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Um **forno rotativo de cimento branco** é um forno industrial utilizado para calcinar a mistura bruta a uma temperatura de 1400 a 1500 graus centígrados para produzir clínquer de cimento branco a partir da mistura bruta de cimento branco. A estrutura dos fornos rotativos de cimento branco é composta por cilindros horizontais levemente inclinados em relação à horizontal. Eles são equipados com dispositivos de queima em ambas as extremidades ou em uma extremidade, e giram lentamente em torno de seu eixo. Existem dois tipos principais de fornos rotativos de cimento branco: um forno rotativo com um eixo de cal e fornos rotativos ecologicamente corretos.
Forno rotativo com eixo de cal:
O calcário é alimentado no forno de eixo na parte superior. O combustível que é colocado sob o forno de eixo produz o calor que viaja para cima através do forno. O calcário aquecido produz uma reação química chamada calcinação, na qual o CO2 é liberado e a cal viva é produzida. Então, a cal viva é retirada através da saída do forno de eixo. Os fornos rotativos são usados mais comumente em fábricas de cimento. Em 2000, 78% das fábricas de cimento nos Estados Unidos estavam usando fornos rotativos. Eles produzem mais produtos verticais finos do que os fornos de eixo. Cerca de 95% da cal produzida nos EUA é produzida por fornos rotativos.
Forno rotativo ecologicamente correto:
É um tipo de equipamento de produção de cimento ecologicamente correto porque economiza energia. Ele economiza muita energia usando o calor do cimento descarregado para aquecer a matéria-prima que está entrando no sistema através do sistema de pré-aquecimento. No topo do pré-aquecedor de ciclone, existe um pré-aquecedor vertical que é chamado de forno calcáreo. A matéria-prima misturada entra no forno e sai calcinada. Ela é então alimentada no forno rotativo, onde é completamente cimentada e transformada em clínquer de cimento. Algumas fábricas de cimento branco modificaram o processo de produção de cimento branco combinando um forno rotativo ecologicamente correto com um forno calcáreo. Este sistema utiliza cerca de 30-50% do combustível que é normalmente utilizado em um processo tradicional de produção de cimento branco.
As especificações do forno rotativo variam de acordo com a fábrica. Geralmente, ele tem 3-5 metros de diâmetro. A razão de comprimento é de cerca de 10:1. Ele consome cerca de 50 toneladas de carvão e 1.200 KWH de eletricidade para criar uma tonelada de cimento branco.
Uma planta com capacidade de produção de 5.500 toneladas por dia custa cerca de USD 240 milhões. O custo de uma planta menor com capacidade de 3.500 toneladas por dia será de cerca de USD 150 milhões. Um mini forno rotativo de cimento branco de até 50 toneladas diárias pode ser construído por cerca de USD 30 milhões. O investimento para todos os tipos de fornos pode variar de USD 10 milhões a 240 milhões.
O consumo de energia em porcentagem pelo forno de cimento é o seguinte:
Normalmente, um mini forno vertical ou de eixo é usado para produção em pequena escala com capacidade diária inferior a 300 toneladas. Outros tipos, incluindo o forno horizontal, podem ser usados para capacidades maiores. A produção mensal de fornos rotativos pode atingir 30.000 a 50.000 toneladas por linha de forno. Os tipos de cimento produzidos pelo forno rotativo incluem cimento Portland, resistente a sulfatos, branco, para poços de petróleo, de endurecimento rápido, extrafino e de cinza volante.
Normalmente, um mini forno vertical ou de eixo é usado para produção em pequena escala com capacidade diária inferior a 300 toneladas. Outros tipos, incluindo o forno horizontal, podem ser usados para capacidades maiores. A produção mensal de fornos rotativos pode atingir 30.000 a 50.000 toneladas por linha de forno. Os tipos de cimento produzidos pelo forno rotativo incluem cimento Portland, resistente a sulfatos, branco, para poços de petróleo, de endurecimento rápido, extrafino e de cinza volante.
A manutenção anual do forno rotativo de cimento branco é essencial para aumentar a vida útil do equipamento e melhorar sua eficiência de desempenho. É ainda essencial fazer um investimento para melhorar os padrões de segurança do local e proteger a integridade ambiental, reduzindo a pegada de carbono.
Além do forno rotativo, equipamentos auxiliares de cimento na planta também podem exigir manutenção. Estes podem incluir componentes hidráulicos, filtros industriais, motores do sistema de mistura, motor e caixa de engrenagens do moinho, motores de indução, separadores e resfriadores, ventiladores, bombas e sistemas de rolamentos, etc. Uma equipe especializada pode avaliar a condição da maquinaria auxiliar e principal de cimento e realizar reparos, revisões, substituições, etc. Eles serão capazes de localizar falhas e danos no forno rotativo usando a mais recente tecnologia a laser e software.
Normalmente, é realizada uma inspeção completa das peças do forno rotativo, incluindo a carcaça do forno, a qualidade do revestimento refratário, o rolete de suporte, o empuxo e a engrenagem e o pinhão de acionamento. Quaisquer danos são reparados imediatamente. Contratos de manutenção com fornecedores garantem serviço 24 horas por dia e fornecimento imediato de peças sobressalentes para fábricas de cimento. Também são elaborados cronogramas de manutenção abrangentes e periódicos para que o funcionamento da fábrica de cimento permaneça ótimo o tempo todo.
Os padrões industriais de controle de poeira e filtragem de ar também devem ser atendidos. Os equipamentos devem ser utilizados para suprimir ou mitigar a poeira durante o manuseio de cimento branco ou outros materiais. Os resíduos devem ser coletados e analisados e seu risco avaliado. Os operadores de fábricas de cimento devem tomar medidas para reduzir a exposição dos funcionários à poeira e garantir que eles usem os equipamentos de proteção individual (EPIs) necessários.
Alguns dos principais cenários em que os produtos de fornos rotativos de cimento branco são utilizados incluem os seguintes:
Produção de cimento:
Este continua sendo o uso mais comum para máquinas de forno rotativo. Os fornos rotativos são importantes na produção de cimento Portland comum. Os elos do forno rotativo são os mesmos que são usados para a produção de cimento branco. Isso significa que existe uma opção disponível para mudar para a produção de cimento branco se houver uma alta demanda por cimento branco em um mercado em comparação com o cimento comum.
Produção de refratários:
Os materiais refratários são substâncias resistentes ao calor que são capazes de resistir a altas temperaturas sem se decompor ou perder sua integridade estrutural. Esses materiais geralmente requerem composições químicas anormais para serem produzidos. Os fornos rotativos de cimento branco podem ser usados para produzir esses materiais refratários. Exemplos de tais materiais incluem silicato de alumina ou magnésia.
Produção de cal viva e dolomita:
Tanto a cal viva quanto a dolomita são formadas após passarem por um processo de calcinação usando um forno rotativo de cimento branco. A cal viva é principalmente feita de calcário e também é chamada de cal de cálcio. Quando um forno rotativo é usado para produzir cimento branco, o calcário é a principal matéria-prima. Isso também significa que é uma opção local para produzir cal viva.
A cal viva e a dolomita têm algumas aplicações importantes nas indústrias de aço, vidro e papel, para citar apenas algumas.
Processos metalúrgicos:
Máquinas de forno rotativo de cimento branco podem ser usadas para realizar vários processos metalúrgicos importantes. Isso inclui a produção de zinco, titânio e níquel. Na produção de zinco, um forno rotativo de cimento branco é usado para realizar um processo chamado lixiviação. Durante esse processo, o minério é exposto a temperaturas muito altas e então se decompõe quimicamente.
Na produção de titânio, o forno rotativo de cimento branco é usado para separar o dióxido de titânio do ferro. O processo envolve aquecer o minério de ilmenita a temperaturas muito altas com agentes não oxidantes como hidrogênio ou carbono.
Ao comprar um novo forno rotativo de cimento branco ou substituir peças do existente, é essencial destacar algumas coisas importantes que os compradores comerciais precisam ter em mente. Alguns deles incluem a qualidade da matéria-prima, a eficiência energética do forno e a capacidade e tamanho do forno.
Qualidade da matéria-prima
O carbonato de cálcio deve ter a maior pureza possível; mármore ou calcário serão suficientes. Para maior eficiência, os compradores comerciais também devem procurar argila ou caulim de alta qualidade. A composição química desses materiais influencia muito a brancura e a qualidade do produto final de cimento branco.
Eficiência energética
Os compradores podem garantir que estão fazendo uma escolha responsável selecionando fornos projetados com foco na eficiência energética. Várias alternativas estão disponíveis no mercado hoje que podem reduzir significativamente o consumo de energia durante a produção de cimento. Estes incluem complexos de resfriadores e pré-aquecedores, sistemas de fornos isolados, acionamentos de velocidade variável para ventiladores e sopradores e utilização de combustível alternativo de suporte, para citar alguns.
Capacidade e tamanho
As necessidades dos compradores comerciais podem variar dependendo da escala de suas operações e demandas do mercado. Nestes casos, seria ideal produzir um forno rotativo de cimento branco com grande capacidade. Por outro lado, fornos menores podem ser mais adequados para aqueles com requisitos limitados de produção ou ao testar novos produtos.
P1: Qual é a diferença entre um forno rotativo de cimento branco e um forno de cimento comum?
A1: A principal diferença entre um forno rotativo de cimento branco e um forno de cimento comum reside nas matérias-primas utilizadas e no controle das condições de produção. Enquanto os fornos de cimento comuns podem suportar altos níveis de impurezas em sua alimentação, a produção de cimento branco deve buscar a máxima pureza tanto nas matérias-primas quanto no combustível para evitar contaminação que afete a cor. Além disso, para manter a brancura do clínquer, a temperatura dentro dos fornos rotativos de cimento branco deve ser controlada com extrema precisão. Isso inclui regular rigidamente a atmosfera e evitar o excesso de queima que poderia levar a efeitos de coloração indesejáveis.
P2: Os fornos rotativos de cimento branco são ecologicamente corretos?
A2: As plantas de forno rotativo de cimento branco podem ser projetadas para minimizar o impacto ambiental, com sistemas de coleta de poeira, controle de emissões e uso eficiente de combustível. No entanto, o impacto ambiental da produção de cimento branco é geralmente maior em comparação com o cimento comum.
P3: Quanto tempo leva para o material passar por um forno rotativo?
A3: O material leva cerca de 2 horas para passar pelo forno. O material está em contato com gases muito quentes que giram no forno, o que faz com que o material aqueça e reaja.
P4: Quanto combustível um forno rotativo consome?
A4: Um grande forno rotativo de cimento branco normalmente consome cerca de 3.300 GJ de combustível por tonelada de clínquer produzido.
P5: Qual é a capacidade de um forno rotativo?
A5: A capacidade de um forno rotativo é de cerca de 300 toneladas por hora.
