Aplicación de la metodología CALPHAD para el estudio de los aspectos termodinámicos del proceso de fabricación Clinker de cemento Portland

Abstract

La herramienta computacional FactSage, la cual aplica la metodología CALPHAD junto con la base de datos termodinámicos FT-Oxid se utilizan para estudiar el proceso de fabricación de clinker de cemento Portland. En esta investigación se examina el potencial de los cálculos de equilibrio de fases para contribuir en el entendimiento de la química del cemento. Los cálculos se realizaron sobre una parte relevante del sistema cuaternario CaO-Al2O3-Fe2O3-SiO2 el cual es la base de la química de alta temperatura en el horno rotatorio, cálculos de equilibrio a altas temperaturas y transformaciones en el proceso de enfriamiento se efectúan con el fin de revelar aspectos importantes del proceso de formación de las fases del clinker. En la investigación se realiza el cálculo de diagramas de equilibrio de fase relevantes para la industria del cemento y se les da una aplicación a éstos en la determinación de composiciones adecuadas para la producción de clinker. Con las herramientas computacionales es posible generar información útil acerca de una gran cantidad de aspectos en el proceso de fabricación de clinker de cemento Portland.

Abstract: the FactSage computational tool, which applies the CALPHAD methodology together with the thermodynamic data base FT-Oxid are used to study the Portland cement clinker manufacture process. In this study, the potential of the phase equilibrium calculations is examined to contribute in the understanding of cement chemistry. The calculations were performed on a relevant part of the quaternary system CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3 which is the basis of high temperature chemistry in the rotary kiln, Equilibrium calculations at high temperatures and transformations in the cooling process is performed in order to reveal important aspects of the formation process of clinker phases. In the investigation calculating equilibrium diagrams relevant phase for the cement industry is performed and is given an application in determining these compositions suitable for the production of clinker. With the computational tools can be generate useful information about a large amount of aspects in the process of manufacturing Portland cement clinker.