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TEMA 7 .- CALES.
7.1.- Introducción.
Las cales grasas fueron, junto con el yeso, el primer aglomerante utilizado por el hombre en sus construcciones en forma de argamasa mezclada con arena. Esta argamasa ha sido el mortero utilizado en todas las construcciones, tanto para la unión de pétreos como en revestimientos, hasta finales del siglo XIX.
Si bien en la actualidad han sido sustituidas por los cementos en sus aplicaciones constructivas, sus buenas propiedades en cuanto a plasticidad e impermeabilidad, así como su mayor compatibilidad química con los pétreos calizos, hacen que se vuelva a emplear en aquellas aplicaciones que no requieran altas resistencias mecánicas y en restauraciones.
Cal: Término genérico que designa todas las formas físicas en las que pueden aparecer el óxido de calcio y el de magnesio, (CaO y MgO) y/o el hidróxido de calcio y/o el de magnesio, [Ca (OH) 2 y Mg (OH) 2 ).
Cal de construcción: Cales utilizadas en la construcción de edificios y en ingeniería civil.
En España, prácticamente solo se fabrican cales aéreas.
La fabricación de las cales aéreas cálcicas de calidad exige la utilización como materia prima de caliza con riqueza en carbonato cálcico superior al 95% y un contenido de óxido de magnesio inferior al 5%.
Para la producción de cales dolomíticas de calidad se utilizan dolomías con riqueza en carbonatos cálcico y magnésico superior al 95% y cuyo contenido en óxido de magnesio sea superior al 5%.
Los datos oficiales proporcionados por la Estadística Minera (Tabla 7.1.1) relativos a los últimos años son los recogidos en el cuadro siguiente:
Tabla 7.1.1.- PRODUCCIÓN DE CALIZA Y DOLOMÍA PARA FABRICACIÓN DE CALES (t)
Provincia 1996 1997 1998 1999 2000
Caliza 2372347 1834931 1796860 1926538 4347544
Dolomía 57389 56350 42646 48631 16565
Tomando en consideración las cales aéreas como el producto fabricado industrialmente, hay que indicar que existen dos diferentes líneas de fabricación en España:
Una constituida por las industrias que fabrican principalmente cal cálcica para su autoconsumo sin venta o suministro a terceros, como son la industria azucarera, la química y, parcialmente, algunas papeleras. Esto supone una producción de unas 850000 t/año de óxido de cal (cal viva).
La otra línea está formada por los fabricantes de cal propiamente dichos, que la producen mayoritariamente para su venta y suministro a terceros y, en algunos casos, y minoritariamente, para autoconsumo. Este sector es el considerado en las estadísticas como el sector industrial fabricante de Cal y con respecto al año 2001, la producción de este sector fue de 1450000 t/año de óxido de cal equivalente, (suma de la cal viva suministrada en dicho estado más la cal viva equivalente suministrada como cal hidratada), y 225000 t de cal dolomítica (dolomía calcinada), es decir, un total de 1675000 t de cal con un valor alrededor de 100 millones de euros.
El sector de fabricación de cal engloba las empresas fabricantes de cal viva (óxido), cal apagada (hidróxido) y cal dolomítica (dolomía calcinada). La estructura fabril del sector, considerando solo las instalaciones que poseen hornos industriales, está formada por 28 fábricas, de las cuales cuatro no alcanzan las 4500 t/año. Se incluyen en la tabla 7.1.2 los datos proporcionados por ANCADE (Asociación Nacional de Fabricantes de Cales y Derivados de España) en relación a las ventas efectuadas en los años 1995, 1996 y 1997 para cada uno de los productos indicados.
Tabla 7.1.2.- Consumo de cales por tipos.
El comercio exterior sigue siendo poco relevante, no obstante se ha registrado una exportación de más de 38000 t frente a las 4700 t importadas. En la tabla 7.1.3 se incluyen los datos proporcionados por el Ministerio de Industria y Energía en relación con el comercio exterior:
Tabla 7.1.3.- Comercio exterior.
7.2.- Historia.
