RESUMEN:
Uno de los procesos necesarios y muy importantes en la fase final de la producción del cemento es el enfriamiento del clinker, el cual le otorga en cierta medida la calidad y características al cemento, Después de la salida del horno rotatorio el clinker se trata con enfriadores de aire en contracorriente o en forma transversal a través del clinker, donde este aire caliente casi en su totalidad se aprovecha como aire secundario para la combustión en el horno. Este proceso influye en la composición mineralógica y la molturabilidad y en las características del cemento que con él se elabore.
¿Porque es necesario este proceso?
- El adecuado enfriamiento perfecciona las propiedades del cemento.
- El clinker caliente influye negativamente en la molienda del cemento.
- El clinker al rojo no se puede transportar.
- Se aprovecha el contenido térmico del mismo disminuyendo costos de producción.
- La velocidad con que se enfría el clinker influye entre la fase cristalina y vítrea del mismo.
- El enfriamiento rápido influye notablemente en el comportamiento del óxido de magnesio y consecuentemente en la estabilidad del cemento fabricado con este clinker.
- La estabilidad de volumen en el periodo de endurecimiento del cemento depende de los tamaños de los cristales de periclasa (óxido de magnesio).
Un enfriamiento rápido genera menos contenido de óxido de magnesio (MgO). Si el enfriamiento es demasiado lento promueve el crecimiento de los minerales del clinker como la alita, entonces puede afectar la molturabilidad del clinker, también la resistencia mecánica del cemento y su hidratación. Adicionalmente va a requerir de mayor energía para su molienda. El enfriamiento rápido del clinker eleva la estabilidad del cemento frente a los sulfatos de sodio y los de magnesio, lo que lo hace más resistente a la agresión química.
Cuando se enfría el clinker lentamente con un tambor rotatorio se produce un mayor consumo de energía que en un enfriador de parrilla y los cristales de clinker se hacen más molturables, que el clinker enfriado lentamente. Los conocimientos acerca de la necesidad de enfriar rápidamente el clinker y un intenso precalentamiento del aire de combustión, han sido el pilar del desarrollo de la nueva generación de enfriadores de clinker.
A continuación se describen algunos tipos de enfriadores:
- Enfriador de tambor rotatorio: Justamente se coloca debajo del horno rotatorio. Consiste en un tambor dispuesto a la salida del clinker del horno. Es el más antiguo de los enfriadores; varían de longitudes entre 20 y 25 m de longitud y con diámetros comprendidos entre 2 y 5 m, con pendientes de entre 4 y 7% normalmente en sentido contrario a la pendiente del horno; se apoyan en aros de rodadura que se accionan independientemente del horno. Sus revoluciones varían entre 0 y 8 vueltas por minuto. En aproximadamente el 70% de la longitud del enfriador hay unas paletas elevadoras o listones de material cerámico refractario o de acero resistente al desgaste, de manera tal que elevan el clinker y al caer lo ponen en contacto con el aire de enfriamiento. Logrando así aumentar el rendimiento del enfriador.
- Enfriadores planetarios: algunos equipos de este tipo, ya antiguos, están constituidos por tubos dispuestos en la periferia del tubo de salida del clinker del horno y están instalados en el mismo cuerpo del horno, situados en la periferia de la parte externa, en la zona más caliente; se mueven conjuntamente con el horno, sin tener accionamiento propio. Los equipos más nuevos, consisten en una prolongación hacia adelante del tubo de la chapa del horno y la incorporación de una estación adicional de aro-rodillos donde se apoya la parte prolongada. El clinker circula a través de los tubos que están provistos de ladrillos refractarios y listones elevadores de manera que lleven el clinker a contacto íntimo con el aire frío
- Enfriadores de parrilla: Se le conocen también como enfriadores fuller; con este tipo de enfriadores se mejoró la calidad del cemento por el enfriamiento rápido del clinker ya que se produce un intercambio térmico eficiente entre el aire de refrigeración y el clinker caliente. En este tipo de enfriadores el rendimiento térmico se puede elevar hasta un 75%, donde se puede llegar a enfriar el clinker hasta los 65°C, lo que permite molerlo inmediatamente
- Enfriador de cuba o vertical: En este sistema el clinker cae en la cuba cilíndrica vertical y sigue hacia la salida donde se extrae a través de una parrilla formada por cierto número de rodillos rompedores. La parte superior de la cuba tiene un diámetro menor para elevar la velocidad el aire en esta sección, creando el efecto de lecho fluidizado. Aquí el enfriamiento se produce por choque térmico lo que es favorable logrando una buena calidad del clinker así tratado.
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«El enfriamiento rápido del clinker eleva la estabilidad del cemento frente a los sulfatos de sodio y los de magnesio, lo que lo hace más resistente a la agresión química».
CONCLUSIÓN
Dentro de los componentes del cemento, encontramos que el clinker es uno de los materiales importantes que hacen parte del cemento y que para que sus propiedades puedan reaccionar de forma adecuada al contacto con el agua y los demás materiales que componen una mezcla, es también relevante conocer la manera y el fundamento del enfriamiento del clinker y las repercusiones que tendrá en el cemento.
