ES2390724B1 - INSTALLATION AND METHOD FOR CEMENT MANUFACTURING - Google Patents
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Abstract
Instalación y método para la fabricación de cemento.#La presente invención se refiere a una instalación y a un proceso de producción de cemento, en el que la moliendas de las materias primas y la del clinker y los añadidos que componen el cemento, se realizan en una única instalación de molienda, de forma alterna, por rápido ajuste de los parámetros de control, a diferencia de un proceso tradicional, que necesitaría dos instalaciones diferentes de molienda, una para materias primas y otra para la producción de cemento. Gracias a esta invención se logra una drástica reducción de la maquinaria empleada, lo que trae como consecuencia una reducción de la inversión específica por tonelada de cemento.Installation and method for the manufacture of cement. # The present invention relates to an installation and a cement production process, in which the grinding of the raw materials and that of the clinker and the additives that make up the cement, are carried out in a single milling facility, alternately, by rapid adjustment of the control parameters, unlike a traditional process, which would require two different milling facilities, one for raw materials and one for cement production. Thanks to this invention, a drastic reduction of the machinery used is achieved, which results in a reduction of the specific investment per ton of cement.
Description
Instalación y método para la fabricac ión de cemento . Installation and method for cement manufacturing.
OBJETO DE LA INVENCIÓN OBJECT OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a una i nstalación de tamaño reducido y moderna para la producci ón de cemento, con un coste de inversión y operación por tonel ada de cemento similar al de las instal aciones de mayor tamaño, cumpliendo al mismo ti~~po con los estándares modernos en cuanto a eficiencia energética, medio ambiente y calidad del producto. The present invention relates to a small and modern installation for the production of cement, with a cost of investment and operation per barrel of cement similar to that of larger installations, complying at the same time. with modern standards in terms of energy efficiency, environment and product quality.
La invención también se refiere a un método par a l a fabricación de cemento. The invention also relates to a method for manufacturing cement.
ANTECEDENTES DE LA INVENCI ÓN BACKGROUND OF THE INVENTION
Los procesos actuales de fabricación de cemento constan básicamente de las .siguientes fases operativas. Inicialmente las materias primas del cemento son moli das en una instalación de moli enda para, seguidamente, ser cal cinadas en un horno dando lugar al clinker que, posteriormente, es enfriado y l l evado a una segunda instalaci ón de mol ienda de cemento . The current cement manufacturing processes basically consist of the following operational phases. Initially, the raw materials of the cement are milled in a milling facility to then be calcined in an oven giving rise to the clinker that is subsequently cooled and then transferred to a second cement grinding facility.
La figura 1 representa una tipica instalación de cemento donde l as materias primas, ~omo es usual , sol o serán extraidas de la cantera y trituradas en una triFigure 1 represents a typical cement installation where the raw materials, as usual, are sol or will be extracted from the quarry and crushed in a tri
turadora principal (1) duran te los turnos de dia. Como la instalacióD de molienda (3) para el procesamien~o de los materiales I normalmente opera 20 -22 horas diarias, es necesario construir un almacén intermedio (4), main turadora (1) last day shifts. Since the milling facility (3) for the processing of materials I normally operates 20-22 hours a day, it is necessary to build an intermediate warehouse (4),
5 al objeto de asegurar una alimentación continuada de materias primas . 5 in order to ensure a continuous feeding of raw materials.
El al macén intermedio (4) acumula mat erial que normalmente es apilado y recogido automát icamente. La 10 capacidad de almacenaje oscila entre 2 y 6 días de consumo. Desde las pilas se extraen las materias primas y se "transportan a las tolvas de alimentación (2) desde donde, en dosificación controlada, son l l evadas a la inst alación de mol ienda (3) . Desde ésta, las materias The intermediate warehouse (4) accumulates material that is normally stacked and collected automatically. The 10 storage capacity ranges from 2 to 6 days of consumption. The raw materials are extracted from the batteries and "transported to the feed hoppers (2) from where, in controlled dosing, they are transferred to the milling facility (3). From this, the materials
15 primas molidas , ahora bajo la denominación de harina cruda o crudo, es llevada a un si lo de mezc l a (4), ya cont inuación es conducida al horno (5) para ser cocida, convirtiéndose en clinker, que , t ras ser enfriado, se transp·orta al silo de almacena j e (6) . 15 ground cousins, now under the name of raw or raw flour, are brought to a mix if the (4), and then is taken to the oven (5) to be cooked, becoming a clinker, which, t he be cooled, it is transported to the storage silo (6).
