Proceso de Proceso de Fabricación delFabricación del

CementoCemento

Ing. Angel Farías

Cementos de Venezuela

¿QUÉ ES EL CEMENTO?¿QUÉ ES EL CEMENTO?

El cemento es un aglomerante o ligante que posee propiedades hidráulicas, es decir, El cemento es un aglomerante o ligante que posee propiedades hidráulicas, es decir,

que mezclado con una cantidad conveniente de agua forma una pasta que se puede que mezclado con una cantidad conveniente de agua forma una pasta que se puede

endurecer tanto en el aire como en el agua. El cemento utiliza materias primas ricas en endurecer tanto en el aire como en el agua. El cemento utiliza materias primas ricas en

óxido de calcio, de silicio, de aluminio y de hierro, y mediante un proceso de cocción a óxido de calcio, de silicio, de aluminio y de hierro, y mediante un proceso de cocción a

altas temperaturas, se transforma en un producto intermedio llamado altas temperaturas, se transforma en un producto intermedio llamado clínkerclínker, de , de

características químicas determinadas. Ese clínker es molido finamente con pequeñas características químicas determinadas. Ese clínker es molido finamente con pequeñas

cantidades de yeso para producir finalmente el material conocido como cemento. cantidades de yeso para producir finalmente el material conocido como cemento.

Reseña HistóricaReseña Histórica

El cemento tiene sus orígenes en la cal u óxido de calcio (CaO), a partir El cemento tiene sus orígenes en la cal u óxido de calcio (CaO), a partir del cual y luego de cientos de años de estudios empíricos y científicos, se del cual y luego de cientos de años de estudios empíricos y científicos, se llega a la tecnología actual.llega a la tecnología actual.

A través de la historia de los pueblos egipcios, griegos y romanos, se A través de la historia de los pueblos egipcios, griegos y romanos, se utilizó la cal como ligante en sus construcciones. En la América utilizó la cal como ligante en sus construcciones. En la América Prehispánica los Aztecas la emplearon también en la fabricación de Prehispánica los Aztecas la emplearon también en la fabricación de tabiques y techos armados con caña y bambú. tabiques y techos armados con caña y bambú.

En 1824En 1824, un albañil Inglés llamado , un albañil Inglés llamado Joseph AspdinJoseph Aspdin, patentó un producto , patentó un producto que él llamó Cemento Portland, pues al endurecerse adquiría un color que él llamó Cemento Portland, pues al endurecerse adquiría un color semejante al de una piedra de la isla Portland en Inglaterra. semejante al de una piedra de la isla Portland en Inglaterra.

En 1850,En 1850, David SaylorDavid Saylor, un técnico norteamericano, fue el primero en , un técnico norteamericano, fue el primero en fabricar cemento en América. El uso del cemento Portland continuó fabricar cemento en América. El uso del cemento Portland continuó extendiéndose hasta convertirse en el material de construcción más extendiéndose hasta convertirse en el material de construcción más utilizado en el mundo.utilizado en el mundo.

* Planta de Molienda de * Planta de Molienda de Escoria.Escoria.** Planta de Molienda de ** Planta de Molienda de Clinker.Clinker.

La Industria del Cemento en La Industria del Cemento en Venezuela Empresas Venezuela Empresas