La cal es uno de los materiales de construcción más antiguos ya que la más remota utilización de la cal de que se tiene noticia cierta es de unos 4.000 años antes de Jesucristo en el revestimiento de las pirámides de Egipto.
Posteriormente se tienen noticias de su uso en el Palacio de Rusos en Creta, hacia el año 1.500 a.J. como enlucido de base para unas pinturas murales.
También se sabe que en la Muralla de la China se empleó ampliamente el mortero de cal.
Conoció el pueblo romano con más perfección el proceso de fabricación de la cal y seleccionaba las materias primas con gran cuidado. A Roma, llegaba caliza de Etruria para fabricar cal. También estudiaron, aunque rudimentariamente, las propiedades de la cal después de cocida.
Se forma así una cal hidráulica, denominación que proviene de fraguar en ambiente húmedo e, incluso, bajo el agua. Las propiedades hidráulicas del material obtenido son atribuidas a los silicatos, aluminatos y ferritos formados.
Como consecuencia de las variaciones de composición de la roca de partida pueden obtenerse una serie de cales, que varían desde las cales muy puras; altamente cálcicas, hasta las altamente hidráulicas, con contenidos de óxido de calcio de un 50% y aún menos.
La constitución de las cales hidráulicas, que son un intermedio entre las cales aéreas y los cementos, ha sido poco estudiada. Algunos autores consideran este tipo de cal como una mezcla de cal aérea y cemento; pero no es muy seguro que los compuestos presentes en la cal hidráulica sean los mismos que se encuentran en el cemento, ya que las cocciones de ambos materiales se hacen en condiciones diferentes, como por ejemplo menor temperatura.
En nuestro país, las cales hidráulicas se emplean poco. Tal vez sea debido a que las calidades de la cal hidráulica y del cemento no están en la misma proporción que sus precios.
Algunos autores norteamericanos asegurara que en aquel país, pueden obtenerse hormigones de la misma resistencia utilizando 150 kg/m^3 de cemento que empleado 100 kg de cemento y 50 kg de cal hidráulica por metro cúbico de hormigón.
Esto, a primera vista, parece irrealizable, puesto que las resistencias de la cal hidráulica son menores que las del cemento. Pero es que la resistencia de un hormigón no depende sólo de la resistencia del conglomerante, pues la compacidad juega también un papel importante, y al añadir cal hidráulica a un cemento el hormigón resultará más plástico y rellenará los huecos con más facilidad, con lo que resultará un hormigón muy compacto.
7.4.- Nomenclatura.
Existen dos tipos fundamentales de cales:
- la cal aérea ( < 5.3% en arcillas. Altamente cálcicas > 90% en cal )
- la cal hidráulica ( > 5,3 % en arcillas. Altamente hidráulicas < 50 % en cal )
La primera está producida a partir de calizas más o menos puras, de las que, mediante la operación de cocción, se obtiene la cal viva, la cual está compuesta, fundamentalmente, por óxido de calcio. Cuando se presenta en forma de terrones, como es lo frecuente, recibe el nombre de cal en terrones.
A añadir agua a la cal viva se obtiene la cal apagada, compuesta principalmente por hidróxido de calcio. Cuando el agua añadida ha sido la indispensable para formar el hidróxido se obtiene un producto pulverulento, el cual recibe el nombre de cal en polvo. Si después de formada la cal en polvo se ha seguido añadiendo agua, se obtiene la cal en pasta.
Cuando la cal aérea, tiene como máximo, un 5 % de óxido magnésico, se llama cal grasa (Es plástica). Si contienen más de un 5 % de óxido de magnesio, toma el nombre de cal dolomítica, cal gris, cal árida o cal magra ( Muy árida y no traban por lo que no se usa en construcción).
Puede definirse la cal hidráulica como el material pulverulento e hidratado obtenido al calcinar calizas que contienen sílice y alúmina, a temperatura casi de fusión , para que se forme el óxido de calcio libre necesario para permitir su hidratación y, al mismo tiempo, deje cierta cantidad de silicatos de calcio deshidratados que dan al material sus propiedades hidráulicas.
