Il cemento viene preparato con il metodo del forno rotante attraverso una serie di processi che prevedono il riscaldamento delle materie prime ad alte temperature per creare il clinker, che viene poi macinato con il gesso per produrre il cemento.
Il processo prevede principalmente la calcinazione, il preriscaldamento e la formazione del clinker all'interno del forno rotante.
4 fasi fondamentali della preparazione del cemento con il metodo del forno rotante
1. Preparazione delle materie prime
Le materie prime, principalmente calcare e argilla, vengono macinate in polvere fine per garantire la corretta miscelazione e le reazioni chimiche.
2. Preriscaldamento e precalcificazione
Le materie prime finemente macinate vengono introdotte in una torre di preriscaldamento dove vengono rapidamente riscaldate a circa 900°C.
Questa fase è fondamentale perché decarbonata circa il 90% del calcare prima che il materiale entri nel forno rotativo.
3. Formazione del clinker nel forno rotativo
Il materiale preriscaldato viene quindi immesso nel forno rotativo dove viene riscaldato a circa 1500°C.
L'azione di rotolamento e la parziale fusione all'interno del forno trasformano il materiale in clinker, una sostanza granulare.
4. Raffreddamento e lavorazione finale
Il clinker viene raffreddato e poi macinato con il gesso per produrre il cemento.
Spiegazione dettagliata di ogni fase
Preparazione delle materie prime
Le materie prime principali per la produzione di cemento sono il calcare (carbonato di calcio) e l'argilla (silicato).
Questi materiali vengono prima frantumati e poi macinati in una polvere fine.
La finezza della polvere, in genere con il 10-30% trattenuto da un setaccio da 90 micron, assicura che i materiali possano reagire adeguatamente durante il processo di riscaldamento.
Preriscaldamento e precalcificazione
Le materie prime finemente macinate vengono alimentate nella parte superiore di una torre di preriscaldamento.
Qui passano attraverso una serie di cicloni dove vengono sospesi in un flusso di gas e riscaldati rapidamente.
Il recipiente di precalcificazione all'interno della torre riscalda il materiale a circa 900°C, una temperatura sufficiente per decarbonatare la maggior parte del calcare.
Questa fase è fondamentale per l'efficienza energetica, in quanto riduce in modo significativo l'energia richiesta nel forno rotativo.
Formazione del clinker nel forno rotativo
Il materiale preriscaldato e parzialmente decarbonatato entra nel forno rotativo, che è un lungo forno cilindrico rotante.
Il forno è inclinato e ruotato per garantire che il materiale si muova attraverso di esso e sia esposto alle alte temperature.
Nel forno, il materiale viene riscaldato a circa 1500°C, provocando reazioni chimiche e una parziale fusione che trasformano il materiale in clinker.
Il processo di formazione del clinker dura in genere circa 30 minuti.
Raffreddamento e lavorazione finale
Il clinker esce dal forno ad alta temperatura e viene raffreddato rapidamente in un raffreddatore di clinker.
Il clinker raffreddato viene poi macinato insieme al gesso (solfato di calcio) per produrre il cemento.
L'aggiunta di gesso controlla le proprietà di presa del cemento.
Il metodo del forno rotante è altamente efficiente e consente una produzione di cemento su larga scala, diventando così il metodo predominante nell'industria.
Il funzionamento continuo e le alte temperature raggiungibili nei forni rotativi garantiscono una produzione uniforme e costante di clinker di cemento, essenziale per la qualità del prodotto finale.
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