CementerasCementeras

EmpresaUbicación de sus Plantas

Fecha de Inicio de

Operaciones

Cap. Cem. Instalada

TPD Inicial

Cap. Cemento

TPD Actual

Fábrica Nacional de Cementos

La Vega - La Vega - Caracas Caracas

San San Cristóbal Cristóbal

Ocumare del Ocumare del TuyTuy

1.9071.9071.9491.9491.9681.968

30 30 300 300 1.2001.200

Inactiva Inactiva 550 3.100550 3.100

Corporación

Venezolana de

Cementos

Barquisimeto Barquisimeto Maracaibo Maracaibo Pertigalete Pertigalete

Pto Pto OrdazOrdaz

1.945 1.945 1.947 1.947 1.949 1.949 1.970 1.970

50 50 300 300 300 300

1000* 1000*

1.625 1.625 2.000 2.000 9350 9350

1440** 1440**

CONCECASan Sebastián San Sebastián

AraguaAragua 1.9701.970 1.2001.200 42504250

CEMENTOS CARIBE

Pto Cumarebo Pto Cumarebo FalcónFalcón 1.9791.979 3.0003.000 3.0003.000

CEMENTOS CATATUMBO

Villa del Villa del Rosario ZuliaRosario Zulia 1.9801.980 1.8001.800 1.8001.800

CEMENTO ANDINO

Monay - Monay - TrujilloTrujillo 1.9811.981 1.8001.800 1.8001.800

Ubicación de Plantas y Terminales de Cemento

Terminal PTG

Planta Mara

(0.83 MMTm)

Terminal Mara

Planta Lara

(0.53 MMTm)

Terminal CLM

Planta PTG

(3.00 MMTm)

Planta Guayana

(0.38 MMTm)

Terminal Puerto Ordaz

PLANTAS DE CEMENTO (3)

MOLIENDA (1)

TERMINALES MARITIMOS (4)

Participación del Mercado

2008

Capacidad Instalada (MM Tons)

Clinker Cemento

44.6 % 4.25 4.74

Planta

Capacidad instalada (MMTm)

FábricaFábrica

CemexCemexHolcimHolcim

Cementos Cementos del Caribedel Caribe

LafargeLafarge

Empresas CementerasEmpresas Cementeras

Mezclas de CementoMezclas de Cemento

CONCRETOCONCRETO

MORTEROMORTEROCemento + Agua + Cemento + Agua +

ArenaArena

Cemento + Agua + Arena + Agregados Gruesos + Cabillas Cemento + Agua + Arena + Agregados Gruesos + Cabillas Moldeadas Moldeadas

CONCRETO ARMADO (HORMIGON)CONCRETO ARMADO (HORMIGON)

Cemento + Agua + Arena + Agregados Cemento + Agua + Arena + Agregados GruesosGruesos

Cemento Cemento PortlandPortland

Tipo I:Tipo I:Para construcciones de Concreto en Para construcciones de Concreto en

GeneralGeneralPisos , Placas , Paredes , Columnas , etcPisos , Placas , Paredes , Columnas , etc

Tipo II:Tipo II:Para construcciones expuestas a la Para construcciones expuestas a la

acción moderada de algunos elementosacción moderada de algunos elementosquímicos del agua o donde se requiera unquímicos del agua o donde se requiera uncalor de hidratación moderado: Bases de calor de hidratación moderado: Bases de

muelles y Puentes, Tanques , muelles y Puentes, Tanques , Represas ,etc.Represas ,etc.

Tipo III – PREMIUMTipo III – PREMIUMPara construcciones de alta resistenciaPara construcciones de alta resistencia

Inicial: Prefabricado y otros. Inicial: Prefabricado y otros. BLANCO:BLANCO:Para obras decorativasPara obras decorativas

y graniteríay granitería

Clase G y H:Clase G y H:Para cementación Para cementación

de Pozosde PozosPetroleros y de Petroleros y de

GasGas

Utiliza como materia primas ciertos materiales con un contenido rico en Óxidos de: Utiliza como materia primas ciertos materiales con un contenido rico en Óxidos de:

Calcio, Silicio , Aluminio y Hierro.Calcio, Silicio , Aluminio y Hierro.

Mediante un proceso de cocción a una temperatura de aprox. 1.450 ºC se obtiene un Mediante un proceso de cocción a una temperatura de aprox. 1.450 ºC se obtiene un

producto de características químicas predeterminadas llamado CLINKER.producto de características químicas predeterminadas llamado CLINKER.

La molienda fina del Clinker con la conveniente adición de pequeñas cantidades de yeso, La molienda fina del Clinker con la conveniente adición de pequeñas cantidades de yeso,

produce finalmente el material llamado CEMENTO.produce finalmente el material llamado CEMENTO.