Estas cales se denominan de bajo contenido en magnesia o de alto contenido en magnesia, según que su contenido en este óxido sea menor o mayor del 5 por ciento.
7.5.- Fabricación de la cal.
El esquema general de fabricación de la cal se resume en el diagrama de proceso de la figura 7.5.1.
Materias primas.
La materia prima para la fabricación de la cal es la piedra caliza, la cual, cuando es pura, está constituida enteramente por carbonato cálcico. En este caso consta de 56 partes, en peso, de CaO y de 44 de CO 2. Así, pues, de la calcinación de esta roca pura se obtendrá un 56 % en peso de cal. Este tanto por ciento no suele alcanzarse, porque es raro encontrar calizas químicamente puras. En general contienen impurezas que, cuando son de tipo arcilloso, la hacen adecuada para la fabricación de cal hidráulica.
Si la arcilla está presente en menos de un 15%, la roca recibe el nombre de caliza margosa. Se llama marga cuando el contenido de arcilla es del 15% al 30% y marga arcillosa si sobrepasa esta proporción y hasta un 75 %. Es frecuente que parte de la cal contenida en una caliza esté sustituida por magnesia (MgO).
Desde el punto de vista de su formación, las calizas pueden tener un origen químico o mecánico. Las primeras se producen por evaporación del agua o por descomposición del bicarbonato cálcico. Las formadas por vía mecánica se producen por sedimentación del carbonato cálcico.
Figura 7.5.1.- Diagrama de proceso de fabricación de la cal.
Se pueden considerar, además, las calizas de origen orgánico, formadas por conchas de moluscos consolidadas por cemento de tipo calcáreo.
Figura 7.5.2.- Cantera de caliza.
Trituración previa.
En general, el material obtenido en cantera varía en tamaño desde granos de 1 mm, hasta fragmentos de 30 o 40 cm por lo que es necesario un machaqueo previo, el cual puede ser seguido, o no, de una molienda, según el tipo de horno de que se disponga. En el primer caso será necesario pasar el material por una machacadora, en el segundo, habrá, además, que utilizar un molino. Esta fase de preparación puede hacerse en cantera o en fábrica.
La obtención de unas u otras granulometrías está en función del tipo y diseño del horno empleado (verticales y horizontales o rotativos).
Calcinación. Hornos.
La cocción de la cal es un sencillo proceso químico:
CaCO 3 + heat →^ CaO + CO 2
El calor comunicado a la caliza para su transformación en cal es aprovechado para evaporar el agua de cantera, elevar la temperatura de la caliza hasta el punto crítico de descomposición del carbonato y en producir esta descomposición. En principio, parece que el calor empleado en evaporar el agua de cantera es calor perdido. Pero esto no es así, pues ya GAY LUSSAC señaló que la presencia del agua y del vapor por ella producido facilita el proceso de disociación.
La temperatura teórica de disociación de un carbonato cálcico puro, a presión atmosférica, es de 898 °C ( Figura 7.5.3). Depende de la presión parcial del CO 2 , así a la presión atmosférica y con una concentración de CO 2 del 25%, la disociación empieza a aprox. 810°C. Algunos componentes, como NaHCO 3 o KHCO 3 se disocian a bajas temperaturas (200÷300°C) ya en la zona de precalentamiento; otros, como NaCO 3 o K 2 CO 3 se disocian a 800÷900°C en la zona de cocción, formando Na 2 O y K 2 O que sublima en Na y K a aprox.1200°C.
La temperatura de disociación del carbonato magnésico no ha sido determinada con exactitud, pero parece ser que es del orden de los 750 °C.
Indudablemente puede producirse la cal a esta temperatura, aunque comercialmente no interesa hacerlo, puesto que el tiempo requerido para la operación seria demasiado largo. Puede verificarse la cocción a una temperatura alta durante un tiempo corto a una temperatura más baja, siempre superior a 898 °C, durante un tiempo más prolongado, pero, cuanto más próxima sea la temperatura a la mínima requerida, tanto mejor será la calidad de la cal.
