Colagem e anéis no forno rotativo: causas e prevenção

A colagem no forno rotativo é uma camada de material que se acumula e fica presa à parede interna do equipamento.

Em uma certa medida, ela faz parte do processo e pode até ajudar a proteger o revestimento do forno. 

Mas se o material cresce demais pode começar a prejudicar a operação.

O forno é o coração de uma fábrica de cimento e pode atuar a temperaturas de até 1.450 ºC. Por isso, qualquer alteração dentro dele pode afetar a produção. 

É importante entender como esse material se forma ajuda a identificar situações de risco antes que ele pare.

Vem com a AGICO Cimento entender melhor sobre o assunto!

E para conhecer o equipamento, veja também o forno rotativo para cimento.

A crosta que protege e a crosta que trava

Nem toda crosta no forno rotativo apresenta um problema, durante a produção, uma camada de material pode ficar presa ao revestimento interno do equipamento.

Essa camada é conhecida como coating ou colagem protetora.

Ela se forma sobre o tijolo refratário, material usado para revestir o interior do forno e suportar as altas temperaturas da operação. Quando permanece dentro de limites adequados, essa camada ajuda a proteger o revestimento.

A formação de agregados e o comportamento dos materiais usados em revestimentos refratários são discutidos em estudos da USP. 

A situação muda quando o material continua se acumulando e ocupa uma área muito grande da zona de queima. 

O acúmulo pode formar um anel de clínquer, criando uma obstrução dentro do forno e dificultando a continuidade da produção.

O preço de um anel: a conta da parada

A formação de um anel pode transformar um problema de processo em uma perda operacional significativa.

Segundo estudo da Universidade Federal de Lavras (UFLA), a remoção de um anel pode exigir uma sequência de etapas que interrompe a produção:

• o forno precisa ser resfriado por cerca de 24 horas;

• o anel precisa ser quebrado manualmente;

• a fábrica pode permanecer parada por aproximadamente cinco dias;

• depois da intervenção, ainda é necessário reaquecer o forno para retomar a operação.

O estudo pode ser consultado no repositório da Universidade Federal de Lavras.

Além do tempo sem produção, existe o custo relacionado à retomada do funcionamento do equipamento. 

Por isso, acompanhar os fatores que favorecem a formação de anéis faz parte do controle da operação.

Por que acontece a formação de anéis no forno?

A formação de anéis pode estar relacionada principalmente à composição da matéria-prima, às condições de queima e ao estado mecânico do forno.

A composição da matéria-prima

A composição química da mistura que entra no forno interfere no comportamento do material durante a queima. Um dos pontos observados pela UFLA é o módulo de alumina, índice usado para representar uma relação entre componentes da matéria-prima.

O estudo aponta atenção para valores abaixo de 1,80 e relaciona a consistência da fase líquida, a parte do material que derrete durante o processo, à formação dos anéis.

Combustível e chama

O combustível também entra nessa equação. Segundo a UFLA, o tamanho das partículas do combustível, chamado de granulometria, influencia a formação de anéis.

A forma como esse combustível é queimado depende das condições de trabalho do queimador do forno rotativo.

Outro ponto aparece nos estudos da UFF sobre o uso de combustíveis alternativos. Resíduos, pneus e óleos podem alterar a circulação de enxofre, cloro e álcalis dentro do forno. Durante o processo, os gases podem atingir temperaturas de até 2.000 °C. 

Desgaste mecânico

Existe ainda uma causa que não está diretamente ligada à composição da mistura ou ao combustível: o estado do próprio equipamento.

Segundo estudo da USP, folgas nos anéis de rolamento, peças que sustentam o peso do forno, podem deformar a carcaça. Essa deformação é chamada de ovalização, quando o cilindro deixa de manter seu formato circular.

Aqui existe uma diferença importante de nomenclatura. O anel de rolamento é uma peça mecânica do forno. Já o anel de clínquer é o acúmulo de material formado dentro da zona de queima. Os dois termos se referem a coisas completamente diferentes.

Checklist de prevenção na rotina da usina:

Alguns controles ajudam a acompanhar as condições que podem favorecer a formação de anéis:

• Acompanhar a composição da mistura: o módulo de alumina merece atenção, especialmente diante dos parâmetros apontados pela UFLA.
  
  

• Controlar a moagem do combustível: o tamanho das partículas influencia as condições de queima.
  
  

• Ajustar o queimador e a chama: o controle da combustão faz parte do acompanhamento do processo.
  
  

• Monitorar torque e temperatura dos rolamentos: esse cuidado ganha importância no uso de combustíveis alternativos, conforme estudo da UFF.
  
  

• Verificar folgas e ovalização: a inspeção mecânica ajuda a identificar alterações na carcaça do forno, conforme os pontos levantados pela USP.
  
  

• Escolher o refratário adequado para cada zona: transição, queima e resfriamento possuem diferentes condições de operação.
  
  

• Manter as vedações de entrada e saída em boas condições: isso ajuda a reduzir a entrada de ar falso e a preservar a eficiência do combustível.

Como a AGICO apoia a operação do forno?

A colagem no forno rotativo pode envolver fatores de processo, combustível e condições mecânicas do equipamento. Por isso, o acompanhamento da operação precisa considerar o forno como um conjunto.

A AGICO Cimento fabrica linhas completas para produção de cimento e atua com projetos turnkey/EPC, além de serviços de engenharia e consultoria.

A empresa também fornece peças de reposição em ligas de alta dureza, fabricadas segundo normas ISO/CE. 

Para conhecer essa solução, consulte as peças para forno rotativo.

Se a sua operação precisa avaliar equipamentos, componentes ou soluções para a linha de produção, fale com a equipe técnica da AGICO.

FAQ

1. Como identificar que um anel de clínquer está se formando?

Acompanhar alterações no funcionamento do forno e o comportamento dos materiais ajuda a identificar condições que podem favorecer o acúmulo. O acompanhamento deve considerar fatores químicos, térmicos e mecânicos.

2. O anel de clínquer pode ser evitado completamente?

Não há uma medida única capaz de eliminar o risco. A prevenção depende do controle da composição da matéria-prima, do combustível, da chama e das condições mecânicas do forno.

3. Qual é a diferença entre coating e anel de clínquer?

O coating é uma camada de material aderida ao revestimento interno do forno. O anel de clínquer corresponde a um acúmulo mais espesso na zona de queima, capaz de prejudicar a operação.

4. O uso de combustível alternativo aumenta o risco de formação de anéis?

O uso de resíduos, pneus e óleos pode alterar a circulação de enxofre, cloro e álcalis dentro do forno. Por isso, a operação com esses combustíveis exige acompanhamento das condições do processo.

5. Por que as condições mecânicas do forno precisam ser monitoradas?

Folgas nos anéis de rolamento podem contribuir para a deformação da carcaça do forno. A verificação de folgas e ovalização ajuda a identificar alterações que podem comprometer o funcionamento do equipamento.