20 Posteriormente, el clinker es ex t raído del silo y alimentado a otro juego de tol vas de alimentación (8) que también reciben añadidos (11) para el cemento desde 20 Subsequently, the clinker is removed from the silo and fed to another set of feed hoppers (8) that also receive additives (11) for cement from
el al macén int ermedio (4). Desde las tolvas de alimenhe to the intimate warehouse (4). From the food hoppers
25 tación (2), Y en dosificación controlada, el clinker y los añadidos son l levados a una seg~nda instal ación de molienda (9), obteniéndose finalmente el cemento que se almacena en los silos correspondient es (10). At a controlled dosage, the clinker and the additives are brought to a second milling installation (9), finally obtaining the cement that is stored in the corresponding silos (10).
30 Estos procesos y las instulaciones pur~ llevarlos a cabo, son bien conocido.s en la industria de fabricación de cemento, y de hecho, este proceso es el utili30 These processes and the purifications carried out are well known in the cement manufacturing industry, and in fact, this process is the use of
zado en la mayor parte de las instalaciones de cemento dE?l mundo. zado in most of the cement installations of the world.
La demanda de producción y e l tamaño de las plantas de cemento han ido creciendo a lo largo de los años I por l o que la maquinaria y los procesos han ido mejorando de forma constante. A pesar de e llo, no ha variado el concepto de que cada tipo de maquinaria realiza una función determinada dentro del proceso. The demand for production and the size of the cement plants have been growing over the years, so that machinery and processes have been constantly improving. Despite this, the concept that each type of machinery performs a certain function within the process has not changed.
Se ha detectado en este sector industrial¡ la necesidad de proporcionar nuevos diseños de plantas de The need to provide new plant designs has been detected in this industrial sector.
- producción production
- de cemento, de capacidad reducida, y más from cement, from capacity reduced, Y plus
- sencillas, simple,
- con los que se obt enga un mantenimiento de with the that be get enga a maintenance from
- l os the
- costes de la inversión específica por tonelada de costs from the investment specific by ton from
cemento. cement.
La presente invención soluciona satisfactoriamente la necesidad anteriorment e comentada, ya que consigue simplificar la instalaci ón y el proceso de fabricación de forma significativa . The present invention satisfactorily solves the need mentioned above, since it manages to simplify the installation and manufacturing process significantly.
De manera más concreta, en l a presente invención se ha encontrado que utilizando un equipo de molienda cuyos parámetros de funcionamiento puedan ser rápidamente configurables o ajustables~ es posi ble moler de forma alterna las materias primas y el clinker en un úni co .equipo de molienda, a diferenci·a de un proceso tradicional , que necesita dos instalaciones More specifically, in the present invention it has been found that using a grinding equipment whose operating parameters can be quickly configurable or adjustable ~ it is possible to grind raw materials and the clinker alternately in a single grinding equipment. , unlike a traditional process, which needs two facilities
di ferentes de molienda, una para mater ias primas y otra para el clinker. I gave different grinding, one for raw materials and one for the clinker.
Por lo "tanto, la principal ventaja de la i nvenci ón Therefore, the main advantage of the invention
5 estriba en una drástica reducción de la maquinaria empl eada, lo que trae corno consecuencia una reducción no menOs drást ica de la inversión específica por tonelada de cemento, a igualdad de prestaciones (coste de explotación, calidad del cement o e implicaciones 5 is based on a drastic reduction of the machinery used, which results in a non-drastic reduction in the specific investment per ton of cement, equal benefits (operating cost, quality of cement or implications).
10 ambientales). 10 environmental).
Cuando se instal a solamente un disposit ivo de mol ienda para materias primas y c l inker en una instalación de cemento, la inversión de la misma se When only one grinding device for raw materials and inker is installed in a cement installation, its investment will be
15 reduce de forma significati va. 15 significantly reduces.
El equipo de molienda puede ser de cual quier tipo : prensa de rodi l l os , molino de bolas de anillos o un equipo similar, siempre que éste sea re-configurable, The grinding equipment can be of any type: roller press, ring ball mill or similar equipment, provided that it is re-configurable,
20 es decir que se pueda modificar sUs parámetros de func i onamiento, y que sea capaz . de mol er , por separado y de forma alterna, las materias primas y el clinker para obtener la calidad requeri da . 20 that is to say that its operating parameters can be modified, and that it is capable. By milling, separately and alternately, the raw materials and the clinker to obtain the required quality.
25 Preferentemente, se emplea un sistema de molienda con un mol ino vertical de rodil los dado que ofrece varias ventaj as frente a otros tipos de instalación de molienda: 25 Preferably, a grinding system with a vertical rod is used, since it offers several advantages over other types of grinding installation:
30 Eficiencia energética, comparado, por ejempl o, con un molino de bolas. 30 Energy efficiency, compared, for example, with a ball mill.