Por otra parte interesa que el tiempo de calcinación sea corto, lo cual induce a elevar la temperatura. Esto tiene el inconveniente de que al ser mayor la temperatura, se produce un aumento de la reactividad de las impurezas lo que pude perjudicar la calidad del producto obtenido.
Además, la reacción química que se produce en un horno de cal es reversible; es decir, el óxido cálcico y el anhídrido carbónico producidos al descomponerse el carbonato pueden combinarse de nuevo y formar otra vez el carbonato. Esto ocurrirá si se deja que se acumule el gas, porque, entonces, su presión puede hacer que se invierta el sentido de la reacción. CO 3 Ca + calor = CO 2 (Se elimina) + CaO
La temperatura más corriente de cocción de la cal aérea es de 1050 a 1100 °C. La cal hidráulica requiere una temperatura mayor, del orden de 1200 °C, aunque naturalmente, variará con la composición del crudo.
La combustión se realizará con la cantidad precisa de aire, pues si la cantidad de aire suministrada es menor que la necesaria no se obtendrá el calor total que puede dar el combustible. Solamente una porción del calor potencial del combustible es utilizada. Si, por el contrario, se quema con un gran exceso de aire, parte del calor se desperdiciará calentando este aire y, además, la velocidad del aire en el horno aumentarán, y , si las demás condiciones no varían, el calor contenido en el humo que sale por la chimenea será mayor.
Figura 7.5.3.- Energía libre estándar de reacción en función de la temperatura. Las líneas a rayas representan la presión de gas de equilibrio encima del óxido y el carbonato (el hidróxido).
Figura 7.5.4.- Representación esquemática de la descomposición de una partícula esférica (por ejemplo. CaCO 3 ) que da lugar a un producto poroso (por ejemplo CaO) y un gas (por ejemplo CO 2 ). La reacción es endotérmica, requiriendo la transferencia de calor. Las fuerzas motrices para el calor y el transporte de masas para la descomposición en estado estacionario son expresadas
como temperaturas y presiones en el horno ( T Pf , f^ ), en la superficie de la partícula (T P s , s^ )y
en el intercara de reacción (^ Tr^ ,Pr).
Hornos.
En una primera clasificación se pueden dividir los hornos en intermitentes y continuos, para subdividirlos, después, como se indica:
En la actualidad el horno más empleado es el horno vertical de tipo continuo.
Hornos verticales.
En los hornos tradicionales aspirados, el aire de combustión es precalentado por la cal y el combustible es introducido en la parte baja de la zona de cocción. El aire de combustión con dicho proceso no puede alcanzar una temperatura elevada, ya que el contenido térmico de la cal es más bajo de lo necesario para precalentar el aire.
Por el contrario la cantidad de calor disponible en los humos de la zona de precalentamiento del horno es notablemente mayor de lo que puede ser absorbido por la caliza. De esta situación resulta que en los hornos tradicionales se gasta energía para precalentar el aire de combustión, mientras que los humos dejan el horno con un elevado contenido térmico disponible. Esta situación lleva a elevados consumos de calorías por unidades de producto.
La introducción del combustible en la parte baja de horno (zona final de cocción) lleva inevitablemente a recalentamientos con la consiguiente extracocción de la cal y prematuro desgaste de los refractarios del horno.
En los nuevos hornos regenerativos el cambio térmico entre los humos que salen del horno y el aire de combustión, se realiza empleando como acumulador de calor la caliza de la zona de precalentamiento del horno. En un primer tiempo la caliza absorbe el calor poseído por los humos y en un segundo tiempo lo cede al aire de combustión.
Este proceso se hace posible gracias a la cooperación de dos o más cubas acopladas entre sí, en las cuales se invierte periódicamente tanto la combustión como el sentido de recorrido de los gases.
El funcionamiento en equicorriente o flujo en paralelo de la cuba que está en combustión permite una cocción suave de la caliza sin peligros de extracocción de la cal. Esto es posible porque la combustión, y como consecuencia las más altas temperaturas, se realizan en una zona del horno en donde la masa en cocción es todavía caliza capaz de absorber rápidamente las calorías desarrolladas por la combustión.
