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Aria compressa nell'industria del cemento

L'industria edile cresce ogni anno e con essa l'uso di cemento, gesso e calcestruzzo. Questi materiali indispensabili sono principalmente estratti da risorse naturali, come il calcare. Vengono trasportati in pezzi grossolani verso la successiva lavorazione. Attraverso processi come la frantumazione, la macinazione e la combustione vengono ridotti in polvere. Durante la combustione, la polvere macinata viene riscaldata a tal punto da fondere e formare piccoli granuli, il clinker. Il clinker è altamente igroscopico e diventa cemento fine solo dopo un ulteriore processo di macinazione in un enorme mulino a sfere.

Spesso vengono aggiunte altre sostanze per ottenere determinate proprietà e quindi poter soddisfare le varie aree di applicazione nell'industria delle costruzioni. La polvere fine viene poi imballata e spedita oppure messa in silos per essere caricata direttamente su autobetoniere.

Una sfida speciale: l’umidità

In tutti questi processi, le macchine ad azionamento pneumatico, le soffianti o i trasportatori sono spesso avviati tramite aria compressa in un ambiente polveroso. L'umidità dell'aria ambiente oppure i vapori d'acqua e d'olio che si formano nel processo produttivo rappresentano una sfida particolare. Essi causano infatti l'indurimento e la formazione di grumi nella polvere di cemento o nel clinker, che possono intasare i tubi e rendere il cemento stesso inutilizzabile. Per questi motivi, è necessario prevedere requisiti speciali per la qualità dell'aria ambiente e dell'aria compressa utilizzata sia per i macchinari di processo che per lo stoccaggio o il trasporto.

Requisiti di qualità dell'aria compressa

Gli azionamenti pneumatici e l'aria di trasporto o di processo devono essere particolarmente secchi e privi di vapori d'olio durante la produzione, il carico o il trasferimento. Altrimenti si formeranno depositi sulle macchine e nelle linee di produzione. Valvole, cilindri, sistemi di monitoraggio ottico su forni e silos si intasano e possono rallentare la produzione, provocare usura, guasti e, nel peggiore dei casi, l’arresto dell'impianto.

A seconda del tipo di impianto di produzione, le varie postazioni tra il mulino a sfere e il silo vengono pulite con aria compressa o spruzzate con sostanze chimiche appropriate che impediscono l'agglomerazione e l'indurimento.

Nelle sue schede standard, il VDMA fornisce importanti informazioni sulla qualità dell'aria compressa nei diversi settori. Per l'industria del cemento, raccomanda la classe di qualità 4-7 per contenuto di particelle, la classe 4 per contenuto di umidità (vapore) ad una temperatura superiore a 10°C e la classe 2-3 sotto i 10°C, la classe 4 per contenuto totale di olio, secondo la norma ISO 8573-1. Queste classi si applicano sia all'aria di controllo (ad esempio per gli azionamenti pneumatici) che all'aria di trasporto (ad esempio per lo spostamento, il raffreddamento o lo stoccaggio).

*Fonte VDMA foglio standard 15390-1

Applicazioni

Trasporto

A seconda delle dimensioni delle materie prime, per il loro trasporto vengono utilizzate linee azionate con aria compressa. Più secco e polveroso è il materiale, più secca deve essere l'aria compressa impiegata, per evitare che la polvere (che assorbe l'umidità) aderisca alle pareti delle tubazioni, alle connessioni o alle valvole, causandone l’ostruzione o il blocco. Soprattutto nel caso di linee esterne, è necessario controllare e compensare le variazioni di temperatura e il conseguente sviluppo di condensa, in modo che la produzione possa avvenire senza interruzioni.

Stoccaggio

La polvere finita, altamente igroscopica, viene immagazzinata in stanze raffreddate da ventilatori. In questo caso, è assolutamente necessario che i vapori d'olio e l'umidità vengano rimossi dall'aria ambiente aspirata dal compressore e che venga immessa solo aria compressa secca e priva di condensa. In tal modo, la polvere rimane omogenea, non si ammassa né indurisce. Se la polvere viene trasferita in altri silos, ad esempio prima di essere ulteriormente trasformata in cemento, deve essere pompata, tramite sistemi autonomi azionati con aria compressa secca, in una cisterna e da qui in un silo. L'aria esterna umida non deve raggiungere il cemento durante il processo.

Pulizia

La polvere igroscopica viene trasportata attraverso varie stazioni durante la sua lavorazione. In questo processo possono formarsi dei depositi, soprattutto nei punti in cui il prodotto viene collocato in grandi quantità per un certo periodo di tempo, che devono essere rimosse regolarmente. Ciò avviene tramite soffi d'aria compressa in modo automatico dopo un certo tempo o un certo processo, al fine di evitare l'incollaggio e la perdita di materiale. È indispensabile che l'aria sia priva di umidità e olio e quindi molto secca per non lasciare residui. Tutte le stazioni di lavorazione successive al forno rotante devono necessariamente utilizzare aria molto secca e senza olio.

Riferimenti

Casi-studio

Trattamento dell’aria compressa nella produzione del cemento

Il cemento e l'acqua sono un'associazione esplosiva simile a quella del petrolio e del fuoco, almeno quando si collegano entrambi i componenti in modo incontrollato. Prevenire questo è una sfida enorme, specialmente nella produzione di cemento.

Aria compressa nella preparazione del gesso

L'umidità è il peggior nemico dei 432 tubi filtranti in tessuto nel forno a letto fluido 7 di Remondis Production GmbH nello stabilimento di Lippewerk nella città vestfaliana di Lünen. Serve a calcinare il gesso che, per natura, è un materiale estremamente idrofilo.

Trasporto a pressione nella produzione della calce

Nell'impianto di calcare di H. Oetelshofen GmbH & Co. KG, la polvere di calce viene trasportata dai siti di produzione ai silos di stoccaggio usando il principio del trasporto a pressione. Il mezzo di trasporto usato è l'aria compressa, che deve essere soprattutto assolutamente asciutta.

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