3 - La Cottura

TRACCIA 3 – LA COTTURA

La “farina” viene cotta ad altissime temperature per trasformarsi chimicamente e fisicamente nel clinker. Il clinker è il semilavorato che esce dal forno e per poter diventare cemento deve avere una certa composizione chimica, ovvero contenere in diversa percentuale ossido di calcio (CaO), ossido di silicio (SiO₂), ossido di alluminio (Al₂O₃) e ossido di ferro (Fe₂O₃). L’impianto di cottura si compone di 3 parti che lavorano in sequenza: la torre a cicloni, il forno rotante, il raffreddatore.

LA TORRE A CICLONI

Nella torre a cicloni (o torre di preriscaldo o di precalcinazione) avviene l’essiccazione della farina e la prima fase della sequenza di cottura, ovvero la decarbonatazione, necessaria a separare la CO₂ (anidride carbonica), contenuta nelle materie prime sotto forma di carbonati, dagli ossidi necessari per la produzione del clinker: CaCO₃ => CaO (ossidi) + CO₂ (anidride carbonica).

Nei cicloni, disposti in stadi sovrapposti dall’alto verso il basso il materiale viene forzato in un tragitto elicoidale in controcorrente ai gas caldi che fa aumentare progressivamente la temperatura della farina cruda da 100 °C a circa 900 °C. Ogni singolo ciclone (stadio) è collegato alla condotta ascendente dei gas caldi che arrivano dal forno rotante. La farina viene introdotta dall’alto e al termine della caduta attraverso i quattro stadi entra nel forno per mezzo del tubo di caduta dello stadio inferiore.

IL FORNO ROTANTE

È un cilindro in metallo rivestito all'interno di materiale refrattario, collocato in orizzontale e in leggera pendenza. La farina entra nel forno nella parte alta, il bruciatore e la relativa fiamma sono collocati in basso, nella zona di scarico. Durante la cottura il forno ruota lentamente sul suo asse e grazie alla pendenza la farina avanza all’interno del forno scivolando e rotolando lungo le pareti interne. Man mano si verificano le diverse fasi del processo di cottura: espulsione dell’acqua combinata ancora presente nella farina, dissociazione del carbonato di magnesio, dissociazione del carbonato di calcio. Quando il materiale raggiunge la temperatura di 1300 °C la calce si combina con i minerali argillosi e la farina comincia ad agglomerarsi e a formare dei noduli, in seguito alla fusione parziale dei suoi costituenti. La temperatura massima raggiunta al termine del processo di cottura si aggira attorno ai 1450 °C e consente la sinterizzazione dei grani di clinker.

IL RAFFREDDATORE

Il clinker che esce dal forno deve essere raffreddato rapidamente per stabilizzare la propria struttura mineralogica e la composizione chimica.

Il raffreddatore è una griglia costituita da una serie di piastre forate sovrapposte che si muovono alternativamente per trasportare il clinker in uscita dal forno. Durante il suo passaggio sulle suddette piastre forate, lo strato di clinker viene attraversato dall'aria di raffreddamento in arrivo da una serie di ventilatori disposti sotto la griglia stessa.