volcánico. Se utiliza en la elaboración del cemento por la contribución a las resistencias mecánicas y al ataque de agentes agresivos del medio; aunque la puzolana por sí sola no tiene propiedades hidráulicas, combina su contenido de sílice con la cal que libera el cemento al hidratarse, para formar compuestos con propiedades hidráulicas.
Proceso Físico-Químico
La transformación del polvo crudo en clínker es un proceso donde ocurren cambios físico-químicos.
En general, el proceso de fabricación de cemento implica las siguientes reacciones, que se efectúan dentro de la unidad de calcinación.
El secado implica la evaporación de la humedad de la materia prima a una temperatura de 110° C.
La deshidratación se da a temperaturas mayores de 450° C, y significa la pérdida del agua químicamente unida a compuestos tales como algunas arcillas y agregados.
A los 900° C la caliza se descompone en cal viva (CaO) y dióxido de carbono (CO2). Esta cal está lista para reaccionar y debe ser tratada rápidamente a la zona de clinkerización.
Los óxidos de fierro comienzan a reaccionar con la cal y la alúmina, para formar ferroaluminato tetracálcico líquido a la temperatura de 1300°C, a la que se disuelven los minerales, incrementando la reacción entre ellos.
A los 1338° C los materiales disueltos en el ferroaluminato tetracálcico (C4AF) reaccionan, formando todo el silicato dicálcico (C2S).
El aluminato tricálcico (C3A) se termina de formar a los 1400° C. La cal que se encuentra en exceso reacciona con parte del silicato dicálcico (C2S) para formar silicato tricálcico (C3S).
El precalentador aumenta la capacidad de la Unidad, ahorra energía y para el cuidado del medio ambiente, reduce la emisión de dióxido de carbono a la atmósfera.
La temperatura de calcinación es de 1450° C. Ese calor se debe mantener constante en la zona de calcinación del horno para que se lleven a cabo la reacciones químicas.
El polvo calcinado y convertido en clínker pasa al enfriador, donde llega con una temperatura aproximada de 1000° C. En el enfriador, por medio de aire a presión se logra bajar la temperatura del clínker hasta los 40° C.
Parte del aire que se calienta al contacto con el clínker se aprovecha para incrementar la eficiencia de los precalentadores, el que tiene baja temperatura se va a la atmósfera a través de un colector de residuos que disminuye la emisión de polvo a la atmósfera.
Control de Calidad
En la fabricación de cemento se lleva un riguroso control de calidad. Para tal efecto La Cruz Azul cuenta con un laboratorio con equipo de alta tecnología. Se trata de instrumentos aplicables a las distintas fases del proceso, desde la materia prima en los yacimientos, los productos intermedios y los diferentes tipos de cemento que son elaborados.
Control Químico
Mezcla cruda. Para efectuar el control químico de la mezcla cruda la planta cuenta con un equipo de espectrometría de Rayos X automático.
Para cumplir con las necesidades de control y particularmente para conocer la composición con la exactitud y rapidez que se requiere, se toman muestras cada hora en las unidades de molienda de crudo. en función de éstas se modifican las proporciones de caliza, pizarra, sílice y hematita.
Clínker. Para evaluar la calidad del clínker también se emplea el análisis por Rayos X. A partir de su composición química se calculan los compuestos potenciales, como silicatos y aluminatos de calcio.
Control Físico
Las pruebas de resistencia a la compresión, sanidad y tiempos de fraguado inicial y final, se realizan diariamente.
Durante la molienda de cemento, cada hora se toma una muestra para la determinación del blaine, que provee un valor de la finura del cemento. Esta prueba tiene como unidades de medida cm2/g. Los cementos Tipo II modificado (CPO 30 R) y Tipo II con Puzolana (CPP 30 R) alcanzan finuras del orden de los 3,500 a 4,500 cm2/g.
Se cuenta con otros equipos e instrumentos empleados para el control como los tamices para medir la finura; prensa, para medir la resistencia a la compresión; balanzas; reactivos químicos para análisis y elaboración de estándares.
Otros equipos como Emisión de Plasma y Absorción Atómica se utilizan como apoyo en la elaboración de estándares.
Investigación
La Cruz Azul adquiere constantemente nuevos conocimientos. La investigación permite conocer con mayor profundidad las propiedades de cada compuesto y entender mejor qué sucede durante el proceso de producción e hidratación del cemento.
Así como el estudio de un mineral permite indagar su origen, también es posible saber la historia de un clínker. Observándolo al microscopio los investigadores estiman qué materiales fueron empleados para su elaboración, si las partículas eran heterogéneas, si estaban muy gruesas, y qué tan rápido se enfrió. La morfología del cristal también influye en la actividad de los cementos.