Cemento PortlandCemento PortlandCaracterísticasCaracterísticas

Métodos de FabricaciónMétodos de Fabricación

•Método AntiguoMétodo Antiguo•Alto Consumo de CombustibleAlto Consumo de Combustible•Materiales Procesados con Materiales Procesados con aguaagua

•Método ModernoMétodo Moderno•Bajo Consumo de Bajo Consumo de CombustibleCombustible•Materiales Procesados sin Materiales Procesados sin aguaagua

Harina Harina CrudaCruda

Vía Vía Húmeda:Húmeda:•Planta LARAPlanta LARA•Planta MARAPlanta MARA•Pertigalete IPertigalete I

Vía Seca:Vía Seca:•Pertigalete IIPertigalete II

Pasta CrudaPasta Cruda

CEMENTOPORTLAND

+ +

Argot del CementoFórmula

3CaO.SiO2

2CaO.SiO2

3CaO.Al2O3

4CaO.Al2O3.Fe2O3

Nombre

Silicato Tricálcico

Silicato Dicálcico

Aluminato Tricálcico

Ferrialuminato Tetracálcico

C3S (Alita)

C2S (Belita)

C3A

C4AF

Nomenclatura de los minerales sintéticos o Nomenclatura de los minerales sintéticos o compuestos potenciales en el clinker Portland.compuestos potenciales en el clinker Portland.

Contenido promedio de compuestos potenciales para los Contenido promedio de compuestos potenciales para los cinco Tipos de Cemento Portland.cinco Tipos de Cemento Portland.

(Recetas Químicas del Cemento)(Recetas Químicas del Cemento)

C3S C2S C3A C4AF

55 22 10 7

51 24 7 11

60 19 11 7

28 49 4 12

60 30 3 10

Cemento Ordinario. (Tipo I)

Cemento de Moderada Resistencia a los Sulfatos y de Moderado Calor de Hidratación. (Tipo II)

Cemento de Alta Resistencia inicial. (Tipo III)

Cemento de Bajo Calor de Hidratación. (Tipo H)

Cemento de Alta Resistencia a los Sulfatos. (Tipo G)

Tipo de Cemento Portland.

HORNO

TRITURACION

PRECALENTADOR

SILOSCRUDO

MOLINOCRUDO

MOLINOS CEMENTO

SILOSCEMENTO

DOSIFICACION

YESO

PREHOMO

SILOSCLINKER

ALMACEN Y TALLERES

ENVASE Y DESPACHO

PROCESO DE FABRICACION DE CEMENTO

1. Explotación 1. Explotación de Materias de Materias

PrimasPrimas

Preparación de materias primasPreparación de materias primas

EXTRACCIÓN Y PREPARACIÓN DEMATERIA PRIMA

DEFINICIÓNDE

YACIMIENTOS

PREPARACIÓNDE

MATERIAL CRUDO

Asegurar el suministro de materias primas a través de una

explotación racional, con el menor costo operativo, asegurando una

calidad homogénea y constante.

Objetivo.

04/13/23

Materia Prima: Minerales que cumplen con especificaciones químicas y físicas para la

preparación de Harina Cruda, pero teniendo la característica de presentar una mínima

variación (s) tanto química como física, dando estabilidad al Proceso de Fabricación del

Cemento.

Preparación de materias primasPreparación de materias primas

Óxidos básicos para la fabricación de clinker.

Óxido de calcio: CaO

Óxido de silicio: SiO2

Óxido de aluminio: Al2O3

Óxido de férrico: Fe2O3

Preparación de materias primasPreparación de materias primas

Minerales ricos en estos óxidos básicos.

Mineral. Aporta. .

Caliza. CaO

Arcilla. SiO2, Al2O3, Fe2O3

Mineral de hierro. Fe2O3

Arena sílica. SiO2

Perforadora vertical

Preparación de materias primasPreparación de materias primas

Preparación de materias primasPreparación de materias primas

2. Transporte2. Transporte

Cargador frontal

Unidad de transporte

Transporte de materias primasTransporte de materias primas

3. Trituración3. Trituración

Trituración Trituración

Por CompresiónMandíbulas

Cono

Por ImpactoMartillo

Choque

Quijada

Cono

Rodillos

Impacto (martillos) Impacto (martillos y barras)

Diferentes tipos de trituradoras.

Trituración Trituración

Trituradoras de Quijada o Mandíbula

Trituración Trituración

TRITURADORAS DE MANDIBULA

TRITURADORAS DE IMPACTO

TRITURADORAS DE IMPACTO

TRITURADORAS DE IMPACTO

TRITURADORAS TIPO CONO

Trituración Trituración

Trituradora de RodillosTrituradora de Martillos

4. 4. PrehomogenizacióPrehomogenizació

nn

04/13/23

Prehomogeneización.Prehomogeneización.

Consta de 2 acciones: Apilamiento y reclamo.

Apilador

Pila de material

Apilador

Pila de material

54

76

Métodochevron

Caída de material

1

32

Apilamiento.

ApilamientoApilamiento

ApilamientoApilamiento

Arreglo CircularArreglo Circular

Pila Circular

Capacidad Diámetro

15,000 m3 Ø 75m

25,000 m3 Ø 90m

50,000 m3 Ø 110m

CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO DE PILAS CONICAS

Apilador Recuperador

INSTALACIONES DE PILAS CONICAS

04/13/23

Descargaa banda

transportadora del reclamador

Cadena sinfíncon rascadores

Banda elevadora

Bandatranspor-tadora del

reclamador

Banda transportadora a tolvas de molinos

Malacate

Malacate

Cadena sinfíncon rascadores Banda

elevadora

Reclamo.

Sistema de cadena sinfín con rascadores.

Prehomogeneización.Prehomogeneización.

ReclamoReclamo

CANTERAS Materiales Blandos

CANTERASMateriales Duros

Perforadora

Cargador Frontal

Transporte

Triturador Secundario

CalizaTriturada

TrituradorPrimario

Criba

Tolva

Banda Metálica(Dosificador)

Banda Transportadora

Pila Triturada

A silos de

materiasprimas de molinos

de harina cruda

Prehomogeneización

Transporte

Tolva Banda Metálica(Dosificador)

Triturador

Apilador Móvil

Reclamador

Prehomogeneización

MaterialesCorrectivos

Resumen Resumen

6. Molienda de 6. Molienda de Materia PrimaMateria Prima

Preparación de CrudoPreparación de Crudo

Proveedor de materias

prima

Preparación de crudo

Calcinación

•Caliza•Arcilla•Mineral de fierro

Crudo

Objetivo del área

FinuraReacciones físicas

sólido-sólido

ComposiciónReacciones químicas

Homogeneidaden características

del crudo

De Almacén o Prehomogeneización PREPARACIÓN DE

CRUDO

Silos o Tolvas de Materia

Prima

Alto CaCO3Bajo CacO3

Correctores

Tolva

Molino de Crudo

Dosifica-dores

Gases Calientes delPrecalentador del horno

Gases con

Sólidos

Batería de

Ciclones

A Silo de Homogenei-

zación

Ventilador del Molino

(VTF)

Elevador de

Cangilones

Gases hacia Colector Principal del Horno

Gases

Sólidos

Harina Cruda

Molino con dos compartimientos.

Cortesía F.L.Smidth.

Molino soportadopor zapatas dedeslizamiento

Segundo compartimiento

Primercompartimiento

Alimentación

Entradade aire

Diafragma central

Diafragma de salida

Molienda de Materia PrimaMolienda de Materia Prima

7. Homogenización7. Homogenización

Transportadores de

multideslizadores alimentan la

cámara central y distribuyen el

material que forma capas en su

descenso.

Durante la descarga las válvulas

de flujo controlado operan

secuencialmente, creando algunos

efectos de embudo a través de las

capas almacenadas y originan que

ocurra el efecto de

homogeneización.

Vía seca – Silos de Vía seca – Silos de HomogenizaciónHomogenización

Vía húmeda – Balsas de Vía húmeda – Balsas de MezcladoMezclado

8. Calcinación8. Calcinación

COCCION.- Proceso de fabricación de “Clinker” a partir de una

fusión incipiente de un material finamente molido

llamado “Crudo”.

CLINKER.- Mineral sintético formado por silicatos de calcio

hidráulicos (C3S y C2S), aluminato tricálcico (C3A)

y ferrialuminato tetracálcico (C4AF), siendo la

base para la fabricación del Cemento Portland.

CocciónCocción

CocciónCocción

SISTEMA DE CALCINACIÓN

PREPARACIÓNDE CRUDO

MOLIENDAFINAL

ClinkerMaterial Crudo

Combustible(s)

Producir un clinker que cumpla con las características físicas

y químicas y con las normas y estándares de calidad

establecidos por el laboratorio y comprometidos con el área

de Molienda Final.

Objetivo del área de calcinación.

04/13/23

Precalentamiento Vía Precalentamiento Vía HúmedaHúmeda

Precalentador de aspas

Cadenas colgadas en

forma de guirnalda

Cámara dedesempolvado

Llanta

Alimentaciónde pasta

Protecciónde la coraza

Pasta

Gases

04/13/23

Harina cruda procedente del silo de

homogeneización

Pesador de Flujo de

Sólidos

Bomba para el transporte de la harina cruda

Torre de Acondicionamiento de Temperatura de

Gases

Horno

Ventiladorde Tiro

Inducido(VTI)

I

II

III

IV

Primera Etapa

Segunda Etapa

TerceraEtapa

Cuarta Etapa

Precalentamiento Vía SecaPrecalentamiento Vía Seca

CocciónCocción

1

2

3

4

Vista interior

(desde el lado de la

descarga de

clinker) de un

horno

rotatorio en

operación

Cocción Horno rotatorioHorno rotatorio

Zona de alta temperatura de la flama, 2100oC.

Tubo del quemador.

Zona de alta temperatura del material, 1450oC.

Ladrillo refractario.

1

2

3

4

Enfriador de satélites en etapa de montaje, UNAX®®, FULLER.

CocciónCocción

Enfriador de parrillas reciprocantes.

Clinker

HornoCarátula

Enfriador

Plataforma

Placas fijas para nivelar la cama

de clinker

Inicia sección de placas

reciprocantes Compuerta niveladora de cama de

clinker

Aire excedente o aire exhaustor

Clinker frío

Quemador

CocciónCocción

De Molinos de Harina Cruda

Silo deHomogeneización

Pesador

Precalentador

Ventiladordel Horno

(VTI)

Horno Rotatorio

Calcinador

Enfriador de Clinker

Aire Caliente al Calcinador(Aire Terciario)

Harina calienteClinker

Aire caliente

Clinker

Colector

Clinker hacia Silo o Almacén

Salida AireLimpio

Hacia secador

Colector Principal

Ventilador del Colector

Aire Caliente HaciaMolino de Harina Cruda

Salida Aire Limpio

9. Molienda de 9. Molienda de CementoCemento

Molienda de Cemento

CocciónClinker Molienda

Final

Envase

y Embarque

Yeso

Cemento

Adiciones:

Puzolana. Escoria granulada. Ceniza volante. Vapores de sílice. Caliza. Polvillo de Horno

Molienda de Molienda de CementoCemento

Objetivo:

Reducir el tamaño de las partículas e incrementar el área de contacto hasta lograr una

distribución de tamaños o granulometría que permita la adecuada reacción de

hidratación para cumplir con el desarrollo de resistencia comprometida.

Dosificar, es decir, cumplir con la proporción de materiales, de acuerdo al diseño del

laboratorio, de Clinker (CK), Yeso (Y) y Adiciones (A).

Enviar el cemento a los silos del área de Envase y Embarque con la temperatura

comprometida.

Cumplir con el programa de suministro de cemento(s).

