BRPI0510220B1 - arranjo de processamento para manufatura de materiais cimentícios compostos - Google Patents
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Abstract
arranjo de processamento para manufatura de materiais cimentícios compostos. arranjo de processamento para manufatura de materiais cimentícios compostos, tais como cimentos hidráulicos misturados com conteúdo significativamente reduzido de escórias minerais de cimento portland e correspondentemente com uma quantidade aumentada de materiais cimentícios suplementares tais como, por exemplo, poeira e cinzas, escória de alto-forno, quartzo fino, finos de pedreira granítica, etc, e cargas minerais ou pozolanas altamente reativas tais como, por exemplo, poeira e cinzas, escória de alto-forno, quartzo fino, finos de pedreira granítica, etc, para substituição direta de cimento portland em concreto, compreendendo um silo para cimento portland, um silo para poeira e cinzas ou outro tipo de materiais suplementares e um silo para pó de forno de calcinação de cimento ou outro tipo de agente regulador de tempo de solidificação, uma unidade de armazenagem para aditivo polimérico, dispositivos de dosagem, dispositivos de misturação, dispositivos de moagem e dispositivos de descarga. a invenção se caracteriza pelo fato de o arranjo ser equipado com uma unidade de moagem (6) para pré-moer os ditos materiais suplementares e um equipamento de moagem (9) para pré-moer o cimento portland, os ditos equipamentos de pré-moagem (6, 9) serem seguidos por um equipamento de moagem (13) para moagem dos componentes pré-moídos e os ditos equipamentos de pré-moagem (6, 9) serem adaptados para operar como um circuito aberto ou um circuito fechado para o material que estiver sendo moído.
Description
"ARRANJO DE PROCESSAMENTO PARA MANUFATURA DE MATERIAIS CIMENTÍCIOS COMPOSTOS" [001] A invenção presente refere-se ao sistema de processamento para a manufatura de materiais cimenticios compostos como cimentos hidráulicos misturados com conteúdo significativamente reduzido de minerais escórias de cimento Portland e de modo correspondente com uma quantidade aumentada de materiais cimenticios suplementares como, por exemplo, poeira e cinzas, escória de alto-forno, quartzo fino, finos de pedreira granitica, etc., e cargas minerais ou pozolanas altamente reativas como, por exemplo, poeira e cinzas, escória de alto-forno, quartzo fino, finos de pedreira granitica, etc., para substituição direta de uma parte de cimento Portland em misturas de concreto, e, portanto, caracterizados por perfil ambiental significativamente melhorado. [002] É bem sabido que cada tonelada de produção de cimento Portland padrão vem acompanhada pela liberação de cerca de uma tonelada de dióxido de carbono e que cerca de metade desta vem da descarbonização de calcário no forno de calcinação e a outra metade de consumo de energia, principalmente no forno de calcinação. [003] Portanto, o único jeito da indústria de cimento poder obter reduções significativas nas emissões de dióxido de carbono é através da redução de produção de escória de cimento Portland e um uso aumentado de cargas. [004] As plantas tradicionais para produção de cimento misturado incluem intermoagem de escória de cimento com diferentes tipos de microcargas, por exemplo, escória de alto-forno, poeira e cinzas, calcário, etc., principalmente nos moinhos de bolas rotatórias. Tais métodos não provêm mais que 20-25% de substituição de escória de cimento Portland por poeira e cinzas e aproximadamente 30-50% por escória de alto-forno, sem uma influência negativa significativa no desempenho do cimento, tal como um nítido aumento de tempo de solidificação, um desenvolvimento muito baixo de resistência durante o período de cura de 0-28 duas, etc. Tradicionalmente, ele leva um tempo até 3 vezes mais longo, tal como 2-3 meses, para atingir uma resistência de 28 dias de concretos de cimento Portland. [005] Ao mesmo tempo cimentos com alto volume de poeira e cinzas (HVFA) possuem vantagens significativas em comparação com cimentos Portland tradicionais. [006] A introdução de poeira e cinzas ou outros tipos de cargas, por exemplo, finos de pedreiras graníticas ou finos de areia de quartzo, para substituição de cimento Portland diretamente no misturador de concreto em quantidades maiores que 15-20% não é eficiente e pode influenciar negativamente o desempenho do concreto (resistência reduzida, etc.). [007] Os métodos existentes de moagem e ativação mecânica das ditas cargas podem dar algum melhoramento, tal como descrito na patente U.S. n° 6.630.022, mas parece economicamente ineficaz e permite somente 20% de substituição de cimento Portland sem uma redução da resistência à compressão do concreto. [008] No pedido PCT/SE2003/001009 descreve-se um processo para produzir cimento misturado, onde o cimento contém cimento Portland misturado completamente com uma microcarga e possivelmente um agente redutor de água para uma mistura de cimento seco e materiais cimentícios finos suplementares selecionados dos materiais escória de alto forno, poeira e cinzas, quartzo, silica e dióxido de silício amorfo. De acordo