Figura 7.5.4.- Horno CIM-REVERSY
Cuando empieza la combustión en la primera cuba (Figura 7.5.6) (que trabaja en equicorriente con el aire de combustión precalentado), la caliza bruta es calentada en contracorriente en la segunda cuba, el calor es recuperado por los gases exhaustos antes de ser evacuados por las chimeneas.
Figura 7.5.6.- Combustión en la cuba nº 1. A determinados intervalos (cuya duración depende de la potencialidad del horno y del peso de la carga de caliza) se efectúa la inversión, de manera que la cuba n° 2 reciba el combustible y los humos, mediante los canales de conjunción, recorran la cuba n° 1 en contracorriente (Figura 7.5.7).
Las dos cubas son cargadas alternativamente por cargas de peso predeterminadas a través de los dispositivos de carga y las válvulas.La carga de caliza se lleva a cabo durante los tiempos de inversión, mientras que el horno no consta de presión.
Recibe la carga de caliza la cuba que acaba de terminar su ciclo de combustión.
Figura 7.5.7.- Tiempo de inversión.
De las dos cubas, solo a una es llevado el combustible, mientras que la otra es calentada con los humos de la primera (Figura 7.5.8).
Si la cuba n° 1 está en combustión, el aire comburente es alimentado en la cabeza de la cuba mediante el conducto dejado abierto por una válvula que, al cerrar la chimenea de esta cuba, obliga al aire a descender hacia abajo. Éste absorbe el calor de la caliza calentada en precedencia por los humos y, cuando llega a la parte terminal de las lanzas, al encontrar el combustible participa en la combustión.
En el sucesivo periodo de combustión las posiciones de las válvulas están invertidas.
Figura 7.5.8.- Combustión en la cuba nº 2.
Sistema de alimentación de la piedra de cal
Una cinta transportadora de pesada transporta la piedra lavada o limpia a la tolva de cubo para elevarla a la parte superior del horno. Los tamaños útiles se obtienen después de un control selectivo final.
Horno
El TWIN-D® es un horno vertical de doble cuba, que utiliza el sistema de recuperación para calentar previamente el aire de combustión. La reacción de calcinación se realiza de forma alterna en uno de las dos cubas enlazadas.
Cuando se lleva a cabo la combustión en la primera cuba (que funciona en flujo paralelo con el aire de combustión precalentado) en la segunda la piedra de cal fresca es precalentada con flujo contracorriente, recuperando el calor de los gases de escape antes de que salgan del horno a través de la chimenea.
La parte superior de las dos cubas actúa como regenerador: durante la primera fase, el gas de escape calienta la piedra de cal, mientras que en la segunda, el aire de combustión introducido desde la parte superior de la cuba recupera el calor acumulado por la piedra de cal.
El proceso de calentamiento mediante recuperación garantiza un elevado rendimiento con bajos consumos específicos en el proceso de combustión.
El flujo de calcinación paralelo permite un empleo racional del calor ya que la piedra de cal que entra en contacto directo con la llama, consigue absorber todo el calor de reacción, sin riesgo de quemaduras. La última fase de combustión se lleva a cabo en contracorriente, cuando los gases han perdido la mayor parte de calor. La refrigeración de la cal se lleva a cabo eficazmente soplando aire en contracorriente contemporáneamente en la parte inferior de ambas cubas.
Sistema de combustión.
Se pueden prever como alternativa un sistema de combustión por aceite, uno por gas y uno por polvo de carbón. Cada uno proporciona la dosificación y la distribución del combustible alternativamente en las dos cubas del horno mediante las lanzas de combustión idóneamente colocadas en cada cuba.
Un quemador de inyección en el túnel de conexión proporciona el precalentamiento del horno durante la fase de puesta en marcha. Un grupo de sopladores rotatorios suministra aire comprimido al horno.
Sistema de filtración de los gases de escape.