Flexibilidad alta, para moler una gran gama de maHigh flexibility, to grind a large range of ma
ter iales de diferentes caracter isticas. terials of different isthic characteristics.
Rápida modificación de parámetros de molienda Quick modification of grinding parameters
(p. e j . la vel ocidad de la mesa y del rotor del turbosepar ado r y la presión de moli enda o el número de rodillos operat ivos) que son importantes para l a cal idad del mater ial molido, y sean f áciles de modificar. Rapidez de vaciado del mater ial del sistema (de gran importancia ya que los materiales a moler a menudo se alternarían entre las materi as primas y el clinker o viceversa) . (eg the speed of the table and the rotor of the turbosepar ado r and the grinding pressure or the number of operating rollers) that are important for the quality of the ground material, and are easy to modify. Quick emptying of the system material (of great importance since the materials to be ground would often alternate between the raw materials and the clinker or vice versa).
Es aconsejable que el sistema de mol ienda sea capaz de cambiar entre la molienda de las mat erias pr imas y el clinker en menos de una hora y, aún mejor, en pocos mi nutos. El cambio entre mater iales puede tener lugar varias veces al día . It is advisable that the grinding system be able to change between the grinding of the first materials and the clinker in less than an hour and, even better, in a few minutes. The change between materials can take place several times a day.
Además , se ha previsto que l a i nstal ación de IIDlienda no se pare durante el cambio, de manera que el sistema se vacia por si solo de las materias primas cuando se para la alimentaci ón de l as mi smas, y después queda preparado para la alimentación del clinker o viceversa. In addition, it is envisaged that the establishment of the IIDlienda will not stop during the change, so that the system empties itself of the raw materials when it stops feeding them, and then is prepared for clinker feed or vice versa.
Con un s i stema ·de moli enda por molino de r odill os vertical, los parámetros tales como, por ejemplo, la presión sobre los .r odillos, la velocidad de la mesa y del rotor y el fluj o de aire a tr avés del molino o el número de rodillos operativos, pueden ser ajustados durante el cambio de material . Esto podría resultar neceWith a standard of vertical milling by vertical mill, parameters such as, for example, the pressure on the rings, the speed of the table and the rotor and the air flow through the Mill or the number of operating rollers, can be adjusted during material change. This could prove necessary.
sar"io a. fin de obtener la calidad requerida tanto del crud? corno del cemento obt enido, debido a,que las materias primas y .el clinker poseen caracteristicas de material diferent es y, en consecuencia, requieren un prosar "io a. in order to obtain the required quality of both the crude cement obtained, because the raw materials and the clinker possess different material characteristics and, consequently, require a pro
5 cesado diferenciado. 5 ceased differentiated.
La invención también se refiere a un método para l a f abricación de cemento, que comprende moler materias primas para la fabricación del cemento para producir 10 una hari na cruda, cocer di cha harina cruda para producir clinker, mezclar dicho clinker con unos añadidos, y finalmente moler la mezcla de clinker y añadidos. El método se caracteriza porque comprende moler al ternativament e en un mismo equipo de mol i enda The invention also relates to a method for the cementing of cement, which comprises grinding raw materials for the manufacture of cement to produce a raw flour, cooking said raw flour to produce clinker, mixing said clinker with additives, and finally grind the clinker mixture and additives. The method is characterized in that it includes grinding the ternativament e in the same milling equipment
15 dicha harina cruda y dicha mezcla de clinker y añadidos. 15 said raw flour and said mixture of clinker and additives.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
20 Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejo:r comprensión de las características de la invenciónr se acompaña a la prese nte memoria de scriptiva, como parte 20 To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, the present descriptive memory is attached as part
25 i ntegrante de la misma , de un juego de planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente: 25 Intagrant of it, of a set of planes, in which the following has been represented by way of illustration and not limitation:
La figura 1. -muestra un diagrama esquemático de 30 una instalaci6n o planta tradici onal para la f abricación de cemento. Figure 1. - shows a schematic diagram of a traditional installation or plant for cement manufacturing.
La figura 2: -muestra un diagrama esquemático de la instalación obj eto de .esta invención para la fabricación de cemento . Figure 2: - shows a schematic diagram of the object installation of this invention for the manufacture of cement.
5 La fi gura "3. -muestra esquemáticamente el equi po de molienda, las tolvas y los medios de suministro de material entre las tolvas y el equipo de molienda asociados según la invención. 5 Figure "3. - schematically shows the milling equipment, hoppers and material supply means between the associated hoppers and grinding equipment according to the invention.