com o dito pedido, submetem-se materiais suplementares a uma moagem num estado seco e os materiais suplementares moídos são depois submetidos a uma moagem juntamente com pelo menos 20% em peso da massa moída total de uma mistura de cimento altamente reativa num estado seco. Adiciona-se também um polímero na forma de um agente redutor de água em pó. [009] Um problema para produzir tal mistura de cimento é que de modo a obter o resultado desejado, a finura dos componentes deve ser rigidamente controlada. Isto é especialmente verdadeiro para uma planta onde se produz a mistura de cimento num modo contínuo. [0010] A invenção presente oferece tal planta. [0011] Assim, a invenção presente refere-se a um arranjo de processamento para manufatura de materiais cimentícios compostos tais como cimentos hidráulicos misturados com conteúdo significativamente reduzido de escórias minerais de cimento Portland e correspondentemente com uma quantidade aumentada de materiais cimentícios suplementares tais como, por exemplo, poeira e cinzas, escória de alto-forno, quartzo fino, finos de pedreira granítica, etc., e cargas minerais ou pozolanas altamente reativas como, por exemplo, poeira e cinzas, escória de alto-forno, quartzo fino, finos de pedreira granítica, etc., para substituição direta de cimento Portland em concreto, compreendendo um silo para cimento Portland, um silo para poeira e cinzas ou outro tipo de materiais suplementares e um silo para pó de forno de calcinação de cimento ou outro tipo de agente regulador de tempo de solidificação, uma unidade de armazenagem para aditivo polimérico, dispositivos de dosagem, dispositivos de misturação, dispositivos de moagem e dispositivos de descarga, e caracteriza-se pelo fato de o arranjo ser equipado com uma unidade de moagem para pré-moer os ditos materiais suplementares e um equipamento de moagem para pré-moer o cimento Portland e pelo fato de os ditos equipamentos de pré-moagem serem adaptados para operar como um circuito aberto ou um circuito fechado para o material a ser mordo. [0012] Agora, descrever-se-á, abaixo, a invenção com maiores detalhes com relação a uma incorporação exemplificando a invenção, onde a Figura 1 mostra esquematicamente um sistema de processamento de acordo com a invenção presente. [0013] Na Figura 1 os números de referência seguintes indicam os aparelhos seguintes: 1 indica uma estação de carga para uma unidade de secagem, 2 indica uma unidade de secagem (secador rotatório ou secador de leito fluido), 3 indica um silo para escória e/ou poeira e cinzas, 4 indica um silo para aditivos, 5 indica um silo intermediário para areia seca, 6 indica uma unidade de moagem para pré-moagem de areia de quartzo, 7 indica um classificador de ar com ciclone e coletor de poeira, 8 indica um silo para cimento Portland, 9 indica uma unidade de moagem para pré-moagem de parte de cimento Portland antes de misturara com outros componentes antes do processamento, 10 indica um silo intermediário para a parte não morda de cimento Portland e areia, escória e aditivos pré-moidos, 11 indica um classificador de ar com ciclone e coletor de poeira, 12 indica um misturador rotatório, 13 indica moinhos vibratórios para processamento de carga de matérias-primas (instalados em série ou em paralelo), 14 indica um silo para o produto final, cimento misturado, 15 indica um silo intermediário para a porção pré-moida de cimento, 16 indica um silo para quartos pré-moidos e 17 indica um silo para a mistura de materiais antes da moagem final. [0014] De acordo com uma incorporação preferida provê-se uma unidade 21 para remoção de carbono de poeira e cinzas, que é adaptada para diminuir o conteúdo na poeira e cinzas para menos que 4% em peso. A unidade pode operar de acordo com qualquer técnica conhecida apropriada para remoção de carbono. [0015] Como fica claro no pedido, os quartzos no exemplo acima podem ser quaisquer materiais suplementares apropriados. [0016] De acordo com o que foi dito acima, areia, escória, aditivos na forma de, por exemplo, um agente redutor de água e cimento Portland são alimentados no presente arranjo. [0017] Com respeito aos quartzos, ou areia, primeiro carrega-se a areia de uma estação de carga 1 para uma unidade de secagem 2, onde ela é seca. A partir dai ela é carregada para um silo 5. Escória, ou qualquer outro aditivo apropriado, é carregada de um silo 3 para um conduite unindo com um conduite do dito silo 5 para areia. A mistura de areia e escória é carregada para uma unidade de moagem 6. Após a areia e a escória terem sido moidas, carrega-se o material para um silo 16 e ainda para um silo 10. [0018] Com respeito ao cimento Portland, carrega-se o cimento de um silo 8 para um silo 10. Aditivos como agentes redutores de água são também carregados para o silo 10 mencionado por último assim como areia e escória pré-moidas no equipamento de moagem 6. Carrega-se também o cimento Portland do silo 8 para um equipamento de moagem 9. Do equipamento de moagem 9 o cimento é carregado para um silo 15 para pré-moagem do cimento. Os materiais nos silos 10 e 15 são carregados para um misturador rotatório 12 e dai