El contenido residual de polvo después de la filtración es inferior a 20 (^3) mg Nm
. El sistema consiste en:
- Filtro en seco
- Chimenea de descarga de los gases, tuberías de conexión
- Instrumentos de control y equipo eléctrico
Las ventajas de un horno TWIN-D respecto a un tradicional horno en contracorriente son:
- Bajo consumo de calor,
- Elevada cantidad de cal, reducida cantidad no quemada y elevada reactividad,
- Reducidas emisiones de polvo desde la chimenea,
- Prolongada duración del revestimiento refractario del horno; en base a nuestra experiencia, la resistencia de un revestimiento refractario de un horno TWIN-D® es superior a 5 ÷ 6 años,
- Posibilidad de quemar piedra de cal de pequeño tamaño,
- El horno es controlado y vigilado completamente por un ordenador, es decir que un solo operador puede
- Controlar el horno y vigilar también una eventual instalación de hidratación.
Horno Twin-C (Figura 7.5.10).
El nuevo horno TWIN-C responde a la demandas cada vez más acuciantes de un horno moderno, en continuo y flexible, que pueda ser integrado fácilmente en sistemas complejos.
- Producción: 200 - 600 t dia
- Materia prima: Caliza con alto contenido de calcitas, caliza dolomitica.
- Combustible: Aceite, gas natural & gases pobres, polvo de carbón, polvo de lignito, polvo de petroleo, coke.
Una de las principales mejoras es la optimización del sistema de recirculación de los gases de combustión.
Los gases de combustión son aspirados en el cilindro más interior después de haber atravesado la zona de cocción en flujo paralelo o cocorriente. Luego los gases son extraidos encima de las cámaras de combustión superiores y reinyectados tangencialmente en las cámaras de combustión inferiores. Los circuitos de este tipo en este horno son 4, cada uno dotado de bomba estática, que consiste en un eyector de forma Venturi con una lanza central. El chorro primario puede ser tanto aire precalentado, o una mezcla muy caliente de gases de combustión y aire.
El Cliente ha impuesto esta segunda alternativa, evitando así tanto el recuperador (un cambiador de gases de combustión/aire calentado) sujeto a depósito de álcali, como el cilindro más interior superior para la aspiración de los gases de combustión calientes.
La unidad de inyección del chorro primario –denominada HPC – es una unidad compacta generadora de gas caliente, proyectada para alcanzar, con la boquilla acelerada, el momento necesario para obtener el flujo de gas de combustión recirculado previsto, utilizando el 50% menos del flujo del chorro primario. La unidad HPC está todavía en fase de ensayo.
En este horno, a petición del cliente, se instalará un tercer puente en cada una de las 4 tomas de aspiración para los gases de combustión en el cilindro más interior. El objetivo de estos puentes es proporcionar fácil acceso y visibilidad a estas aperturas, en caso de que fuese necesaria una limpieza de depósitos durante el funcionamiento.
Durante los trabajos de construcción, a causa del diámetro de la estructura externa – 5,7 m netos – la construcción de acero ha sido realizada in situ, en el terreno, en tres partes principales. Éstas han sido equipadas con las relativas estructuras de servicio y levantadas luego en posición. La parte central, con las plataformas grandes de la zona de combustión, pesaba 83 toneladas.
La elevación se ha llevado a cabo con una grúa móvil de 400 t.
La parte intermedia del horno es la zona de cocción y está proyectada para garantizar una calcinación uniforme del material. Un grupo de quemadores están instalados radialmente. En la parte inferior del horno se produce el enfriamiento de la cal.
Figura 7.5.11.- Horno SSK
La extracción de la cal se lleva a cabo por medio de cajones hidráulicos, de este modo el descenso uniforme del material queda asegurado en toda la sección del pozo. El revestimiento refractario garantiza una larga resistencia al desgaste, y también aislamiento y seguridad para limitar la dispersión de calor.
Ladrillos básicos se utilizan en la zona de combustión, mientras que ladrillos aluminosos y sílico-aluminosos están previstos en las zonas de precalentamiento y enfriamiento. Las dimensiones de los ladrillos son standard en su gran mayoría, mientras que se limitan al mínimo las piezas especiales.
