Introdução

Chamamos de Termologia a parte da física que estuda os fenômenos relativos ao calor, aquecimento, resfriamento, mudanças de estado físico, mudanças de temperatura, etc.

Temperatura é a grandeza que caracteriza o estado térmico de um corpo ou sistema.

Fisicamente o conceito dado a quente e frio é um pouco diferente do que costumamos usar no nosso cotidiano. Podemos definir como quente um corpo que tem suas moléculas agitando-se muito, ou seja, com alta energia cinética. Analogamente, um corpo frio, é aquele que tem baixa agitação das suas moléculas.

Ao aumentar a temperatura de um corpo ou sistema pode-se dizer que está se aumentando o estado de agitação de suas moléculas.

Ao tirarmos uma garrafa de água mineral da geladeira ou ao retirar um bolo de um forno, percebemos que após algum tempo, ambas tendem a chegar à temperatura do ambiente. Ou seja, a água "esquenta" e o bolo "esfria". Quando dois corpos ou sistemas atingem a mesma temperatura, dizemos que estes corpos ou sistemas estão em equilíbrio térmico.

Inicialmente, temperatura foi uma grandeza apenas percebida por alguns dos sentidos humanos, basicamente, quanto ao quente, o frio, o rubro, o incandescente, etc. Mas, com o passar dos tempos, tronou-se objeto de estudos, ocupou espaço no campo da criatividade e se consolidou como uma grandeza-chave no âmbito da ciência da medição.

Temperatura é hoje uma das grandezas mais medida e controlada em todo o mundo, mesmo persistindo as dificuldades para seu entendimento, sua quantificação e seu controle. Todas as propriedades físico-químicas da matéria dependem da temperatura. Da mangueira endurecida pelo frio, que dificulta seu uso nas manhãs geladas, ao chocolate derretido ou endurecido nas bagagens de viajantes que se movem entre locais com diferentes temperaturas.

Na metrologia, além da importância intrínseca, temperatura é variável que influencia a medição de muitas outras grandezas. Altera dimensões, impacta constantes físicas, muda o desempenho e as incertezas dos equipamentos de medição. Em suma, não importa o que se faz, pois, independente do afazer, a temperatura nele interfere, direta ou indiretamente, ditando ritmo de produção e consumo de energéticos, sendo, ela própria, a expressão da energia.

Secagem de moinho de rolo

A temperatura é uma das grandezas mais medidas e controladas em todo mundo, a maioria dos processos atualmente constituem-se de propriedades como esta. Um exemplo é a secagem de moinho de rolo.

O moinho é um equipamento para laboratório utilizado para reduzir o tamanho das partículas sólidas. Os moinhos de rolos são ideais para homogeneização dos produtos de alta aderência e viscosidade, permitindo a mistura homogênea entre os componentes sólidos e líquidos.

A condição operacional do moinho requer um controle lógico instrumentalizado e acompanhamento das variáveis que interferem diretamente na operação do moinho, seja a umidade dos insumos de alimentação, o patamar de alimentação, as regulagens dos parâmetros da vazão de gases de exaustão totais, a recirculação dos gases, a temperatura da saída do filtro de mangas, o controle de vibração dos rolos de moagens, a injeção de água, o controle da altura da camada de moagem, a pressão dos rolos de moagem, o sistema de detecção magnética e desvio de material contaminado por metais, alimentação e a geração de temperatura adequada do gerador de gases quentes, a monitoração da pressão diferencial de pressão do leito fluidizado, que incidem diretamente no bom controle da temperatura de saída do moinho. Todas as condições citadas são premissas fundamentais para o bom funcionamento do conjunto e dependentes dos sensores de campo, como medidores de vazão, vibração, pressões e temperaturas.