Molienda de Molienda de CementoCemento

PuzolanaYeso Clinker

Silo de ClinkerPuzolana Triturada

Clinker Procedente de Calcinación o de Patio

Yeso Triturado

MOLIENDA DE CEMENTO

Dosifica-dores

Separador Sepax

Colector de Polvo

Molino deCemento

Separador Estático

Ventilador de tiro forzado

Elevador de

Cangilones

Salida de Aire Limpio

Cemento hacia Silos

Aire atmosférico

(Separador Dinámico)

ReductorMotor

Gruesos y finos

Sólidos

Material Grueso

Material Fino y Aire

Cortesía F.L.Smidth.

Molino soportadopor zapatas dedeslizamiento

Segundo compartimiento

Primercompartimiento

Alimentación

Entradade aire

Diafragma central

Diafragma de salida

Molienda de Cemento

10. Envase y 10. Envase y DespachoDespacho

Almacén, envase y Almacén, envase y despacho de cementodespacho de cemento

CUMPLIR CON LA VARIEDAD Y OPORTUNIDAD

DE EMBARQUE PARA SATISFACER LAS

NECESIDADES DE NUESTROS CLIENTES

Objetivo.

MOLIENDAFINAL

Clientes

• Concretero

• Distribuidor

• Constructor

• Gobierno

• Exportación

Cemento en SacosALMACÉN, ENVASE

Y EMBARQUEDE CEMENTO Cemento

a granel

Cemento

ENVASE Y EMBARQUEDE CEMENTO

Silo de Cemento

De Molinos de Cemento

Silo de Cemento

CARGA A GRANEL

CARGA A SEMIGRANEL

Tolva

Criba

Ensaca-dora

Colectores de polvo con ubicación estratégica

ENSACADO

CARGA EN SACOS A CAMIONES

Báscula Desviador

Trampa de Sacos

Separador

Línea Automáticade Carga de Sacos

Papel

Línea Automáticade Carga de Sacos

CARGA EN PALETAS A FURGONES DE FFCC Y CAMIONES

Paletizadora

Almacén de Paletizado

Tipos de DespachoTipos de Despacho

• Sacos de Papel: Sacos de Papel: 42.5 Kg y 21.25 42.5 Kg y 21.25 KgKg

• Big-Bag: Big-Bag: 1.500 Kg.1.500 Kg.• Paletas.Paletas.• A Granel: A Granel:

– Vía Terrestre (Camiones Cisternas)Vía Terrestre (Camiones Cisternas)– Vía Marítima (Barcos)Vía Marítima (Barcos)

Almacena-miento

Ensacado

Paletizado

Embarqueen Sacos

EmbarqueBig Bag

Embarquea Granel

Camión

Furgón

Camión

Furgón

Tolva

Pipa

Cemento

Tarimas

Sacos

Almacenadode Palets

Camión

Furgón

C

L

I

E

N

T

E

S

Control de

embarque

Control de

envase

Líneas de flujo en envase y embarque.

Almacén, envase y Almacén, envase y embarque de cementoembarque de cemento

Almacén, envase y Almacén, envase y embarque de cementoembarque de cemento

Ensacadora de primera generación.

Colocación de sacos.

Manual.

Operador. En un solo lugar.

Desprendimiento de sacos. Automático.

Pesaje de sacos. Mecánico.

Variación en peso.

Alta.

Nivel de producción.

Varía de acuerdo a la destreza y capacidad del operador.

Almacén, envase y Almacén, envase y embarque de cementoembarque de cemento

Almacén, envase y Almacén, envase y embarque de cementoembarque de cemento

Ensacadora de segunda generación.

Colocación de sacos. Manual.

Operador. En un solo lugar.

Desprendimiento de sacos. Automático.

Pesaje de sacos. Mecánico.

Variación en peso. Alta.

Nivel de producción. Varía de acuerdo a la destreza y capacidad del operador.

Almacén, envase y Almacén, envase y embarque de cementoembarque de cemento

Paletizadora.

Almacén, envase y Almacén, envase y embarque de cementoembarque de cemento

Carga de cemento a granel.

Almacén, envase y Almacén, envase y embarque de cementoembarque de cemento

Carga de cemento a granel.

Terminal marítima.