Con el Cilas, equipo que permite determinar la distribución de tamaños de las partículas en el cemento, sirve como punto de partida para definir las condiciones de operación de las unidades de molienda.
La investigación desarrolla métodos más efectivos y eficientes para obtener un cemento de mayor calidad. Los resultados también permiten usar mejor los recursos y pueden beneficiar el costo, por eso es preciso seguir haciendo investigación.
Control Ambiental
El cuidado del medio ambiente importa, primero, por la salud de los trabajadores y de la población del lugar, y además porque ayuda a preservar el equilibrio ecológico.
El control ambiental en las plantas de La Cruz Azul en Hidalgo, Oaxaca y Aguascalientes se orienta al cuidado del aire. La fábrica de cemento, por su naturaleza, no ocasiona contaminación del agua.
Las normas ecológicas son cada vez más estrictas y hay que invertir un porcentaje considerable, en proporción del costo de cada planta, en equipos anticontaminantes.
Las emisiones de polvo se controlan mediante ciclonetas, colectores de bolsa y electrofiltros. Las ciclonetas precipitan el polvo y liberan los gases durante el enfriamiento del clínker. Hay colectores de bolsa en los aereadores, los silos y a lo largo de los deslizadores. Finalmente, los últimos residuos de polvo van a los electrofiltros, que controlan las emisiones de los precalentadores y unidades de molienda.
Los electrofiltros de los precalentadores se completan con la torre de enfriamiento para aumentar su eficiencia. Operan mediante electrodos de emisión y precipitación. El polvo se ioniza con cargas negativas, los electrodos los atraen y precipitan para colectarlos en el fondo y evitar su emisión a la atmósfera.
Para producir cemento se parte del clínker. Al material proveniente de la pulverización del clínker se le agrega yeso sin calcinar, así como otros materiales que no sean nocivos para el comportamiento posterior del cemento y obtener uno de los tipos de cemento que se refieren a la Norma Mexicana.
El yeso que se mezcla funciona como retardador del fraguado. La combinación de clínker y yeso alcanza una proporción óptima. Es decir, para obtener un cemento con mayor resistencia se requiere agregar el yeso necesario solamente.
cierta relación de clínker y yeso ofrecen una resistencia inicial un día después de fraguar. Para mejorar resistencia a los 28 días la proporción debe ser otra.
Yeso
El yeso que usa La Cruz Azul es el sulfato de calcio dihidratado. Es decir, un yeso natural, porque también hay yesos sintéticos (proveniente como subproducto de un proceso). Regula la hidratación y el fraguado del cemento mediante una reacción con el aluminato tricálcico. Al formar el sulfoaluminato tricálcico, la mezcla se va hidratando poco a poco y además acelera la hidratación del silicato tricálcico.
El yeso para hacer cemento necesita ser muy puro. La Cruz Azul lo consigue con valores que oscilan entre 80 y 90% de pureza. Se suministra de los estados de Morelos y de Puebla, donde hay yacimientos enormes.
Puzolana
Hay puzolanas naturales y artificiales, hechas a base de arcillas activadas. La puzolana natural es un material volcánico. Se utiliza en la elaboración del cemento por la contribución a las resistencias mecánicas y al ataque de agentes agresivos del medio; aunque la puzolana por sí sola no tiene propiedades hidráulicas, combina su contenido de sílice con la cal que libera el cemento al hidratarse, para formar compuestos con propiedades hidráulicas.
Proceso Físico-Químico
La transformación del polvo crudo en clínker es un proceso donde ocurren cambios físico-químicos.
En general, el proceso de fabricación de cemento implica las siguientes reacciones, que se efectúan dentro de la unidad de calcinación.
El secado implica la evaporación de la humedad de la materia prima a una temperatura de 110° C.
La deshidratación se da a temperaturas mayores de 450° C, y significa la pérdida del agua químicamente unida a compuestos tales como algunas arcillas y agregados.
A los 900° C la caliza se descompone en cal viva (CaO) y dióxido de carbono (CO2). Esta cal está lista para reaccionar y debe ser tratada rápidamente a la zona de clinkerización.
Los óxidos de fierro comienzan a reaccionar con la cal y la alúmina, para formar ferroaluminato tetracálcico líquido a la temperatura de 1300°C, a la que se disuelven los minerales, incrementando la reacción entre ellos.
A los 1338° C los materiales disueltos en el ferroaluminato tetracálcico (C4AF) reaccionan, formando todo el silicato dicálcico (C2S).
El aluminato tricálcico (C3A) se termina de formar a los 1400° C. La cal que se encuentra en exceso reacciona con parte del silicato dicálcico (C2S) para formar silicato tricálcico (C3S).
El precalentador aumenta la capacidad de la Unidad, ahorra energía y para el cuidado del medio ambiente, reduce la emisión de dióxido de carbono a la atmósfera.
La temperatura de calcinación es de 1450° C. Ese calor se debe mantener constante en la zona de calcinación del horno para que se lleven a cabo la reacciones químicas.
El polvo calcinado y convertido en clínker pasa al enfriador, donde llega con una temperatura aproximada de 1000° C. En el enfriador, por medio de aire a presión se logra bajar la temperatura del clínker hasta los 40° C.
Parte del aire que se calienta al contacto con el clínker se aprovecha para incrementar la eficiencia de los precalentadores, el que tiene baja temperatura se va a la atmósfera a través de un colector de residuos que disminuye la emisión de polvo a la atmósfera.
Control de Calidad
En la fabricación de cemento se lleva un riguroso control de calidad. Para tal efecto La Cruz Azul cuenta con un laboratorio con equipo de alta tecnología. Se trata de instrumentos aplicables a las distintas fases del proceso, desde la materia prima en los yacimientos, los productos intermedios y los diferentes tipos de cemento que son elaborados.
Control Químico
Mezcla cruda. Para efectuar el control químico de la mezcla cruda la planta cuenta con un equipo de espectrometría de Rayos X automático.
Para cumplir con las necesidades de control y particularmente para conocer la composición con la exactitud y rapidez que se requiere, se toman muestras cada hora en las unidades de molienda de crudo. en función de éstas se modifican las proporciones de caliza, pizarra, sílice y hematita.
Clínker. Para evaluar la calidad del clínker también se emplea el análisis por Rayos X. A partir de su composición química se calculan los compuestos potenciales, como silicatos y aluminatos de calcio.
Control Físico
Las pruebas de resistencia a la compresión, sanidad y tiempos de fraguado inicial y final, se realizan diariamente.
Durante la molienda de cemento, cada hora se toma una muestra para la determinación del blaine, que provee un valor de la finura del cemento. Esta prueba tiene como unidades de medida cm2/g. Los cementos Tipo II modificado (CPO 30 R) y Tipo II con Puzolana (CPP 30 R) alcanzan finuras del orden de los 3,500 a 4,500 cm2/g.
Se cuenta con otros equipos e instrumentos empleados para el control como los tamices para medir la finura; prensa, para medir la resistencia a la compresión; balanzas; reactivos químicos para análisis y elaboración de estándares.
Otros equipos como Emisión de Plasma y Absorción Atómica se utilizan como apoyo en la elaboración de estándares.
Investigación
La Cruz Azul adquiere constantemente nuevos conocimientos. La investigación permite conocer con mayor profundidad las propiedades de cada compuesto y entender mejor qué sucede durante el proceso de producción e hidratación del cemento.
Así como el estudio de un mineral permite indagar su origen, también es posible saber la historia de un clínker. Observándolo al microscopio los investigadores estiman qué materiales fueron empleados para su elaboración, si las partículas eran heterogéneas, si estaban muy gruesas, y qué tan rápido se enfrió. La morfología del cristal también influye en la actividad de los cementos.
Con el Cilas, equipo que permite determinar la distribución de tamaños de las partículas en el cemento, sirve como punto de partida para definir las condiciones de operación de las unidades de molienda.
La investigación desarrolla métodos más efectivos y eficientes para obtener un cemento de mayor calidad. Los resultados también permiten usar mejor los recursos y pueden beneficiar el costo, por eso es preciso seguir haciendo investigación.
Control Ambiental
El cuidado del medio ambiente importa, primero, por la salud de los trabajadores y de la población del lugar, y además porque ayuda a preservar el equilibrio ecológico.
El control ambiental en las plantas de La Cruz Azul en Hidalgo, Oaxaca y Aguascalientes se orienta al cuidado del aire. La fábrica de cemento, por su naturaleza, no ocasiona contaminación del agua.
Las normas ecológicas son cada vez más estrictas y hay que invertir un porcentaje considerable, en proporción del costo de cada planta, en equipos anticontaminantes.
Las emisiones de polvo se controlan mediante ciclonetas, colectores de bolsa y electrofiltros. Las ciclonetas precipitan el polvo y liberan los gases durante el enfriamiento del clínker. Hay colectores de bolsa en los aereadores, los silos y a lo largo de los deslizadores. Finalmente, los últimos residuos de polvo van a los electrofiltros, que controlan las emisiones de los precalentadores y unidades de molienda.
Los electrofiltros de los precalentadores se completan con la torre de enfriamiento para aumentar su eficiencia. Operan mediante electrodos de emisión y precipitación. El polvo se ioniza con cargas negativas, los electrodos los atraen y precipitan para colectarlos en el fondo y evitar su emisión a la atmósfera.