La figura 2 muestra una realización preferente de l a instalación para la f abricación de cemento objet o de 15 la invención, donde se aprecia que l as materias primas tras ser extraídas de la cantera, se transportan a una tritur adora principal (1) donde se realiza una trituración en bruto. Desde esta trituradora (1) las materias primas trituradas son conducidas a unas t olvas de aliFigure 2 shows a preferred embodiment of the installation for the cementing of object cement of the invention, where it is appreciated that the raw materials after being extracted from the quarry are transported to a main crusher (1) where performs a raw shredding. From this crusher (1) the crushed raw materials are taken to some ali
20 mentación (2) desde donde se suministra y regula el flujo de material al equipo de molienda (3) I donde son molidas al tamaño apropiado para l a posterior pr oducción del clinker (12) en e l horno (5) 20 mentoring (2) from where the material flow to the milling equipment (3) I is supplied and regulated, where they are milled to the appropriate size for the subsequent production of the clinker (12) in the oven (5)
25 Desde la instal ación de molienda (3) las materias primas molida s I ahora denomi nadas harina cruda , son alimentadas a un silo de mezcla (4) , desde donde la harina cruda es transportada a un horno (5) para s e r cocida, y obtener el cl inker (12) de cemento, que ES 25 From the milling installation (3), the raw materials ground now called raw flour, are fed to a mixing silo (4), from which the raw flour is transported to an oven (5) to be cooked, and get the cl inker (12) of cement, which IS
30 enfriado antes de ser llevado a S lJ. tolva (2) o a un silo d~ almacenaje (6) . 30 cooled before being taken to S lJ. hopper (2) or a storage silo (6).
Las tel vas de al imentación (2) reciben los añadídos (11 ) al cement9, que pueden proceder de la tritura-, dora principal (1) . Estos añadidos al cemento, convenciona l mente pueden consistir en : escorias de alto· horno, humo de sílice, puzolanas natur ales , cenizas volantes, y caliza. The telveras of the imentation (2) receive the additives (11) to the cement9, which can come from the crushing, main dora (1). These additives to cement, conventionally, may consist of: blast furnace slags, silica fume, natural pozzolans, fly ash, and limestone.
Se puede apreciar en la figura 2 que l a instalaci ón se caracteriza porque el equipo de mol i enda (3), además está dispuesto en l a instalación par a recibir y moler el cl inker (12) y los añadidos (11) que son llevados al mismo equipo de molienda (3) , donde se muelen en una fase operativa dist i nta a la molienda de la materia prima, convirti éndolos en cement.o y almacenándolo en l os correspondientes silos (7) . It can be seen in figure 2 that the installation is characterized in that the grinding equipment (3), is also arranged in the installation to receive and grind the inker (12) and the additives (11) that are carried to the same milling equipment (3), where they are milled in an operational phase other than the milling of the raw material, converting them into cement, and storing them in the corresponding silos (7).
Se puede apreci ar en la figura 2, que las tolvas It can be seen in Figure 2, that the hoppers
(2) destinadas a almacenar las materias primas, el clinker (12) Y los añadidos (11) están agrupadas , ya que ahora t odas estas tolvas est án destinadas a alimentar a un único equipo de moli enda (3) . Esta agrupación de las tolvas, simplifica aún más la instalación y por lo t a nto reduce los cost es de la planta. (2) destined to store the raw materials, the clinker (12) and the additives (11) are grouped, since now all these hoppers are intended to feed a single milling equipment (3). This grouping of the hoppers simplifies the installation even more and therefore reduces the costs of the plant.
La figura 3 muestra con más detalle el equipo de molienda (3) y e l conjunto de las t olvas de almacenaje Figure 3 shows in more detail the grinding equipment (3) and the set of the storage shells
(2), y l os medios de suministro (13) que se encargan de dosificar y transportar el material de cada tolva al equipo de molienda (3) . (2), and the means of supply (13) that are responsible for dosing and transporting the material of each hopper to the grinding equipment (3).
Preferentement e, los medios de suministro (13) incluyen una báscula (14") en la boca de sal ida de cada Preferably, the delivery means (13) include a scale (14 ") in the outgoing mouth of each
tolva, de manera que la dosificación se realiza mediante dicnas básculas (14) las cuales tienen C<¡:l.pacidad para regular la cantidad de producto suministrada y los tiempos de suministro. ·Dicho medios de suministro (13) también se componen de una cinta transportadora (15) a l a que vierten todas las basculas (14) I Y de forma que esta cinta (15) a su vez vierte en l a entrada de alimentación (16) del equipo de molienda (3). hopper, so that the dosage is carried out by means of these scales (14) which have C <¡: l. capacity to regulate the quantity of product supplied and the delivery times. Said means of supply (13) are also composed of a conveyor belt (15) wing that pour all the scales (14) IY so that this belt (15) in turn pours into the feeding inlet (16) of the equipment grinding (3).
Además, los medios de sumini stro ID) están controlados por una unidad de control (17) I que gobierna la operación de todas las básculas (14) I de mane ra que suministra las materias primas y el clinker al equipo de molienda (3) de forma pre-elegida, y ajusta los parámetros de funcionamiento del equipo de molienda (3) en función del material que se le sumini stre en cada momento. In addition, the means of supply ID) are controlled by a control unit (17) I which governs the operation of all scales (14) I in a manner that supplies the raw materials and the clinker to the grinding equipment (3) in a pre-chosen way, and adjusts the operating parameters of the grinding equipment (3) according to the material supplied to it at any time.
Cada báscula (14) dispone de un dispositivo de medi da de peso (18) y una cinta transportadora (19) , mediante las cuales la unidad de cont rol adquiere datos sobre la cantidad de producto .exi stente sobre la cinta Each scale (14) has a weight measuring device (18) and a conveyor belt (19), by means of which the control unit acquires data on the quantity of product present on the belt
(19) y gobierna el funcionamiento de la misma. El funcionamiento de este tipo de medi os de suministro es conocido para el experto en la mate~ia, por lo que no se considera necesari o profundizar más en Su descripción. (19) and governs its operation. The operation of this type of supply means is known to the expert in the field, so it is not considered necessary or to deepen further in His description.
Preferentemente , la unidad de control (17) Se implementa mediante unos medios electrónicos programables .adecuados para est.a funcionalidad, como por ej emplo un microcontrolador o un PLC, los cuales están configuraPreferably, the control unit (17) is implemented by programmable electronic means suitable for this functionality, such as a microcontroller or a PLC, which are configured
dos, es decir, pr ogramados para actuar sobre las básculas (14). de forma que e l suminis,t ro de los dos tipos de material es controlado para que s olo un t ipo de material sea alimentado al equipo de molienda (3) en cada momento. El sumini stro del otro material no se pr oduce hasta que el cambio sea requerido . two, that is, programmed to act on the scales (14). so that the supply of both types of material is controlled so that only one type of material is fed to the grinding equipment (3) at any time. The supply of the other material is not produced until the change is required.
Pref erentemente el equipo de molienda t.i ene una capacidad de molienda combinada de harina cruda y cllnker de al menos 2 veces la capacidad de producción de clinker del horno. El factor crudo-clinker del equIpo de mol ienda es de al menos 1,55. Preferably, the grinding equipment t.i has a combined grinding capacity of raw flour and cllnker of at least 2 times the kiln clinker production capacity. The raw-clinker factor of the mill equipment is at least 1.55.
La potencia instalada para motor del equipo de mol ienda es de al menos de 20 Kwh por tonel ada de capacIdad de producción de cement o . The installed engine power of the grinding equipment is at least 20 Kwh per ton of ada cement production capacity.
Diversas r ealizaciones prácticas de la invención, se describen en las adjuntas reivindicaciones dependient es . Various practical embodiments of the invention are described in the attached dependent claims.
Descrita suficient emente la naturaleza de la presente invención, así como la manera de ponerla en práct ica , no se considera necesario hacer más ext ensa su explicación para que cualquier expert o en l a materia comprenda su a l cance y las ventajas que de el l a se derivan, haciendo constar que, dentro de su esenci alidad, podrá ser l l evada a l a práctica en otras formas de realización que difieran en deta lle de la indicada a titul o de ejempl o, y a las cual es alcanzará igualmente l a protección que se recaba siempre que no se altere, camb i e o modifique su p~incipio fundament al. Sufficiently described the nature of the present invention, as well as the way of putting it into practice, it is not considered necessary to make further its explanation so that any expert or subject in the field understands its nature and the advantages of it. they derive, stating that, within its essence, it may be evaded to the practice in other embodiments that differ in detail from that indicated by title or example, and to which it is also achieved the protection that is always sought that is not altered, change or modify its fundamental basis.
Claims (9)
- sumini stro supply
- (13) están configurados para suministrar al (13) is it so configured for supply to the
- equipo team
- de mol ienda el clinker junto con dichos from ground he clinker together with sayings
- material es materials
- añadidos. added.
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