Estudio de variables operacionales en un horno rotatorio piloto para la empresa IDIEM

Abstract

En el presente trabajo, se busca la puesta en marcha de un horno rotatorio, perteneciente a la empresa IDIEM, estudiando las distintas variables operacionales y como estas afectaron finalmente al clínker. Este proyecto se realizó con el fin de generar futuros servicios a empresas cementeras del país. Para esto se realizó un estudio bibliográfico, la descripción de metodología, posterior entrega y análisis de resultados, para finalizar entregando las conclusiones y mejoras al equipo. El cemento es un material cerámico fino que, al tener contacto con agua, genera distintas propiedades hidráulicas, las cuales son entregadas principalmente por el clínker. Este, posee cuatro fases principales, alita, belita, C_3 A y C_4 AF, siendo las dos primeras las encargadas de entregar las principales resistencias mecánicas. Por otra parte, las fases C_3 A ayuda a la velocidad de reacción y la fase C_4 AF ayuda a las resistencias químicas del material. La formación del clínker depende fuertemente de como este reacciona en el horno rotatorio, necesitando una temperatura de clinkerización cercana a los 1450-1500°C. Para esto, se estudiaron las distintas variables del horno, como los flujos de gas y aire, llegando a la conclusión de que un exceso de gas, además de generar un aumento en la temperatura en la zona de clinkerización, aumenta la temperatura en las partes posteriores del horno. Por otro lado, si se aumenta la concentración de aire, la mayoría de la combustión ocurrirá en la zona de clinkerización, disminuyendo la temperatura en otras zonas del horno. Adicionalmente, se calculó el tiempo de residencia para distintas velocidades de giro (2,2,5,3 y 3,5 RPM), y una formula general para el flujo de alimentación, para asegurar así, una mezcla óptica del crudo. Luego, se replicó el proceso industrial de Polpaico para la obtención de clinker, para luego realizar distintos análisis de laboratorio, tanto al clinker como al cemento. Aquí se obtuvo que, en comparación con el obtenido industrialmente, el de forma piloto presentó menos tiempo, y temperatura, de clinkerizacion, y que a su vez el enfriamiento secundario fue lento. Por lo cual, se generaron propuestas sobre el sistema de alimentación, flujo de gas, flujo de aire y enfriamiento del horno rotatorio piloto.