La principal innovación, respecto al tradicional horno de cuba única con flujo en contracorriente, ha sido el nuevo diseño con parcial "tiro forzado", es decir que la parte inferior del horno estará en presión positiva (ventilador FD) y la parte superior estará en depresión gracias a un ID (ventilador de tiro inducido).
El efecto principal es la capacidad de aumentar "el flujo de gas de combustión" a través del horno, hasta una
capacidad específica comprendida entre 20-25 (^2) tpd m
para la misma área de sección transversal del horno.
La superior capacidad específica se obtiene aumentando la pérdida de carga en el horno de unos 60 mbar producidos por el ventilador ID (tiro inducido) en un clásico horno Pit, hasta unos 150 mbar en un horno CIM-SSK, producidos por el tiro del aire hacia la parte inferior del horno de un ventilador FD (tiro forzado), y aspirando el gas de combustión hacia la parte superior del horno por medio de un ventilador ID (tiro inducido).
En el horno de cuba única, el flujo del gas de combustión se efectúa en contracorriente respecto al movimiento de las materias primas. Para evitar peligrosos puntos calientes locales a la salida de las cámaras de precombustión del quemador lateral, hemos adoptado las siguientes medidas:
- Los quemadores son "fuel staging" según la tecnología más avanzada.
- El hecho de recurrir a la recirculación de gas de escape exterior a la planta de cocción permite evitar picos de temperatura en la zona que circunda al quemador y retrasar la ignición de la llama gracias a la baja concentración de O 2 alrededor del inyector de combustible.
En términos de calidad de la cal y de consumo de calor, las prestaciones del nuevo horno son mejores respecto al tradicional horno vertical de cuba única, ya que el calor está distribuido mucho mejor en la sección transversal del horno.
Estas prestaciones se pueden obtener con materias primas lavadas o limpias, con buena actitud a la cocción y una idónea composición química.
Hornos rotatorios.
Para grandes producciones se utilizan los hornos rotatorios. Son cilindros, de acero, apoyados en anillos, también de acero, que ruedan sobre rodillos del mismo material.
La velocidad de giro es lenta y su inclinación varía del 4 al 8 %.
Las longitudes de los hornos rotatorios oscilan entre 30 y 40 metros y sus diámetros están comprendidos entre 1,8 y 2,4 metros. Sin embargo, ahora se tiende a hornos de mayor longitud.
Todo el tubo está revestido de ladrillo refractario.
En este horno se carga la caliza triturada hasta tamaño de 12 a 25 milímetros.
Pueden funcionar estos hornos con carbón, aceite pesado y gas.
La cal descarga por el extremo inferior del horno a un enfriador que, generalmente, es un cilindro más corto que el horno y suele estar situado debajo de éste.
Con un horno de este tipo se puede obtener una gran producción y un material uniforme de gran calidad.
7.6.- Apagado de la cal.
7.6.1.- Introducción.
Hace sesenta años, la cal hidratada se producía llenando una gran fosa con cal viva y agua. Los tiempos nos imponen actualmente controles cada vez más rígidos sobre la finura y la superficie específica de la cal hidratada, y ésta es la finalidad para la que han sido proyectados nuestros sistemas de hidratación.
La cal hidratada es un mercado natural para los productores de cal viva. En efecto, la cal hidratada es mucho más fácil de explotar y, si se produce en plantas modernas, es químicamente más pura. La mayor parte de los empleos finales de cal viva requiere la mezcla con agua: éste es el motivo por el cual es importante ser capaz de realizarla en condiciones estrictamente controladas.
El óxido de calcio se combina con el agua dando lugar al hidróxido cálcico, desprendiendo calor y provocando un aumento de volumen. La reacción viene definida por la fórmula:
CaO + H 2 O = Ca (OH) 2 + Calor (Gran expansión)
de la que se deduce que 56 partes de cal + 18 partes de agua producen 74 partes de cal apagada. Todas estas partes en peso.
La velocidad de hidratación depende de los siguientes factores:
