Diseño y Modelación de Equipos Térmicos

Universidad Nacional Autónoma de México[pic 1][pic 2]

Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán

Ingeniería Mecánica Eléctrica[pic 3]

Título del trabajo:

Cementera

Materia:

Diseño y Modelación de Equipos Térmicos

Nombre del Profesor:

Bernardo Gabriel Muñoz Martínez

Nombres de los alumnos:

Carrera González Juan Jesús 415031268

Rojas Campos Sara Carolina 415031691

Fecha de entrega:

30 de septiembre del 2018

Contenido

Introducción        3

Industria cementera en México y el mundo        4

Componentes del cemento        7

Conglomerantes        7

Yeso        8

Cal        9

Cemento        10

Componentes del cemento portland        11

Componentes principales        11

Componentes minoritarios adicionales        19

Proceso de fabricación        20

Materias primas, extracción, secado, trituración y molienda        21

Alimentación del horno        25

Horno        27

Cocción del Clinker        28

Tipos de hornos        30

Refractarios        34

Combustibles        36

Enfriadores de Clinker        37

Enfriador rotatorio        37

Enfriador de parilla        38

Introducción

En el siguiente trabajo se expondrá acerca del funcionamiento y trabajo de una planta cementera, así como los componentes que se utilizaran, las maquinas, técnicas y herramientas con las que deberemos contar para poder realizar esta planta de la manera más eficiente posible.

Así como también se le dará un enfoque en el que sea económicamente viable, puesto a que se hará un pequeño de estudio dentro del mercado en el que vamos a posicionar nuestra planta, así como el costo de producción, ubicación, y también, así como la posible fuente de nuestra materia prima para proceder con la fabricación de cemento.

Se expondrá también el como la industria cementera está localizada de manera global, así como el impacto que tiene en el país, y su posible desarrollo en el área local donde colocaremos nuestra planta.

También expondremos aquí mismo que las necesidades de nuestra planta cementera, puesto a que también debe adherirse a ciertos lineamentos que debemos cumplir con diligencia.

Industria cementera en México y el mundo

Según la Cámara Nacional del Cemento las ventas anuales nacional se acercan a 5000 millones de dólares y las previsiones para la inversión extranjera se encuentra en los 450 millones de dólares, esperando un crecimiento aproximado de entre el 4% y el 5% en la producción.

El sector de la construcción está ampliamente relacionado a la industria cementera y este crece en un 5% anual, siendo el 49% del gasto en construcción de vivienda y en desarrollo urbano.

Este panorama de crecimiento nos impulsa a nosotros como organización en realizar la inversión necesaria para poder colocarnos en el mercado nacional, sin embargo, también debemos tener presente como se encuentran las otras empresas cementeras en el país.

En México se encuentran principalmente estas empresas:

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Figura 1.- Ubicación de las plantas cementeras más importantes en México

En cuanto a datos de mercado, CEMEX, es líder, puesto a que el mercado absorbe el 50%, siguiéndole, se encuentra Holcim Apasco contando con un 20%, Cruz Azul adquiere el 15% y el 15% restante se lo reparten Cementos de Chihuahua, Cementos Moctezuma y Lafarge.

Sin embargo, dentro del panorama global nos encontramos de cierta manera distantes ante la producción de otros países, y esto se ve en la siguiente figura:

[pic 5]

Figura 2.- Producción mundial de cemento en millones de toneladas

A pesar de que México no se encuentra en una posición favorable dentro del mercado global, tiene la ventaja de insumos más baratos para su producción, y el socio comercial más cercano este siendo EE. UU también necesita parte de la producción realizada en México, existen dos empresas principales en el país que abastecen de manera constante a EE. UU, estos siendo CEMEX y Cementos de Chihuahua.

Desde el 2006 se firmó un acuerdo en donde los aranceles serian bajados de manera considerable para facilitar la exportación de cemento en EE. UU, donde la cuota a pagar por cada tonelada de cemento cambio de 3$ dólares en lugar de los 26$ dólares marcados antes del tratado, se permite la libre entrada de cemento al país fronterizo, sin ninguna clase de medidas preventivas ni freno de suministros.

Al realizar este acuerdo se duplicaron las ventas que se tenían en la frontera, lo que ha generado una buena inversión en la zona, ya que el mercado estadounidense es un mercado que está en constante crecimiento, ya que mantiene una posición privilegiada, ya que absorbe dos terceras partes del volumen de las importaciones.

Componentes del cemento

La fabricación del cemento es un método bastante complejo, las fábricas de cemento, así como otras plantas donde se procesan minerales, deben afrontar diversas condiciones provocadas por el triturado, transporte, vibración y rectificado.

Las plantas también deben de soportar el calor extremo de los hornos, así como de los refrigeradores.

El mantenimiento de una serie de ventiladores, compresores y bombas auxiliares también resultan temas de interés, así como el alto coste energético y las cada vez más numerosas normativas medio ambientales que pueden llegar a alterar la productividad de mayor manera.

En nuestro caso nos enfocaremos específicamente en la fabricación del cemento tipo portland, comenzando primero por sus componentes.

Conglomerantes

En la construcción se utiliza mucho el termino conglomerante para definir materiales que se adhieren a otros y dan una cohesión al conjunto, generalmente estos se producen en masa para producir un nuevo conjunto, dentro de esto encontramos el cemento portland.

Este cemento entra en la categoría de conglomerantes hidráulicos, que son amasados con agua y endurecen tanto como en el aire y el agua.

La fabricación de los conglomerantes consta, en síntesis, de un proceso térmico de las mezclas de materias primas y una molienda fina de los materiales resultantes de la cocción.

Estos conglomerantes se clasifican en dos

Conglomerantes aéreos

Son los que mezclados con agua se fraguan y endurecen en el aire, no siendo resistente al agua, estos conglomerantes no hidráulicos necesitan agentes externos para endurecer, como la cal, que requiere la presencia del anhídrido carbónico para formar carbonato cálcico.

Conglomerantes hidráulicos

Estos, después de ser amasados con agua, fraguan y endurecen tanto como en el aire y el agua, siendo productos resultantes estables en ambos medios. Una vez fraguado este puede seguir endureciéndose

Mencionaremos los siguientes conglomerantes.

Yeso

Este conglomerante de obtiene de la piedra natural del yeso, construida por sulfato cálcico dihidratado. Arrancado de las canteras, se tritura y se somete a cocción para extraer el agua de cristalización que contiene en estado natural, convirtiéndolo en sulfato cálcico hemihidratado.

Finalmente se muele el producto resultante, generalmente tiene un material de color blanco, compacto, tenaz y tan blando que puede rayarse con una uña.

El yeso es un material que resiste mal a la acción atmosférica, por lo que se usa preferentemente en obras interiores, se adhiere pobremente a las piedras y madera, también este oxida al hierro. Constituye un buen aislante del sonido y protege a la madera y el hierro contra el fuego.

Los yesos se clasifican en hemihidratados y anhidros, siendo los primeros los más empleados en la construcción: los yesos negros y blancos pertenecen a este grupo, mientras que los anhidros son los yesos hidráulicos y alumbricos, mencionaremos un par de tipos de yeso:

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