sábado, 8 de outubro de 2011

FORNOS DE CIMENTO – HISTÓRICO EVOLUÇÃO DE PROJETOS.

Nos processos primitivos, o material destinado à produção de cimento era calcinado em fornos verticais de operação intermitente, semelhante aos processos atuais de produção de cal a partir da pedra calcária.
Fornos verticais com concepção técnica bem mais evoluída que os antigos, por razões próprias de condições regionais de exploração, ainda encontram-se em operação nos EUA e na Índia.
Os primeiros fornos rotativos de clínquerização eram do tipo via úmida, com diâmetro da ordem de 1,8–2,0m e comprimento de 20–25m, isentos de qualquer tipo de pré-aquecimento e, portanto, consumiam quantidades elevadas de combustível e, emitiam e desperdiçavam grandes quantidades de pó para a atmosfera.
Definição de Forno de Cimento.
Conforme o próprio nome diz, se trata de um cilindro metálico com comprimento normalmente superior a 40m construído com chapas espessas (30 mm – 60 mm), com diâmetro que pode variar de 2- 6 metros (normal 3,60- 4,80m), revestidos internamente com tijolo refratário específico e apropriado para suportar quando em operação, níveis de temperatura da ordem de 800 - 1600°C, de forma a proteger a carcaça do cilindro contra ações térmicas (deformações), abrasividade do material e retenção de calor (isolante).
Os fornos rotativos de clínquerização encontram-se levemente inclinados em relação ao plano horizontal (inclinação da ordem de 3 - 4% no sentido do fluxo dos materiais), e apoiados através de 2 a 6 anéis de rodamento em cima de bases dotadas com dois conjuntos de roletes de apoio para cada uma das bases, os quais, encontram-se adequadamente fixados e distribuídos ao longo do cilindro do forno. Via de regra, o forno rotativo é acionado mecanicamente por um conjunto de motor/redutor e coroa/pinhão e a velocidade máxima de giro do cilindro depende do tipo de processo de calcinação utilizado, situando-se, entretanto, na faixa de 1-5 rpm (normal de 2,6-4,0 rpm). Atualmente, os fornos rotativos de ultima geração, possuem apenas duas bases de apoio, comprimento da ordem de 40 – 46m, e o acionamento são efetuados através dos roletes de apoio.
O comprimento dos fornos rotativos esta diretamente relacionada ao tipo de processo utilizado e sua capacidade de produção. Nos fornos dotados com sistemas de pré-aquecimento dos materiais crus, na extremidade de entrada (entre a caixa de fumaça e o cilindro do forno), existe uma bica ou calha de transferência do material para o interior do forno. Neste caso, a interface caixa de fumaça e forno rotativo é dotada com sistema apropriado de selagem para evitar a entrada de ar externo (ar falso) ao sistema. A extremidade de descarga do clínquer dos fornos rotativos dotados com resfriador de grelhas ou tubular, é acoplada ao cabeçote do forno, que nada mais é do que uma seção intermediaria alargada existente entre o forno e o resfriador, a qual tem como principal função, a transferência do clínquer do forno para o interior do resfriador, condução do ar de recuperação de calor (ar secundário para o interior do forno, apoio do maçarico ou queimador de combustível e em alguns casos para a retirada de ar quente para o pré-calcinador (ar terciário).
O princípio de funcionamento dos fornos rotativos de clínquerização via úmida, semi-úmida, semi-seca, via seca longo e via seca com apenas um ou dois estágios de ciclones, são processos que fazem parte do passado, entretanto, vale o registro apenas a titulo ilustrativo e didático.
IMAGENS DE ANTIGOS FORNOS DE CIMENTO.
FIGURA 01 e 02 - Fotos de fornos de calcinação primitivo tipo verticais ou em forma de garrafa.
FIGURA 03 - Fotografia de um dos primeiros fornos rotativos de clínquerização  (F.L.Smidth) a entrar em operação na Europa em 1899 com diâmetro de 1,50m, comprimento de 18m e capacidade de 35t/d de clínquer portland.


FIGURA 04- Fotografia ilustrando o transporte efetuado por tração animal da parte do tubo de um forno rotativo de clínquerização.









FIGURA 05 - Fotografia de um forno rotativo de clínquerização (F.L.Smidth – n° 200), vendido em 1912 com diâmetro de 2,40m, comprimento de 50m e capacidade de 110t/d de clínquer portland.
FIGURA 06 - Foto ilustrando duas linhas de fornos rotativos de clínquerização dotados com pré-aquecedor de ciclones e resfriador de satélite.


Fornos modernos:
Torre de ciclones de 4 ou 5 estágios, fornos em torno de 45/50m comprimento e 3,6 a 5,0m de diâmetro. Resfriador de grelhas ou módulos deslizantes.
Maquete de uma linha completa de produção.
Forno de clinquer de 54m de comprimento e apoiado e 3 bases.
Detalhe da virola, cabeçote e ar terciário.
Forno de 56m de comprimento, 5 estágios na torre e 2.900 ton/dia de clinquer.
Detalhe de um forno, ar terciário e bases de apoio.
Imagem de 2 linhas de produção. São 2 fornos e 2 torre de ciclones de 4 estágios.
Imagem noturna. Fornos apoiados em 3 bases.

FONTE: eng. Hélio Farenzena.
Um abraço a todos.
Otávio Brancão - Blogueiro do Cimento.