Operação de moagem e controle de temperatura

O material é alimentado ao moinho através da válvula rotativa e pelo tubo de descida até a mesa de moagem giratória. Antes da válvula rotativa há um sensor detector de metálicos que desvia materiais metálicos para fora do circuito caso sua presença possa ser detectada pela regulagem da sensibilidade do detector. O material alimentado passa pela eclusa rotativa e cai no tubo de alimentação, este dotado de sistema de canhões de ar a fim de promover a limpeza permanente deste tubo até a mesa de moagem, e por efeito centrífugo a alimentação e o retorno do separador dinâmico é lançado sob os rolos preparadores de camada e logo a frente dos rolos preparadores de camada é injetado uma lâmina d’água para estabilizar a camada de material a ser moído, que por cisalhamento promove a redução da granulometria e mantendo os níveis de vibração da mesa de moagem mecanicamente estáveis, ou seja, de 3,0 a 8,0 mm/s.

O local de mais alta pressão é na parte mais externa do rolo de moagem e por sua vez mantêm uma pressão conforme o set point preconizado para atingir o acabamento do material e é exaurido juntamente com os gases quentes oriundo do gerador de gases quentes e vai para o separador dinâmico onde ocorre a separação de partículas grossas e finas. Os finos passarão e seguirão diretamente ao filtro de mangas e depois direto para o sistema de transporte de cimento até o silo e o material grosso e não moído retorna a mesa para nova moagem. Os rolos tensionados por pressão hidráulica provocam uma força de cisalhamento nos materiais, e ao reduzirem a granulometria.

A pressão de moagem varia de 58 bar a 105 bar, e são regulados conforme finura preconizada ao tipo de cimento que estiver sendo produzido. O processo de moagem é contínuo e dependem de fatores mecânicos como a resposta da pressão dos rolos, vibração dos rolos, temperatura de saída do moinho e a pressão na base do moinho para manter o conjunto em harmonia e marcha contínua.

Na figura (01) abaixo, é possível acompanhar resumidamente o processo de um modelo de moinho de rolos. Caracterizado pelo baixo consumo energético, possui um processo avançado e um fluxo de funcionamento simples.

Figura 01 – processo de moinho de rolos

Fonte: http://haijianmachine.com.br

Atualmente as empresas buscam por equipamentos mais eficazes, potentes e com baixa demanda energética. Estes tópicos são fundamentais para otimização dos processos.

O controle de calor na saída do moinho vertical de cimento é premissa fundamental na moagem, uma vez que o produto do moinho é higroscópico e precisa operar numa faixa de melhor desempenho na secagem de toda a alimentação, sem atingir condensação no sistema de desempoeiramento do moinho. O filtro de mangas requer uma estabilidade da temperatura e pressão diferencial, garantindo a vazão aerólica dos gases em valores constantes e máximos de forma que as variáveis controladas mantenham a temperatura dentro d a faixa de operação.

Sua alteração pode influenciar na totalidade da operação, com reflexos imediatos na produção, na estabilidade do processo. O gerador de gases quentes deve manter a estabilidade sem influenciar na capacidade da moagem, garantindo a secagem e a vazão dos gases, permitindo que esta variável nunca seja um limitador, mas sim um fator essencial à maximização da produção.

Conclusão

Com o fluxo continuo de produtos e o tempo, ocorrerá desgaste na raiação dos rolos, fazendo com que seja necessária uma nova raiação no mesmo. A necessidade de fazer uma nova raiação dos rolos pode ser percebida através da análise das características do produto, após passar pelos rolos. O produto da rotura deve ser raspado, evitando ao máximo o corte do mesmo, o que o ocasiona aumento no teor de cinzas. Rolos que apresentam desgaste tendem a triturar a produto ao invés de apenas raspa-los.

Outros indicativos de desgaste na raição são o constante aperto do ajuste dos mesmos, aumento da temperatura dos rolos e aumento da amperagem.

Com o controle de estabilidade do processo ficou evidente que o sistema do gerador instalado tem a capacidade suficiente para atender a demanda de gases quentes e a temperatura requerida em marcha contínua como condição de melhor ótima para o desempenho da moagem.

Referências bibliográficas

www.sofisica.com.br – acesso em 21/05/17

Artigo Controle de temperatura na saída do moinho vertical de cimento – Gomes da Silva Filho Teodoro

http://www.ufrgs.br – acesso em 21/05/17

http://haijianmachine.com.br – acesso em 21/05/17

Betim, 24 de maio de 2017.

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