para um silo 17. [0019] Do silo 17 carrega-se a mistura de materiais para um equipamento de moagem final 13. Após moagem no equipamento 13 o material final é carregado para um silo 14. [0020] De acordo com a invenção, o arranjo é assim equipado com uma unidade de moagem 6 para pré-moer os ditos materiais suplementares e um equipamento de moagem 11 para pré-moer o cimento Portland, os quais são seguidos por um equipamento de moagem 13 para moagem dos componentes pré-moídos. [0021] De acordo com uma característica muito importante da invenção presente os ditos equipamento de pré-moagem 2 e 9 são adaptados para operar como um circuito aberto ou como um circuito fechado para o material a ser moído. O circuito fechado no equipamento de moagem 6 compreende um conduíte 18 do equipamento de moagem para um classificador de ar 19 sendo capaz de separar grandes frações do material a ser moído de volta no moinho via o conduíte 20. [0022] O circuito fechado no equipamento de moagem 9 compreende de um modo correspondente um conduíte 21 do equipamento de moagem para um classif icador de ar 22 sendo capaz de separar grandes frações do material a ser moído de volta no moinho via o conduíte 23. [0023] Ambos os equipamentos de moagem são conectados a um ciclone e um coletor de poeira. Carrega-se o material coletado para um silo respectivo a jusante no fluxo principal. [0024] De acordo com uma incorporação preferida da invenção, o dito equipamento de moagem 6 para o dito material suplementar é arranjado para pré-moer o material suplementar até uma finura de 100-300 microns. [0025] De acordo com outra incorporação preferida da invenção, o dito equipamento de moagem para cimento Portland é arranjado para pré-moer o cimento Portland até uma finura de um tamanho médio de partícula de 10-30 microns. [0026] Uma vez que somente frações de material que sejam muito grandes serão separadas nos classificadores de ar, os circuitos serão abertos quando não houver nenhum dos tais materiais deixando o respectivos equipamentos de moagem 6 e 9. [0027] De acordo com ainda outra incorporação preferida, o arranjo compreende um unidade para secar as cargas e materiais suplementares até um conteúdo de umidade menor que 0,2% em peso, que se localiza a montante do equipamento de moagem. [0028] Assim, a invenção presente dá uma planta ou arranjo de produção, em que a produção do material de cimento mencionado na parte introdutória do pedido pode ser executada num modo contínuo.
Claims (6)
1. Arranjo de processamento para manufatura de materiais cimenticios compostos, tais como cimentos hidráulicos misturados com conteúdo significativamente reduzido de escórias minerais de cimento Portland e correspondentemente com uma quantidade aumentada de materiais cimenticios suplementares e cargas minerais ou pozolanas altamente reativas tais como, por exemplo, poeira e cinzas, escória de alto-forno, quartzo fino e finos de pedreira granitica, para substituição direta de cimento Portland em concreto, compreendendo um silo para cimento Portland, um silo para poeira e cinzas ou outro tipo de materiais suplementares e um silo para pó de forno de calcinação de cimento ou outro tipo de agente regulador de tempo de solidificação, uma unidade de armazenagem para aditivo polimérico, dispositivos de dosagem, dispositivos de misturação, dispositivos de moagem e dispositivos de descarga, caracterizado pelo fato de o arranjo ser equipado com uma unidade de moagem (6) para pré-moer os ditos materiais suplementares e um equipamento de moagem (9) para pré-moer o cimento Portland, os ditos equipamentos de pré-moagem (6, 9) serem seguidos por um equipamento de moagem (13) para moagem dos componentes pré-moídos e os ditos equipamentos de pré-moagem (6, 9) serem adaptados para operar como um circuito aberto ou um circuito fechado para o material que estiver sendo moido.
2. Arranjo de processamento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dito circuito fechado incluir um classificador de ar (19, 22) capaz de separar frações grandes do material que estiver sendo moido.
3. Arranjo de processamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de o dito equipamento de moagem (6) para o dito material suplementar estar arranjado para pré-moer o material suplementar até uma finura de 100-300 microns.
4. Arranjo de processamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado pelo fato de o dito equipamento de moagem (9) para cimento Portland estar arranjado para pré-moer o cimento Portland até uma finura de um tamanho médio de particula de 10-30 microns.
5. Arranjo de processamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pelo fato de compreender uma unidade (2) para secar o material suplementar e cargas até um conteúdo de umidade menor que 0,2% em peso, localizada a montante do equipamento de moagem (6).
6. Arranjo de processamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizado pelo fato de compreender uma unidade (21) para remoção de carbono de poeira e cinzas, adaptada para diminuir o conteúdo de carbono na poeira e cinzas abaixo de 4% em peso.
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